universidad politecnica de madrid escuela tecnica...

I

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID

ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MONTES

TESIS DOCTORAL

ESTUDIO DE LOS PROCESOS EROSIVOS EN UNA MICROCUENCA:

Zona Central de España -PUEBLA DE VALLES (Guadalajara)

Tesis sometida a la consideración de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Montes de la Universidad Politécnica de Madrid para optar al grado de Doctor.

Autor: Ricardo Valcarcel

Director: Juan A. Mintegui Aguirre

Madrid Abril de 1989

I

DEDICATORIA

A MARIDETE

II

SUMÁRIO

TESIS DOCTORAL ......................................................................................................................................I

RESUMEN .....................................................................................................................................................II

RESUMEN ..................................................................................................................................................... VII

ABSTRACT ..................................................................................................................................................... IX

CURRICULUM VITAE ................................................................................................................................... XI

1.1 – Generalidades ........................................................................................................................................1

1.2 – Objetivos .................................................................................................................................................2

1.3 - Justificación ..........................................................................................................................................2

2.1 - Procesos erosivos: tipos y mediciones ............................................................................................4

2.1.1 Erosión laminar (interarroyuelos) .....................................................................................................4

2.1.2 Erosión en surcos (arroyuelos) ........................................................................................................7

2.1.3 - Erosión en cárcavas ........................................................................................................................9

2.1.4 - Movimientos en masa .................................................................................................................. 11

2.1.5 -Erosión en el cauce ....................................................................................................................... 11

2.2 - Conceptos básicos del geodinamismo torrencial ........................................................................... 12

2.2.1 - Tolerancia y pérdida de suelos ................................................................................................... 12

2.2.2 - Transporte de sedimentos ........................................................................................................... 13

2.3 - Métodos para estimar erosión ........................................................................................................... 14

2.3.1 - Pérdida de suelos ......................................................................................................................... 14

2.3.2 -Degradación especifica ................................................................................................................. 15

3.1 Localización y Caracterización Socio-Económicas .......................................................................... 16

3.1.1 -Localización .................................................................................................................................... 16

3.1.2 -Caracterización Socio-Económica .............................................................................................. 16

3.2 Clima ........................................................................................................................................................ 18

3.2.1 -Intoducción ...................................................................................................................................... 18

3.2.2 -Estaciones Meteorológicas .......................................................................................................... 19

3.2.3 -Mediciones in situ .......................................................................................................................... 19

3.2.4 - Isoyetas Mensuales ...................................................................................................................... 20

3.2.5 -Zona de Precipitación Homogenea ............................................................................................. 20

3.2.6 - Temperatura y evapotranspiración ............................................................................................ 21

3.2.7 - Vientos ............................................................................................................................................ 21

3.2.8 -Pluviometria y representatividad del año hidrológico ............................................................... 21

3.2.9 -Cálculo de precipitaciones diarias ............................................................................................... 25

3.2.10 -Intensidades Máximas ................................................................................................................ 26

3.2.11 -Clima .............................................................................................................................................. 31

3.3 - Geologia ................................................................................................................................................ 34

3.3.1 - Introducción ................................................................................................................................... 34

III

3.3.2 - Raña ............................................................................................................................................... 33

3.3.3 -Datación .......................................................................................................................................... 33

3.3.4 -Génesis ........................................................................................................................................... 33

3.3.5 -Caracterización .............................................................................................................................. 33

3.4 - Geomorfologia ...................................................................................................................................... 34

3.4.1 -Introducción .................................................................................................................................... 34

3.4.2 -Modelado del Terreno ................................................................................................................... 34

3.4.3 - Red de Drenajes ........................................................................................................................... 37

3.4.4 - Génesis de las Microcuencas ..................................................................................................... 37

3.5 - Suelos .................................................................................................................................................... 40

3.5.1 - Introducción ................................................................................................................................... 40

3.5.2 -Clasificación .................................................................................................................................... 40

3.5.3 - Unidades edáficas ........................................................................................................................ 41

3.5.3.1 - Propiedades fisicas ............................................................................................................... 43

3.5.3.2 - Propiedades quimicas ........................................................................................................... 43

3.5.3.3 - Propiedades fisico – hidrológicas. ....................................................................................... 46

3.5.4 - Clasificación hidrológica de los suelos ...................................................................................... 46

3.5.5 -Erodibilidad ..................................................................................................................................... 46

3.6 - Vegetación ............................................................................................................................................ 49

3.6.1 - Influencia del media ...................................................................................................................... 49

3.6.2 – Descripción ................................................................................................................................ 51

3.6.3 - Clasificación ................................................................................................................................... 51

3.7 - Fauna ..................................................................................................................................................... 54

3.8 - Erosividad de las lluvias ..................................................................................................................... 54

3.9 - Morfometría de la cuenca ................................................................................................................... 55

3.9.1 – Superficie y orientación ............................................................................................................... 55

3.9.2 -Densidad de drenaje - "DD" ......................................................................................................... 55

3.9.3 - Forma de la cuenca ...................................................................................................................... 55

3.9.4 - Pendiente ....................................................................................................................................... 56

3.10 - Estudios de erosión anteriores ........................................................................................................ 58

4.1 - Introducción .......................................................................................................................................... 59

4.2 - Datos de precipitación ........................................................................................................................ 59

4.2.1 - Datos de campo ............................................................................................................................ 59

4.3 - Análisis de suelos ................................................................................................................................ 61

4.3.1 - Introducción ................................................................................................................................... 61

4.3.2 - Características físicas .................................................................................................................. 61

4.3.3 - Características químicas ............................................................................................................. 61

4.4 - Pérdida de suelos ................................................................................................................................ 61

IV

4.4.1 -Estacas ............................................................................................................................................ 62

4.4.1.1 - Vertiente del Pinar / Matorral ............................................................................................... 64

4.1.2 - Paredes de cárcavas.................................................................................................................... 65

4.4.1.3 - Cauce de cárcava .................................................................................................................. 66

4.4.l.4 -Cauce de la cuenca ................................................................................................................. 66

4.4.2 - Retel ................................................................................................................................................ 66

4.4.3 - Trampa -hoyo de sedimentos ..................................................................................................... 69

4.4.4 - Muestreadores de caudales sólidos .......................................................................................... 72

4.4.4.1 - Introducción ............................................................................................................................ 72

4.4.4.2 - Muestreador la nivel 1 ........................................................................................................... 73

4.4.4.3 - Muestreador de nivel 2 ......................................................................................................... 75

4.4.4.4 - Muestreador del nivel 3 ......................................................................................................... 77

4.4.4.5 - Muestreador de parcelas ...................................................................................................... 79

4.4.4.6 - Calibrado y ajuste de los muestreadores ........................................................................... 79

4.4.5 - Determinación de só1idos totales .............................................................................................. 82

4.4.5.1 - Análisis de laboratorio ........................................................................................................... 82

4.4.5.2.1 - Sólidos transportados en suspensión .......................................................................... 82

4.4.5.2 - Caudales sólidos .................................................................................................................... 82

4.4.5.2.2 - Sólidos transportados por acarreo ............................................................................... 82

4.4.6 - Dique ............................................................................................................................................... 83

4.5 - Dirección de las tormentas ................................................................................................................. 83

4.6 - Escorrentía............................................................................................................................................ 83

4.6.1 - Determinación de su presencia .................................................................................................. 83

4.6.2 - Sección transversal ...................................................................................................................... 83

4.6.3 - Calado máximo de la crecída ..................................................................................................... 86

4.6.4 - Cálculo de la escorrentía ............................................................................................................. 86

4.6.5 - Hidrograma .................................................................................................................................... 86

4.7 - Análisis estadístico .............................................................................................................................. 86

5.1 - Vertiente del Pinar ............................................................................................................................... 88

5.1.1 – Caracterización del Lugar ........................................................................................................... 88

Cuadro 21 Pendientes y cotas altitudinales ............................................................................................. 88

5.1.2 - Ubicación de las estacas ............................................................................................................. 90

5.1.3 - Datos observados y periodicidad ............................................................................................... 90

5.1.4 – Resultados .................................................................................................................................... 90

5.1.5 - Interpretación de los resultados ................................................................................................. 91

5.1.5.1 - Erosión ....................................................................................................................................... 91

5.1.5.2 - Características Edáficas ............................................................................................................ 93

5.1.5.3 - Hidrologia del Suelo .............................................................................................................. 96

5.1.5.4 - Movimiento en masa .................................................................................................................. 99

V

5.1.5.5 - Evolución de la cárcava ........................................................................................................... 102

5.1.5.6 - Estimación de la pérdida de suelos ......................................................................................... 102

5.1.6 - Comentario final .......................................................................................................................... 105

5.2 - Vertiente del Matorral ........................................................................................................................ 105

5.2.1 - Caracterización del lugar ........................................................................................................... 105

5.2.2 - Ubicación de lãs Estacas .......................................................................................................... 106

5.2.3 - Resultados ................................................................................................................................... 106

5.2.4 - Interpretación de los resultados ............................................................................................... 106

5.2.4.1 - Erosión .................................................................................................................................. 106

5.2.4.2 - Características edáficas ..................................................................................................... 120

5.2.4.3 - Hidrologia del suelo ............................................................................................................. 123

5.2.4.4 - Movimiento en masa ........................................................................................................... 125

5.2.4.5 - Evolución de las cárcavas .................................................................................................. 125

5.2.4.6 - Estimación de la pérdida de suelos .................................................................................. 125


5.3 - Cárcava del Retel .............................................................................................................................. 130

5.3.1 - Descripción .................................................................................................................................. 130

5.3.2 - Datos observados ....................................................................................................................... 133

5.3.3 - Resultados ................................................................................................................................... 133


5.3.4.1 -Balance hídrico ...................................................................................................................... 133

5.3.4.1.1 - Aportación del área externa .............................................................................................. 137

5.3.4.1.2 - Escorrentía en la cárcava .................................................................................................. 138

5.3.4.2 - Erosión .................................................................................................................................. 145

5.3.4.2.1 - Introducción ....................................................................................................................... 145

5.3.4.2.2 - Cuantificación ................................................................................................................ 146


5.4 - Cárcava del trigal ............................................................................................................................... 164

5.4.1 -Descripción ................................................................................................................................... 164


5.4.3 - Resultados ................................................................................................................................... 167


5.4.4.1 - Balance hídrico..................................................................................................................... 167

5.4.4.1.1 - Aportación del área externa ........................................................................................ 170

5.4.4.1.2 - Escorrentia en la cárcava ............................................................................................ 173

5.4.4.2 - Erosión .................................................................................................................................. 177

5.4.4.2.1 - Introducción ................................................................................................................... 177

5.4.2.2 - Cuantificación ....................................................................................................................... 177

5.4.4.2.3 - Procesos ........................................................................................................................ 185

VI


5.5 - Microcuenca de Puebla de Vallés ................................................................................................... 203

5.5.1 - Descripción .................................................................................................................................. 203


5.5.3 - Resultados ................................................................................................................................... 205


5.5.4.1 - Balance hidrico ..................................................................................................................... 205

5.5.4.2 - Erosión .................................................................................................................................. 211

5.5.4.2.1 - Introducción ................................................................................................................... 211

5.5.4.2.2 - Cuantificación y procesos ............................................................................................ 214

5.5.5 -Comentaria final ........................................................................................................................... 230

6.1 - lntroducción ........................................................................................................................................ 230

6.2 - Conclusiones generales ................................................................................................................... 230

6.3 - Conclusiones zonales ....................................................................................................................... 231

Perfil del Suelo 01 ............................................................................................................................... 245

VII

RESUMEN

La asociación entre Ias caracteristicas geológicas, fisiográficas, condiciones edafo-climáticas y antiguedad del uso de los suelos, determinaron una gran diversidad de paisajes erosivos en España.

El objetivo general de esta investigación fue estudiar los procesos erosivos en una microcuenca de 33,5 ha situada en Puebla de Vallés -Guadalajara, con problemas de erosión acelerada, empleando una metodologia especificamente desarrollada para tal fin.

La formación geológica que es del tipo “raña”, se sitúa en el borde de una meseta constituida por depositas de material detritico de Ia cadena montañosa deI macizo central. El suelo corresponde aI “ranker de pendiente" y Ia precipitación media anual es de aproximadamente 700 mm, caracterizando un clima mediterráneo.

Se seleccionaron cinco tratamientos representativos de los paisajes más comunes en Ia zona: 2 vertientes con coberturas distintas Pinus pinaster Ait. y Cistus ladanifer L., 2 cárcavas de 0,0737 ha y 0,1336 ha de superficie y 1.230 metros de cauce.

Se emplearin 200 estacas, 3 baterías de muestreadores de caudales sólidos, situados en distintos calados en puntos de cierre de los tratamientos. También fueron empleados un dique de malla con diámetro de 0,34 mm, un dique de mamposteria gavionada vacio (447,75 M3) y dos hoyos dispuestos estratégicamente para evaluar el comportamiento de los procesos erosivos en cada parceIa. El periodo de estudio fue de 263 dias en el año hidrológico de 1987/88.

Los 622,9 mm de precipitación fueron distribuidos en 72 eventos, que variaron desde pequeñas lluvias hasta grandes tormentas, con tiempo de recurrencia superior a 10 años. Esto ha permitido evaluar el comportamiento de los procesos erosivos en situaciones diversas: grandes tormentas antecedidas por periodo de sequía y por período de gran humedad antecedente del suelo.

La vertiente deI pinar no presentó escorrentía superficial ni indicios de erosión laminar. Se observó una pequeña susceptibilidad a lentos deslizamientos en masa.

La vertiente deI matorral presentó equilibrio dinámico, logrado después de una intensa actuación de los procesos erosivos en el pasado, donde el gran lavado de Ias particulas finas han dado lugar a un suelo totalmente cubierto por piedras. La escasa vegetación del matorral contribuye en Ia retención de Ias piedras en sus locales y por ende en Ia minimización de Ia erosión.

La cárcava situada en Ia vertiente SW presentó escorrentía en 6 oportunidades totalizando 11,26 M3 de pérdida de suelos, de los cuales 1,13 M3 fueron transportados por acarreo.

La cárcava de Ia vertiente NE presentó 20,47 M3 de pérdida de suelos en sus 10 escorrentias.

Los principales factores que intervinieron en Ia mayor producción de sedimentos en Ias cárcavas fueron: Ia dirección predominante de Ias tormentas erosivas, Ia orientación, Ia superficie de Ia cárcava y Ia contribución hídrica externa.

Se desarrolló un modelo conceptual en 3 dimensiones de Ia evolución de estas cárcavas, que podrá utilizarse como base para futuros modelos matemáticos.

La microcuenca de 33,5 ha produjo 240,7 m3 de sólidos transportados en suspensión y 139,0 M3 por acarreo, de los cuales 49,9 M3 llegaron aI dique, totalizando una pérdida neta de aproximadamente 290 M3, correspondiendo a una abrasión vertical media en la microcuenca de 1,29 mm; ó 5,6 mm en los 5,10 ha de cárcava y cauce.

Los sólidos componentes de la fracción grosera fueron transportados a corta distancia desde sus cárcavas de origen, propiciando una sectorización deI cauce en tramos con predominancia de erosión y de sedimentación.

Los resultados e informaciones suministrados en este estudio, facilitarán Ia tarea deI

VIII

gestor en los futuros proyectos de restauración hidrológico-forestal de cuencas hidrográficas, constituyendo una contribución más para el entendimiento de Ia dinámica de los procesos erosivos.

IX

Valcarcel, R.(1989) Studies of the erosion process in a little watershed in Central Spain - Puebla de Vallés (Guadalajara).

ABSTRACT

The association between the geology, landform, soil, climatics characteristics and antiquity land use, have propitiated distinct soil erosion landscape in Spain.

The purpose of this work was to study the soil erosion process behaviour in a little watershed (33,5 Has) with accelerated erosion problem in "Puebla de Valles" - Province of Guadalajara, Central Spain. Moreover, to develop one practical methodology for the study of erosion processes.

The glacis - piedmont type of surface denominated "rana" consisted of detrital cover material transported from Central and West Spain mountains creating platforms. The watershed is in a border of platform. The soil profile was found to be "Ranker de pendiente" (Lithic haplumbrepts). The mediterranean climate is characterized by a yearly average rainfall about 700 mm, with pronounced summer drought and surplus of water in winter.

Five regional typical landscape samples were selected 2 hillslopes with Pinus pinaster Ait. and Cistus ladanifer L. canopy, 2 gullies with 0,0737 Has and 0,1336 Has and 1.230 meters of river bed.

200 stakes, 3 automatic suspender - sediment samples (at 4 different heights) situated in the end of catchment sample, 1 net dam with 0,34 mm of diameter, 1 rockfilled gabion dam empty (447,75 M3) and 2 hole-trap to collect the sediment were used during the 263 days of the study period.

The 622,9 mm of rainfall was distributed in 72 days, since smaller precipitation up to a bigger one with more than 10 years of recurrence intervalo All the soil moisture situations were satisfied.

The pinar hillslope had no superficial runoff and sheet erosion. It has a little landslide susceptibility.

The shrub hillslope is in an erosion dynamic equilibrium due ro the accelerated erosion in the past, propiciating the appearance of stone canopy in the soil. The few plants fix these stones in the soil surface and contribute to the soil stabilization.

Hillslope SW gullie had runoff in 6 days with 11,26 M3 of total - sediment load, in the which 1,13 M3 were bed - material load.

Hillslope NE gullie had runoff in 10 days, with 20,47 M3 of total - sediment load.

The most important gullies erosion factors were: direction of rainstorms, orientation, size and external runoff contributions.

One schematic model of gullies development was suggested. It will able to be used for future mathematical models.

The watershed has yielded 240,7 M3 of suspended - sediment load and 139,0 M3 of the bed - material load, in which only 49,9 M3 arrived at the dam. The total - sediment load was nearby 290 M3, equivalent to 1,29 mm of vertical abrasion in the whole watershed, or 5,6 mm in the 5,10 Has of the gullies and stream.

The solid coarse fraction was transportated shortly away, creating stream sectorization with erosion and aggradation predominance processo

The answer and conclusions of this disertation will make the environment management easier activity in watershed management, moreover one contribution to understanding the erosion processes in accelerated erosion zones.

X

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a la "Universidad Federal Rural do Rio de Janeiro" el haber me dado esta oportunidad de salir del país para desarrollar el programa de Doctorado.

A la "Coordenaçao de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nivel Superior" del Ministerio de Educación y Cultura de Brasil por haber proporcionado los fondos que me permitieron la asistencia a este curso de Doctorado.

Al Laboratorio de Edafologia de la E.T.S.I. de Montes y su personal por haber permitido la realización de los análisis de suelos.

Al Centro Meteorológico del Tajo del Instituto Nacional de Meteorologia por ceder los datas climáticos.

Al Dr. D. Juan Angel Mintegui Aguirre por dirigir este estudio, al Dr. D. Rafael Serrada Hierro por el apoyo y sugerencias ofrecidas y al Dr. D. José Anastasio Fernández Yuste por sus comentarios criticos.

Este estudio no podria haber sido llevado a cabo si no fuera por la ayuda desinteresada, amistad y principalmente la motivación en participar en un trabajo práctico sobre hidrologia forestal de tres estudiantes del último año de la E.T.S.Ingenieria de Montes: Vicente Monleón Moscardó, Elias Bayarri Garcia y Milagros de Vallejo Sancho de Sopranis.

A Maridete França Valcarcel, por el cuidado y esmero puesto en la elaboración definitiva de las figuras de la tesis. Además del estimulo y aliento brindado en los momentos más dificiles.

Finalmente doy las gracias a Da. Elena Ruiz Elgueta, quién recogió y suministró la información sobre lluvias, apoyó en lo que fue posible la tarea de campo, divulgó y concienció a la población sobre la importancia de no tocar los aparatos en Ia microcuenca.

XI

CURRICULUM VITAE

Ricardo Valcarcel, natural de Rio de Janeiro - Brasil, Ingeniero Forestal por la Universidade Federal Rural de Rio de Janeiro - UFRRJ en 1976, Magister Scientiae en Manejo de Cuencas por Ia Universidad de Los Andes -Venezuela en 1982, Profesor Adjunto de la UFRRJ en 1989.

1

Capitulo I – INTRODUCCION

1.1 – Generalidades

España presenta más de tres cuartas partes de su territorio nacional en la región biogeográfica mediterránea, con un clima muy irregular y distribución estacional de las precipitaciones, coincidiendo los veranos cálidos con la falta de lluvias.

Las lluvias torrenciales, además de mal distribuidas, suelen presentar gran intensidad horaria en pequeños lapsos de tiempo. Existen registros de tormentas con 200 - 300 milimetros en 24 horas y un excepcional próximo a Gandia, Valencia de más de 1.000 mm.

El relieve es accidentado con el 20 por ciento de su superficie con cotas iguales o superiores a los mil metros, y el 65 por ciento superior a los 500 metros de altitud.

La geologia es muy variada, que asociada a las distintas caracteristicas climáticas ha producido una gran diferenciación de los suelos y consecuentemente de sus caracteristicas erosivas.

La colonización de la Peninsula Ibérica por el hombre se remonta al Paleolitico inferior (Mortillet, 1900). A partir del Neolitico se establecieron las relaciones comerciales, cultivo del trigo, domesticación de animales y el inicio de la conversión de los bosques en pastos o leña (Téllez y Ciferri, 1954).

El paisaje vegetal español viene sufriendo las consecuencias de la acción antrópica desde 2.000 años antes de J.C.

Las irregularidades climáticas, sequia, incendios y niveles de actuación antrópica han provocado la casi desaparición de los bosques autóctonos de España. Actualmente la cobertura forestal se encuentra por debajo del 20 por cien de su territorio (Carrera Morales, 1985).

El mismo autor apunta las siguientes manifestaciones de desorden hidrológico en el território español:

-Focos de erosión acelerada

-Gran frecuencia de avenidas catastróficas

-Irregularidad en el régimen hidrico

-Importantes caudales sólidos en los drenajes

-Gran número de torrentes

-Agrandamiento y degradación de cauces

-Socavación de los márgenes

-Aterramiento de embalses

-etc.

Varios embalses se encuentran parcial o totalmente aterrados, más del 25 por ciento de Ia superficie nacional sufre fenómenos graves de erosión, y determinadas provinclas presentan más del 50 por ciento de su superficie con fuertes erosiones (Carrera Morales, 1985).

La interacción de los efectos producidos por el largo y intenso uso del suelo en España, con las irregulares características del clima mediterráneo genera un paisaje erosivo donde es dificil individualizar sus fenómenos erosivos, pues las secuelas dejadas en el campo pueden ser producto de la aridez del clima o de las torrencialidades de las lluvlas.

Los problemas ambientales en España estan siendo abordados con gran interés por el Estado y las entidades responsables. Varias regiones han recibido medidas conservacionistas en el pasado y reciben en el presente.

En el periodo actual se hace necesario evaluar Las modificaciones ambientales producidas en los últimos años atribuidas a las obras de conservación, con el objetivo de seguir

2

mejorando y perfeccionando las técnicas de restauración hidrologico-forestal para lograr mejores resultados.

El mejor conocimiento de los procesos erosivos en las zonas con problemas de erosión acelerada es una de las tareas que se debe llevar a cabo, pues de él depende la elaboración de estrategias más ajustadas al combate contra la erosión, asi como la racionalización de los gastos públicos.

1.2 – Objetivos

Esta investigación tiene como objetivo general estudiar los procesos erosivos en la microcuenca de 33,5 hectareas situada en una zona con fuertes problemas de erosión en Puebla de Vallés - Guadalajara.

Un segundo objetivo general es desarrollar y aplicar una metodología de evaluación de los procesos erosivos que sea eficaz y de bajo coste.

El objetivo especifico es estudiar los principales factores que intervienen en los procesos erosivos en vertientes, cárcavas y cauce de la microcuenca.

Los sectores de la microcuenca estudiados fueron:

a) Vertiente con Pinus pinaster Ait.

b) Vertiente con matorral (predominando Cistus ladanifer L.)

c) Cárcava si tuada en la vertiente NW

d) Cárcava situada en la vertiente SE

e) Cauce de la microcuenca

1.3 - Justificación

La zona del estudio se encuentra en el tramo medio del Rio Jarama, próximo a la divisoria con la cuenca del Rio Sorbe. Ambas cuencas son tributarias del Rio Tajo (Alto Tajo), cuya superficie es de aproximadamente 5,57 millones de kilometros cuadrados, correspondiendo al 11 por ciento del territorio nacional, con 48 embalses y cuyo recorrido llega hasta Lisboa.

La región objeto de estudio se encuentra en las proximidades del Macizo de Ayllón, en La zona conocida como "Sierra Pobre", dadas sus precarias condiciones edafo-climáticas y productivas.

Su densidad demográfica es muy baja, casi todos los pequeños núcleos urbanos presentan reducido número de habitantes con la característica común de que la edad de la mayoria de las personas es superior a los 50 años.

El pueblo más próximo a la microcuenca, Puebla de Vallés, tiene actualmente menos de 40 habitantes. En el año 1910 vivían 330 personas.

La precipitación es relativamente alta, la escasa presión de uso agrícola de la tierra, la elevada altitud y principalmente la proximidad a las grandes ciudades de Guadalajara, Alcalá de Henares y Madrid hacen que la zona reúna especiales condiciones para su aprovechamiento como zona productora de agua.

Actualmente ya existen 2 embalses construidos en las proximidades de la región estudiada, pero ninguno de los dos recibe contribuciones hídricas de La zona de estudio.

Está prevista, en fase de proyecto, la construcción de un tercer embalse cuya punto de cierre estará en Uceda. La gestión de los recursos hídricos de la zona está administrada por el Canal de Isabel II. La superficie del espejo de agua de este embalse distará 1.200 metros de La microcuenca estudiada.

Las características positivas que confieren a la zona una vocación productora de agua

3

son contrarrestadas por el elevado número de pequeños focos con erosión acelerada.

La erosión laminar en la región fue estimada como igual o superior a 12 - 25 toneladas/ha.año (ICONA, 1987).

Las características fisiográficas, edáficas, y morfológicas de estos focos de erosión son similares en toda la región. Su mayor o menor significado en el mantenimiento de la vida útil de los embalses está en función de su proximidad al espejo de agua.

Actualmente la relevancia del estudio consiste en comprender el funcionamiento de los procesos erosivos de estas zonas productoras de sedimentos, y extrapolar los resultados para las regiones similares en las proximidades de estos dos embalses. En el futuro, esta zona será en efecto productora de sedimentos a un embalse y su relevancia consistirá en su propio estudio.

La estrategia para la reducción de la producción de sedimentos en las zonas con procesos de erosión acelerada, requiere una etapa preliminar de investigación de la actuación de estos procesos, determinando cómo actúan y cuáles son los procesos de mayor importancia en el fenómeno. Con esta información se pueden desarrollar procedimientos con mayores posibilidad de éxito con vistas a la minimización de la producción de sólidos, mejorando los niveles de calidad de agua del río y facilitando la gestión de los recursos hídricos del futuro embalse, así como de los embalses próximos ya existentes.

La microcuenca de 33,5 hectáreas fue seleccionada por reunir una gran variedad de ambientes naturales propios de la región. Sus vertientes están cubiertas con pinar, matorral y cultivo de secano Las cárcavas son de diferentes tamaños y Ia restauración hidrológico-forestal se desarrolló a partir de 1983. La microcuenca puede ser considerada por todo ello como representativa en la región.

El conocimiento integral de los procesos erosivos en condiciones de campo requiere una gran labor investigadora, no sólo para ajustar metodologías desarrolladas en otras latitudes, como principalmente para formular y adaptar leyes que reflejen el comportamiento de los procesos erosivos inherentes alas condiciones edafo-climáticas de la zona estudiada.

Los ajustes y modificaciones de estas leyes pasan anteriormente por el conocimiento profundo de las relaciones especificas entre todos los factores que interfieren en el proceso erosivo.

Esta tarea es ardua y lenta, requiriendo gran dedicación, tiempo y personal. Este estudio propició las primeras etapas de esta línea de investigación. Sus resultados podrán servir para comprender mejor los factores que intervienen en el geodinamismo torrencial, y podrán ser extrapolados para otras zonas con similares caracteristicaza.

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CAPITULO II - REVISION BIBLIOGRAFICA

2.1 - Procesos erosivos: tipos y mediciones

La erosión del suelo se define como el proceso de desprendimiento y arrastre acelerado de sus partículas causado por el agua o viento (Suárez de Castro, 1980). Intervienen por lo tanto en el fenómeno un objeto pasivo, que es el suelo, ubicado bajo unas condiciones determinadas de pendiente, y los agentes activos: agua y viento. Un agente intermediario regula las relaciones de la erosión con el medio: la vegetación.

La erosión ocurre cuando las fuerzas de arrastre y transporte de materiales son superiores a las de resistencia a la remoción (Meyer y colaboradores, 1975b). Las fuerzas de desplazamiento operan por medio de agentes pluviométricos, fluviométricos y eólicos.

Las posibles manifestaciones del proceso erosivo en el medio pueden ser divididas en: erosión laminar o ínter arroyuelos, erosión en regueros ó en arroyuelos, erosión en cárcavas, erosión en el cauce y movimientos en masa.

2.1.1 Erosión laminar (ínter arroyuelos)

Consiste en la remoción de delgadas capas más o menos uniformes de suelo sobre una superficie. Es la forma menos perceptible del flagelo erosivo y, por ello, la más peligrosa.

La remoción de estas delgadas capas de suelo se extiende más o menos uniformemente en toda la superficie del terreno, siendo consecuencia del impacto de la gota de lluvia en el suelo, provocando su disgregación y posterior escurrido. La formaci6n del flujo superficial en la vertiente transportará las partículas de tierra previamente disgregadas y susceptibles de ser arrastradas. De este modo la mezcla agua - tierra escurre a lo largo del área degradándola de forma similar a delgadas láminas. Este proceso también es conocido como erosión ínter surcos o intercanales.

Las zonas propicias a este tipo de erosión son aquellas que presentan suelos de poca cohesión, escaso contenido de materia orgánica, suelos poco profundos con substratos impermeables, suelos con poca infiltración y principalmente suelos desprovistos de una eficiente cobertura que minimice la energía cinética de las gotas de lluvia.

Pueden ser síntomas de erosión ínter arroyuelos los siguientes hechos: Empobrecimiento de la vegetación, afloramiento de los sistemas radicales, presencia de pequeños abanicos de sedimentos depositados en el micro-relieve, disminución de las cosechas y/o de la capacidad de pastoreo, aumento de la abundancia de especies características de suelos degradados y aumento del volumen de piedras en la superficie del suelo.

A través de este proceso erosivo, el suelo superficial empieza a tornarse de color más claro, por efecto de la remoción del humus, además de reducir su productividad de forma progresiva.

Esta manifestación del proceso erosivo produce serios daños a las actividades agrícolas regionales, propiciando una gran pérdida de bases intercambiables del suelo, además de requerir una gran reposición de la fertilidad de los mismos.

Bajo el punto de vista hidrológico se puede decir que esta manifestación del proceso erosivo propicia el aumento de las cargas de sedimentos en suspensión en los cursos de agua, lo que provoca un gran gasto de recursos económicos para el tratamiento y potabilización del agua para consumo humano.

El efecto hidrológico de este tipo de erosión también está relacionado con la disminución del flujo básico en las cuencas, aumento de los caudales punta en las crecidas, además del aumento de la turbiedad de las aguas de los ríos.

Al efecto agrológico, se añade la disminución de la profundidad efectiva del suelo, además de una gran pérdida de la fertilidad del terreno. La parte nutricional del suelo más activa es la integrada por las partículas de tamaño reducido. Los daños que sufre la fertilidad de los

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terrenos por este concepto son mucho más considerables que los ocasionados por la pérdida de un determinado peso de material, representativo de la capa superficial del terreno (Suárez de Castro, 1980).

El concepto de erosión laminar es teórico y ocurre cuando el agua escurre libremente sobre la superficie del suelo, pudiendo cubrir una gran superficie en extensión. Cuando el agua encuentra obstáculos en el piso y forma canalículos de desvíos continuos, ya no se considera como este tipo de erosión (Kirkby, 1976; Zachar, 1982).

El flujo que origina esta erosión raramente o nunca está en forma de una lámina continua sobre la superficie del suelo. Más bien se presenta como oleadas o como flujo subdividido, detenido por pequeños obstáculos, cambiando continuamente de posición (Kirkby, 1976).

Cuando el suelo está seco y recibe un fuerte aguacero sufre un adensamiento (encostramiento) en los primeros y muy pocos milímetros superficiales impidiendo la infiltración, dejando seco el substrato inferior, con alto contenido de aire atrapado, dificultando aún más el movimiento vertical del agua (Ellison, 1944; Stalling, 1957).

Al secarse el suelo, esta delgada capa superficial se transforma en una costra dura, que dificultará la infiltración del agua en ocasiones futuras, donde los eventos sean de intensidades moderadas o altas.

La porción de la lluvia que logra infiltrarse en el suelo eluvia partículas muy finas hacia el interior del perfil, obstruyendo los espacios porales y contribuyendo a tornar aún más difícil la infiltración del agua en oportunidades futuras (Stalling, l957).

Todas estas evidencias contribuyen a que se produzca un aumento del coeficiente de escorrentía de estas zonas afectadas en lluvias posteriores. Esto tiene como consecuencia una fase de aumento de la erosión, ampliada aún más por la acción abrasiva de las partículas de sólidos en suspensión, transportadas durante la crecida (Suárez de Castro, 1980).

Morgan (1977) observó que hasta el 50% de la superficie del suelo presentaba flujo laminar durante una fuerte precipitación. Sin embargo la erosión no ocurría de manera uniforme en toda la superficie. Donde el agua quedó confinada por irregularidades del terreno hubo deposición de los sedimentos, formando pequeños abanicos con los materiales transportados.

La erosión laminar es un proceso que ocurre de forma más clara en suelos arenosos, porque la pequeña cohesión entre partículas y gran capacidad de infiltración dificultan la formación de canalículos. En estos suelos se observa una pequeña presencia de erosión en arroyuelos. Entre tanto, los materiales erosionados no son transportados a grandes distancias. En este tipo de suelo puede existir un equilibrio entre erosión y deposición de partículas de suelos. En los terrenos con pendientes cóncavas ó convexas, suelen ocurrir predominantemente los procesos de erosión y transporte (Morgan, 1977).

La erosión laminar es especialmente dañina por su acción selectiva sobre las partículas del suelo. Los sedimentos más livianos son transportados en las primeras lluvias de intensidad mediana o baja, provocando el aumento de la pedregosidad superficial del suelo.

Este efecto selectivo de la erosión laminar acaba protegiendo la superficie del suelo, pues su mayor pedregosidad ofrece protección contra el impacto de las gotas de lluvias.

Para proceder a la cuantificación "in situ" de este fenómeno se suelen emplear algunas metodologiaza comentadas a continuación.

Método diferencia de cota

Consiste en un arco de aproximadamente 1 metro de anchura y desnivel que puede variar de pocos centímetros hasta 1 metro. Es sujetado en niveles de referencia sobre la superficie del suelo cuando se efectúan las lecturas. Se evalúan los niveles desde el arco hasta el suelo para estimar el comportamiento del proceso erosivo en las parcelas estudiadas.

Este método sirve para evaluar la erosión y la sedimentación.

Método de las estacas

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Sirve para determinar puntualmente las pérdidas de suelos por mediciones de las diferencias de nivel de la superficie en periodos cortas (lluvias) o periodos largos (años). Se utiliza en grandes superficies con el fin de ofrecer estimación de la magnitud de los procesos erosivos.

La disposición de las estacas en el campo debe ser dictada por los objetivos del estudio. Asi se puede tener un conjunto de estacas dispuestas en forma de rejilla, lineal, siguiendo las curvas de nivel o en el sentido de la máxima pendiente.

Las estacas tienen que ser resistentes a la intemperie y lo más delgadas posible, con vistas a no alterar el flujo del agua en el lugar, y consecuentemente los procesos erosivos.

Método de copas de salpicadura

Se utiliza para evaluar la disgregación producida por la caída de la gota de lluvia. Se emplean superficies lo suficientemente pequeñas para que las partículas de suelo desprendidas por el impacto de la gota de lluvia no puedan retornar al lugar de origen. De esta forma se cuantifica el efecto erosivo de determinados tipos de lluvias. Este método sirve para estudiar la eficiencia de algunas coberturas vegetales, Ali como de prácticas conservacionistas que uti1izan el manejo de las coberturas con vistas a minimizar el efecto de la energía cinética de las gotas de lluvia.

Método de las bandejas de erosión

Se utiliza para evaluar la infiltración, erosión del suelo bajo diferentes condiciones de pendiente, intensidad de precipitación, cobertura y manejo en pequeñas muestras de suelos. Se puede evaluar el efecto de protección de las copas en diferentes fases de desarrollo del cultivo (germinación, emergencia, plántula y otras).

Método de trazadores químicos

Se emplean los trazadores para marcar las partículas del suelo y acompañar sus evoluciones futuras dentro de una parcela. Se suele colocar directamente sobre el suelo para medir la erosión laminar, o bien con una protección superior para evitar el efecto de la gota cuando se desea evaluar la erosión en surcos.

Método de Ias parcelas experimentales

Se utilizan para evaluar y estudiar el proceso erosivo de forma integrada bajo condiciones de campo. Es ampliamente empleado para cuantificar Ia erosión hídrica y los factores que en ella actúan. Pueden ser móviles o fijas, con lluvias naturales o simuladas y suelen variar entre 1 metro cuadrado de superficie hasta 1 hectárea. Sirven para evaluar Ias técnicas de conservación del suelo en Ia región de estudio, a manera de estudio previo, o para ajustar metodologías teóricas.

Método de Ias microcuencas

Se utilizan para evaluar el comportamiento integral de Ia conservación del suelo y del agua en una unidad hidrológica.

La cuantificación exacta de Ia pérdida de suelo empleando técnicas especificas es de compleja ejecución, debido a que Ia explicación del proceso es variable de lugar a lugar. El empleo de una u otra técnica depende de los objetivos del estudio, de los recursos disponibles y del nivel de conocimiento que se disponga sobre Ia misma.

La variación de los efectos individuales de los agentes que actúan en el proceso erosivo se debe a Ias características peculiares de cada zona. Metodológicamente esto trae un incremento del factor de complejidad en Ia puesta a punto de metodologías desarrolladas para otras latitudes, pues aún hoy no se conoce muy bien Ias influencias individuales de los factores que actúan en los procesos erosivos (Meyer y colaboradores, 1985; Dunne, 1986).

Las técnicas de predicción e inventario fueron desarrolladas y validadas para situaciones especificas en base a una serie de supuestos teóricos propios de unas latitudes dadas. Cuando se Ias aplica en zonas distintas, se requiere una gran labor de comprobación y de modificación con vistas a lograr el ajuste de Ia metodología, lo que requiere gran tiempo de investigación y volumen

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de recursos.

La bondad del ajuste obtenido entre Ias pérdidas de suelos observadas en el campo y los resultados obtenidos utilizando estas metodologías, depende en gran parte de toda una labor investigadora para ajustarla a Ias condiciones de Ia zona del estudio, además de Ia experiencia deI equipo en el manejo de Ia misma.

La erosión es un fenómeno complicado y resultado de Ia interacción de varios procesos cuyos mecanismos y formas de control no son totalmente conocidos (Zachar, 1982; Dunne, 1986).

Meyer y colaboradores (1985) recomiendan individualizar los factores que afectan Ia erosión laminar y en surcos para estudiar y comprender mejor Ia dinámica de los procesos erosivos, con el objetivo de facilitar su contraI de forma más efectiva.

Existen técnicas de estimación de Ia magnitud de los procesos erosivos que siguen diferentes supuestos teóricos, determinados por Ia mayor influencia local de un factor más significativo para el proceso erosivo en Ia zona donde se desarrolló el estudio, además de Ia escuela seguida por el autor. Esta diversificación trae como ventaja el hecho de que existirán un gran número de metodologías disponibles para utilizar, cubriendo varias situaciones posibles y permitiendo aI usuario Ia selección de Ia más acertada para su zona de estudio. El no tener en cuenta este hecho implica el riesgo de no obtener resultados precisos en sus estimaciones.

El mantenimiento de Ias escalas originales de Ias metodologías, cuando se emplea en un estudio concreto, es de gran importancia en Ia precisión de los resultados.

La interpretación y comparación de los resultados de estimación de Ia erosión en zonas distintas es compleja, debido a Ia gran diversidad de modelos existentes y principalmente a Ias adaptaciones de Ias metodologías a Ias condiciones locales, que en algunos casos supone Ia creación de una nueva metodologia.

Para estimaciones de pérdidas de suelos se pueden emplear metodologías simples con una o pocas variables, como Ias de Langbein y Schumm (1958) que relaciona precipitación anual con pérdida de suelo, o como Ia de Fournier (1960) que relaciona esta con el índice de agresividad de Ias lluvias y el relieve. Otras metodologías requieren más detalles de información, como son Ias de Hudson (1961), Wischmeier y Smith (1978) y Ia de Stocking (1981) entre otras que serán discutidas más adelante.

2.1.2 Erosión en surcos (arroyuelos)

Consiste en Ia remoción del suelo situado en regiones donde ocurre una mayor concentración de Ia escorrentía en Ia vertiente.

En Ia medida que aumenta Ia velocidad del flujo, el agua incide en el suelo y se forman los arroyuelos, que son canales continuos de anchura reducida y escasa profundidad, pudiendo ser eliminados por Ia labranza agrícola (Lal, 1980).

La concentración de agua aI escurrir por Ia superficie obedece fundamentalmente a Ias condiciones de Ia micro-topografia, irregularidades y desniveles superficiales deI terreno. La presencia de algún obstáculo en medio de Ia corriente como piedras, vegetación aislada, etc., motiva una separación deI flujo y posterior concentración aguas abajo deI obstáculo, excavando Ia superfície por Ia existencia de remolinos e iniciando Ia formación de un reguero. En las próximas lluvias puede avanzar tanto hacia arriba como hacia abajo.

La formación de regueros ocurre especialmente durante aguaceros de gran intensidad. Son áreas propicias los terrenos con gran pendiente, con irregularidad en su micro-relieve, con presencia de elementos muy heterogeneos (Mosley, 1974).

La baja infiltración y pequeña profundidad deI suelo, asi como sus caracteristicas internas y de Ias precipitaciones, son factores que poseen gran importancia en este proceso erosivo.

Entre el conjunto de factores que intervienen en el proceso de erosión en arroyuelos, el aumento deI gradiente hidráulico del flujo superficial ocupa considerable importancia. Este aumento puede deberse aI aumento de la intensidad de precipitación pluvial, aumento de Ia

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velocidad y profundidad del flujo, además de Ias propias caracteristicas deI suelo en cuanto a escorrentia y susceptibilidad a Ia erosión se refiere.

Cuando existe una red de micro-drenajes en Ias vertientes de Ias cuencas, el caudal sólido resulta mayor que en las mismas vertientes sin los pequeños regueros, o sea: el total de los sedimentos eliminados es varias veces mayor en orden de magnitud que con flujo sin arroyuelos. La justificación es de caracter hidráulico, ya que Ia escorrentia canalizada tiene mayor capacidad de disgregación que Ia erosión laminar (Mosley, 1974; Spomer y colaboradores, 1971).

Otra posible causa de Ia mayor producción de sedimentos en zonas con mayor número de regueros, está relacionada con Ia mayor probabilidad de que los fragmentos deI suelo disgregados por Ia acción deI impacto de Ia gota de lluvia y del transporte, sean conducidos a través de los regueros y lleguen aI drenaje principal.

Los arroyuelos y Ias cárcavas se forman cuando Ia velocidad de Ia escorrentia superficial deI flujo sobrepasa los 30 cm/seg, volviéndose turbulento (Ellison, 1947).

Los sedimentos provenientes de Ia erosión laminar pueden depositarse en Ia misma vertiente donde se originaron, o ser conducidos a través de los regueros aI drenaje principal, co tribuyendo aI aumento de su capacidad erosiva. Esto propiciará una mayor disgregación de los sólidos de Ias paredes y lecho deI propio reguero. Se admite que una proporción creciente de Ia capacidad de transporte de sedimentos deI arroyuelo es provocada por Ias contribuiciones de Ia erosión interarroyuelos (Zachar, 1982).

La influencia de los sedimentos de granulometria fina en Ia abrasión deI lecho, cuando son conducidos en el cauce de Ia cuenca, debe ser pequena en cuanto aI proceso de erosión en el lecho de la cuenca se refiere, pues estos sedimentos estan compuestos de un material muy fino (limo, arcilla y arena muy fina), que constituyen la carga en suspensión (Suspended load) y lavado (Wash load), interviniendo minimamente en los procesos hidráulicos de socavación del lecho que son principalmente influenciados por el transporte de sedimentos de fondo, dominados por materiales de mayores diámetros (Meyer y colaboradores, 1975).

La erosión en arroyuelos arrastra materiales finos de los margenes y materiales con mayor diametro del lecho del reguero, además de conducir los sedimentos de la erosión laminar.

La interacción de estos dos tipos de erosión provoca la evasión de sedimentos de la cuenca receptara, que se incorporan al volumen total de sedimentos transportados en suspensión y disolución en los rios.

Los daños que este tipo de erosión producen son evidentes, pues sus huellas quedan registradas en las vertientes, lo que no ocurria con las manifestaciones de la erosión laminar. Esto permite una mayor toma de conciencia por parte de la comunidad de vecinos y facilita una toma de diretrices politicas con vistas a establecer medidas de control y/o restauraciones del ambiente afectado.

En el caso de los daños se pueden decir que ocurren concomitantemente con los de la erosión laminar y es muy dificil individualizarlos. La gran diferencia se verifica en el hecho de que esta forma de erosión deja una secuela visible en las vertientes, que serian los arroyuelos.

Todas las implicaciones hidrológicas y agrológicas acusadas en la erosión laminar, además de los otros posibles daños ocasionados por la incorporación de sedimentos de diámetros superiores, ocurren en esta forma de manifestación de la erosión. Se debe añadir el hecho de que el suelo presentará pequenos regueros que pueden representar cárcavas potenciales en el futuro.

La cuantificación de las pérdidas de suelos en el campo, producidos por esta forma de erosión, puede ser realizada empleando los mismos procedimentos anteriomente descritos para la erosión interarroyuelos.

En la mayor parte de las metodologias teóricas de cuantificación de la magnitud de este proceso erosivo, se suelen considerar junto al de la erosión laminar, aunque existen várias tentativas de individualizarlos.

Meyer y colaboradores (1975) relacionaron matematicamente la tasa de erosión en

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surcos con las caracteristicas del suelo y el esfuerzo cortante critico, con el fin de cuantificar la erosión producida por el flujo en arroyuelos situados en zonas sembradas y cultivadas de Estados Unidos.

2.1.3 - Erosión en cárcavas

Las cárcavas son canales profundos y de paredes empinadas que se encuentran en zonas con pendientes irregulares y con subsuelos profundos y frágiles. Son generalmente de caracter permanente.

Evolucionan a partir de la combinación entre pequeños regueros hasta alcanzar un desarrollo donde ya no puedan ser eliminadas con las.operaciones normales de labranza agricola (Kirkby y Morgan, 1984).

Peralta (1977) clasifica los fenómenos erosivos que dan origen a las cárcavas, en erosión de canal y de cascada. El primero está relacionado con el acúmulo del sobrante de agua en la base de la vertiente. Su mayor concentración de sólidos, velocidad y poder erosivo son los responsables por el inicio del desarrollo de la cárcava.

El desarrollo de este canal provoca el aumento del declive y por retroalimentación el avance hacia su parte más alta en la vertiente.

La erosión de cascada se produce cuando el material superficial del suelo es más resistente que el del subsuelo. El agua socava el material más suelto y produce el desplome de las partes superiores.

El inicio de una cárcava es producto de las modificaciones de las condiciones del suelo y caracteristicas hidráulicas del flujo que pasa por el lugar, o de las fuerzas de resistencia a la erosión (Zachar, 1982).

Con el establecimiento del canal, la simple existencia del agua es suficiente para auto-sostener el proceso erosivo, aumentando su evolución lateral, longitudinal y en profundidad hasta que la cárcava consiga ajustarse a un nuevo estado de equilibrio.

Estos son algunos de los factores que pueden influir en la formación y evolución de las cárcava: a) Extensión y pendiente de la superficie de drenaje aguas arriba de la cárcava, b) Desnivel de la vertiente, c) Precipitaciones intensas, d) Modificaciones en las condiciones de uso del suelo, e) Influencia del nivel freático, f) Características edáficas del suelo y subsuelo, g) Características geológicas del terreno, h) Escorrentía dentro de la cárcava, i) Derrumbe y oquedad del subsuelo.

Muchas cárcavas presentan gran producción de sedimentos y un pequeño ensanchamiento de su superficie de captación o retracción de sus paredes laterales. La evaluación cuantitativa de la pérdidas de suelos no es posible empleando sólo las fotografías aéreas (Emery, 1975).

La gran complejidad de factores que influyen en los procesos erosivos en las cárcavas trae.como consecuencia el hecho de que los modelos de cuantificación sean válidos solo para las zonas donde fueron generados.

Hasta la fecha no hay un modelo matemático universalmente aceptado como método para describir, cuantificar y estimar el comportamiento de las cárcavas (Kirkby y Morgan, 1984).

Se pueden evaluar las pérdidas de sólidos en las cárcavas a través de estacas, pinturas, marcadores y otros materiales. Las pinturas sirven para marcar y numerar los residuos sólidos en el lecho y paredes de las cárcavas. El transporte de la masa total corresponde al producto de la distancia cubierta por el área del corte transversal. El transporte computado es un valor mínimo, porque la cantidad de partículas no recuperables aumenta a medida que el movimiento sea mayor y el periodo más largo (Kirkby y Morgan, 1984).

Son varios los productos utilizados para marcar los sedimentos transportados, variando desde sencillos colorantes hasta rastreadores radiactivos.

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Se pueden utilizar estacas de hierro de 20 centímetros de profundidad para medir variaciones en el perfil transversal de una cárcava. Las expansiones, profundizaciones y migraciones de sólidos también pueden ser estimadas de esta forma.

Marcos fijos situados en las proximidades de las cárcavas permiten medir su avance y estimar el volumen de sólidos incorporados a la cárcava.

Beer y Johnson (1963) determinaron la relación entre el crecimiento de las cárcavas y varios factores para las condiciones del Oeste de Iowa en substrato arenoso: Escorrentía superficial, área de aterrazado de la cuenca, longitud de las cárcavas y precipitación.

Thompson (1964) formuló otra relación tomando datos de las localidades de Minnesota, Iowa, Alabama, Texas, Oklahoma y

Colorado. El producto final del estudio consistió en una ecuación donde el avance de la cárcava puede ser determinado en función de los siguientes factores: Superficie de drenaje de la parte superior de la cárcava, pendiente del canal de acercamiento por encima de la punta de la cárcava, precipitación y contenido de arcilla erosionable del suelo.

El Servicio de Conservación de Suelos de Estados Unidos emplea varias ecuaciones que relacionan el avance anual media de una cárcava con su superficie de captación y la actuales no nos permiten predecir un valor seguro de la erosión en cárcavas precipitación (S.C.S.A, 1977).

En general no se puede predecir con rigor absoluto la tasa de desarrollo anual de una cárcava, pues es muy variable en el tiempo. Presenta ciclos de gran y pequeño desarrollo hasta lograr un equilibrio donde las pérdidas son menores que en los periodos del su inicio.

La tasa de desarrollo de la cárcava en periodos antecentes es variada y compleja. Los conocimientos. Consecuentemente, esta valoración depende del juicio del personal técnico experimentado, que conozca los factores que controlan el fenómeno y que puedan asignar un valor cuantitativo.

Woodburn (1949) observó en la región central del Mississippi tasas de 0,0126 milímetros por metro cuadrado de pérdida de suelo en cada año.

En una zona próxima, Piest y colaboradores (1975) encontrón que esta tasa aumentó en las últimas décadas, pasando ahora a 0,36 milímetros, que representa el 50 por ciento de las pérdidas totales de suelos de las cuencas hidrográficas.

La erosión se relaciona con la intensidad de cultivo en las partes altas de las cuencas y varía entre el 11 -100 por cien de la producción total de sedimentos. Las cárcavas produjeron entre O y 89 por ciento de los sedimentos totales de las 113 cuencas estudiadas por Glymph (1957).

En Michigan las cárcavas contribuyen con aproximadamente el 33 por ciento de la carga total de sedimentos en las corrientes de las 24 cuencas estudiadas (Striffler, 1964).

Los sedimentos producidos en las cárcavas varían entre el 4 y el 57 por ciento de la producción global de la zona de Pigeon Roost Creek en Mississippi (Miller y colaboradores, 1962).

Utilizando datas de 13 anos de estudio en 3 cuencas de Iowa se encontró una contribución media de las cárcavas del 22 por ciento del total de sedimentos producidos en la zona, pero en eventos aislados pudo haber alcanzado el 70 por ciento (Brad- for y Piest, 1980).

En comparación con los procesos de erosión laminar y en regueros, las características de los sedimentos producidos por las cárcavas son poco conocidos, principalmente cuando se trata de evaluar las contribuciones de determinados sectores de las cárcavas como son sus paredes laterales.

Estas cifras por si solo justifican la necesidad de conocer mejor los procesos erosivos que actúan en cada cárcava especifica, con vistas a su mejor gestión.

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2.1.4 - Movimientos en masa

Los movimientos en masa tienden a ser considerados por la literatura especializada en erosión de suelos como eventos esporádicos, tanto a nivel espacial como temporal, recibiendo poca atención en comparación con otros campos (Kirkby y Morgan, 1984).

Los movimientos en masa pueden originarse a partir de la formación de cárcavas, dado que en los sedimentos no cohesivos la incisión vertical del suelo es rápida y puede forzar el desprendimiento de bloques de paredes (Thornes, 1975).

En los sedimentos cohesivos las cárcavas tienden a formar barrancos con laderas empinadas, donde puede ser frecuente la socavación lateral provocando movimientos en masa. También el flujo básico es uno de los principales responsables de los movimientos en masa.

Lopez Cadenas de Llano y Mintegui Aguirre (1986) utilizando la clasificación de Sharpe, describieron detalladamente los siguientes tipos de movimientos en masa:

Movimientos lentos: Reptación y Solifluxión

Movimiento rápidos: Corriente de barro, Corriente terrosa, Derrumbamiento

Deslizamiento: Desmoronamiento, Deslizamiento de detritus, Caída de detritus, Deslizamiento de rocas y Aludes de rocas

Dependiendo de la región los movimientos en masa pueden tener escasa o gran importancia cuando se les compara con las erosiones en regueros y laminar.

Varios métodos para medir movimientos en masa son descriptos por Young (1960), Emmett y Leopold (1967), Dunne (1986) y Gregory y Walling (1985). Estos últimos presentan 19 estudios donde se realizaron mediciones del movimiento en masa.

2.1.5 -Erosión en el cauce

El cauce es el punto donde convergen y se mezclan todas las aportaciones sólidas y liquidas de la cuenca, generando un equilibrio hidráulico especifico para cada rio.

Los materiales sólidos drenados al cauce pueden avanzar como transporte en suspensión o como carga de fondo. Y además de ello, puede producirse u n transporte en disolución que avanza como carga disuelta, que se combinan químicamente.

La experiencia ha demostrado que el 90 por ciento o más de los sedimentos transportados en forma de descarga sólida suelen producirse en unos pocos días al año, en las grandes avenidas (Toebes y Ouryvaev, 1970).

Algunas modificaciones en el cauce pueden ser observadas con auxilio de fotografías aéreas principalmente la desaparición de vegetación de riera, derrumbe de los magenes, mediciones de sinuosidad y anchura del cauce. Todas estas variables permiten cuantificar la erosión neta cuando esta se verifica en grandes escalas.

Los derrumbes de las mérgenes y las zonas de depósitos en el cauce, cuando se relacionan, permiten evaluar cualitativamente las pérdidas del material edáfico de los márgenes del cauce.

Cuando los cortes en los márgenes son mucho mayores que las deposiciones en volumen, esta diferencia puede ser considerada como erosión neta. Se puede cuantificar situando marcos fijos en las secciones transversales al curso dela agua en tramos del cauce.

Cuando existe un equilibrio entre los arrastres y las sedimentaciones durante un largo periodo de tiempo, se considera que el cauce se encuentra en equilibrio. Este concepto es dinámico.

Es muy difícil evaluar los efectos de las fuerzas de corrosión, rozamiento y de transporte de carga en un curso de agua (Gregory y Walling, 1985).

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Los mismos autores ejemplifican esta dificultad citando al estudio de Newson, realizado en el año de 1971 con el objetivo de evaluar los efectos erosivos atribuidos a las cargas sólidas en un cauce disponiendo de una metodología novedosa. El autor dispuso de varias mallas transversales desde el principio hasta el final del cauce con diámetros decrecientes y relacionando los volumenes retenidos con los aspectos erosivos del cauce.

Los ríos pueden ser clasificados genéticamente y en función del predominio de la erosión o de la sedimentación en: Jóvenes - cuando predominan las erosiones, Maduros - zonas medias de los rios donde existe equilibrio dinámico entre erosión y sedimentación y Viejos -zonas bajas donde predominan los fenómenos de sedimentación.

En las cabeceras de los ríos predominan secciones con forma en “V” y con fuerte erosión. Las zonas bajas, donde la pendiente y velocidad del flujo son menores, verifican un aumento de los meandros y del recorrido del agua. Este fenómeno produce mayor oportunidad para la sedimentación y consecuentemente ampliación del cauce para lograr transportar su caudal.

A lo largo del perfil longitudinal del cauce se observa una gran selección de los sedimentos, debida a la reducción de las fuerzas de arrastre por las menores pendientes. Los sedimentos gruesos y más pesados se quedan próximos a su lugar de origen, mientras los finos se distribuyen en las secciones terminales y fuera de la cuenca.

Las pérdidas de carga y del transporte de los sedimentos en el cauce son función de la pendiente, del calado, de la rugosidad del lecho y de la distribución granulométrica de los sedimentos del flujo.

Las irregularidades del lecho de un cauce erosionable de tamaño mayor que el de las partículas que lo forman, recibe el nombre de "formas del lecho" y fueron clasificadas en tres tipos fundamentales – dunas, lecho plano y antiduna - producto de un ordenado mecanismo de erosión y transporte (Kennedy, 1963).

Simons y colaboradores (1963) también relacionaron formas del lecho con concentraciones de sólidos, modelos de transporte y tipos de rugosidades.

2.2 - Conceptos básicos del geodinamismo torrencial

2.2.1 - Tolerancia y pérdida de suelos

Tolerancia es la máxima tasa de pérdida de suelos que permite el mantenimiento sostenido de su capacidad productiva.

¿ Cuál es el valor adecuado de la tolerancia a la pérdida de suelo de un terreno dado?

Los valores de uso actual probablemente son demasiado estrictos para que los cumplan muchos agricultores, pero no son suficientemente rigurosos para evitar la contaminación de los ríos, de los depósitos de agua y a la vez permitir el uso sostenido de la tierra a largo plazo.

En la actualidad no existe una base satisfactoria para determinar los valores adecuados de la tolerancia a la pérdida de suelos (Kirkby y Morgan, 1984).

Entre los principales factores a tomar en cuenta para fijar la tolerancia en función de la capacidad productiva de un suelo, se encuentran: Profundidad efectiva del suelo, Espesor de la capa arable, Capacidad de almacenamiento de agua y nutrientes para las plantas, Condiciones de laboreo del suelo, Tasa de infiltración, Contenido de materia orgánica y Condiciones del horizonte subyacente que restringen el desarrollo radical.

Las tasas de pérdida de suelo superiores a 0,21 - 1,0 milímetro al ano son mayores que las tasas de formación de suelos en un gran numero de regiones (Kirkby y Morgan, 1984).

La erosión del suelo es función del suelo, clima, relieve y uso de la tierra, subdividiéndose cada uno de estos factores en otros muchos más, que poseen considerable interdependencia entre ellos. Un cambio en una parte del sistema erosivo del suelo trae un importante efecto en otros factores aparentemente no correlacionados con el sistema, por ejemplo: la fertilidad del

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suelo no sólo afecta su erodibilidad, sino también la cobertura vegetal, que interfiere en la protección contra el impacto de las gotas de lluvias y en la oferta de materia orgánica, responsable de la formación y estabilidad de los agregados del suelo.

En Zimbawe la tasa de formación de suelos es inferior a 1 t/ha.año y es inconcebible considerar este limite como tolerancia de pérdida de suelos, pues obligaría a sustituir por pastos y bosques todas las tierras agrícolas, con un altísimo coste social para el país (Stocking, 1981).

El mismo autor utilizó para definir niveles aceptables de tolerancia dos criterios: a) Que el cultivo no implique un perjuicio al suelo y b) Que el nivel de tolerancia pueda ser asequible con las principales prácticas conservacionistas.

En Estados Unidos se asignó cifras que varían entre 4,5 - 12,0 t/ha.ano, dependiendo de la profundidad del suelo, fertilidad e historia antecedente de los procesos erosivos en la zona (Mannering, 1981).

El concepto de tolerancia es relativo a las actividades de agricultura, cuando se traslada al campo de la hidrologia y del transporte de sedimentos sus implicaciones son diferentes, pues los sedimentos absorben gran cantidad de contaminantes y algunas veces conviene que estén de más o de menos para efectos de tratamientos de aguas.

2.2.2 - Transporte de sedimentos

Los sedimentos se mueven en los cursos de agua de tres formas: Suspensión, Arrastre de fondo y por Saltos (fenómeno que mezcla el arrastre y la suspensión cerca del fondo).

Los factores que influyen en el transporte y depósito de los sedimentos pueden ser divididos en 2 grandes grupos: los que dependen de las propiedades de los sedimentos (peso especifico, granulometría, velocidad de sedimentación, tamaño y forma) y los que dependen de la capacidad de transporte del flujo (trazado, forma de la sección y del fondo, radio hidráulico, rugosidad y velocidad, turbulencia, movimientos secundarias y propiedades del fluido).

La estimación de los transportes de sedimentos en un curso de agua requiere datos cuantitativos de la velocidad y tasas de concentración, asociados a las condiciones del canal en un determinado tiempo. Varias son las tentativas de empleo de consideraciones teóricas para estimar el transporte de sólidos basadas en las propiedades de los sedimentos y de las características del cauce y flujo, pero a falta de una aproximación teórica aplicable y precisa para la situación de estudio, las mediciones directas ofrecen mejor información básica (Gregory y Walling, 1985).

Los modelos teóricos ofrecen precisión en los cálculos de sólidos en suspensión para cursos con regímenes reproducibles en laboratorio (Gregory y Walling, 1985).

Cuando se pretende aplicar estas teorías en casos prácticos y principalmente en torrentes, hay que extremar los cuidados.

Medir los acarreos es más difícil que el material transportado en suspensión, principalmente en cursos efímeros y con bajo transporte (Dunne, 1986). El autor recomienda instalar hoyos en el cauce, y para ríos permanentes trampas especiales.

Ningún aparato sencillo o procedimiento teórico o empírico es universalmente aceptado y completamente adecuado para la determinación del volumen de sedimentos transportados por acarreo (Hubbell, 1964).

Los sedimentos se pueden clasificar en cohesivos y no cohesivos. Los cohesivos, al depositarse en el fondo del lecho o presa, forman una capa que protege contra la erosión (Sundborg, 1986).

Según el mismo autor los cohesivos son de diámetro inferior a 0,06 milímetros, mientras que los no cohesivos son de mayor diámetro y sus movimientos dependen de las propiedades físicas de la partícula y fuerza hidrodinámica del agua.

Einstein (1950) propuso una lista de características que permiten definir mejor el transporte de fondo.

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La individualización entre los transportes en suspensión y los acarreos pueden ser de difícil elaboración, pues las suspensiones pueden depositarse sobre el fondo y formar parte de la carga de fondo (Sundborg, 1986; Gregory y Walling, 1985).

2.3 - Métodos para estimar erosión

Los procedimientos de estimación de las pérdidas de suelos pueden ser dividas en dos grandes categorías: los que consideran el uso de metodologías específicamente elaboradas para este fin y los que consideran mediciones directas utilizando el auxilio de parcelas o cuencas hidrográficas. Se va a explicar lo primero, pues el segundo ya fue mencionado.

Varios son los autores que se dedican a investigar las relaciones existentes entre los sedimentos producidos y las características del medio. Como producto de esta intensa labor investigadora hay un gran volumen de metodologías para estimación de la erosión, que se comenta en los próximos dos apartados de esta memoria.

2.3.1 - Pérdida de suelos

Los requisitos necesarios para los modelos de estimación de las pérdidas de suelos deben ser los siguientes (Stocking,1981):

Precisión Deben ofrecer respuestas aproximadas y fiables, que sirvan para orientar las decisiones de planificación. La precisión absoluta no es esencial.

Flexibilidad de empleo Es deseable que se disponga de formas alternativas para evaluar los parámetros de los modelos. Muchas metodologías tienen rígidas estructuras, que las convierten en inoperables cuando alguna información no está muy clara o es difícil de obtener.

Universalidad El método de estimación debe admitir el más variado conjunto de condiciones de uso del suelo y de las características edafo-climáticas.

Simplicidad Los métodos tienen que ser sencillos en su operacionabilidad.

Zing (1940) fue uno de los primeros autores en idear ecuaciones empíricas para predicción de la erosión del suelo a través de la relación con variables del media. El demostró que al duplicar el grado de la pendiente, las pérdidas del suelo aumentaban de 2,61 a 2,80 veces, y duplicando la longitud horizontal de la pendiente, aumentan las pérdidas de suelos por escurrimiento en 3,03 veces.

Musgrave (1947), utilizando parcelas experimentales, encontrá una ecuación de regresión múltiple que relaciona las pérdidas de suelo en un ano con los factores suelo, cobertura vegetal, pendiente y precipitación.

Su gran aportación fue haber involucrado el factor precipitación en la ecuación.

Lloyd y Eley (1952) hicieron adaptaciones a la metodología anterior, proporcionando soluciones gráficas para mejor facilidad de manejo.

En 1954 la investigación para la predicción de pérdidas de suelos se consolida en un esfuerzo cooperativo, que tuvo por objetivo superar los criterios regionales de estas metodologías en los Estados Unidos. Se compilaron datos de más de acho mil parcelas existentes en 36 localidades de 21 estados. Se hizo una nueva interpretación de la información disponible en función de los factores que interfieren en las pérdidas de suelo y se llegó al método denominado Ecuación Universal de Pérdidas de Suelo - USLE, coordinado por Wischmeier.

La USLE relaciona la pérdida de suelo con 6 factores derivados en definitiva de los factores formadores del suelo (Jenny, 1980).

Este modelo es el más empleado en el mundo, presentando muy buenos resultados para las condiciones de la parte Este de Estados Unidos (Stocking, 1981).

Es un modelo para estimar pérdidas de suelos en largos periodos ocasionados por

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erosión laminar y en pequeños regueros bajo condiciones especificas, pero no estima deposición y no computa sedimentos producidos por cárcavas y por erosión en el cauce (Wischmeier, 1978).

Otros modelos fueron desarrollados y contrastados con los resultados presentados por la USLE, como son los modelos de Hudson (1961), Stehlik (1970), Kirkby (1976) y Stocking (1981).

2.3.2 -Degradación especifica

Se define la degradación especifica de una cuenca como el peso en tierra transportado por unidad de superficie y tiempo (Lopez Cadenas de Llano y Blanco Criado, 1976).

Langbein y Schumm (1958) se basaron en los datos de 100 estaciones meteorológicas repartidas en Estados Unidos para relacionar la cobertura del suelo con la precipitación efectiva, con el fin de permitir una estimación de la degradación especifica.

Sundborg (1986) ilustra gráficamente relaciones entre superficies y degradaciones especificas en zonas semi-áridas de Estados Unidos, llegando a la conclusión de que existe correlación negativa entre ambas variables, .lo que implica diferentes niveles de deposición. Otra conclusión es con respecto al bajo ajuste observado entre los datos, lo que interpretó como interferencia de otras variables en el comportamiento de la degradación especifica.

Foster y colaboradores (1981) idearon un modelo que incorpora los principios fundamentales de la erosión, deposición y transporte de los sedimentos.

El procedimiento de cálculo permite variar en el tiempo algunos de sus parámetros, para adecuarse al movimiento del agua a través de la pendiente y del cauce, recorriendo las variaciones espaciales y temporales en cada tormenta.

Muchos de los parámetros del modelo son extraidos de mapas temáticos y de informaciones de la USLE.

Los mismos autores esclarecen que el modelo necesita ser contrastado en situaciones diferentes a las de su ejecución.

Morgan y colaboradores (1982) proponen actualizar y adaptar a la Comunidad Económica Europea un modelo con los mismos principios que el de Meyer y Wischmeier, incorporando modificaciones en el efecto de desprendimiento de partículas por el impacto de las gotas de lluvia y el efecto de la formación de escorrentía. Esta iniciativa se está llevando a cabo y todavía no se tiene resultados definitivos (Rubio, 1988).

De otra corriente de modelos definida como modelos integrados para evaluar las pérdidas de suelos, se conocen los modelos tipo HYMO (Willians y colaboradores, 1973), la metodología para la evaluación de la erosión hídrica (MOPU, 1985) Y el modelo de predicción de avenidas y sedimentos (Tayaa y Brooks,1986).

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CAPITULO III - DESCRIPCION GENERAL DEL AREA DE ESTUDIO

3.1 Localización y Caracterización Socio-Económicas

3.1.1 -Localización

La zona objeto de estudio es una micro cuenca de 33,5 hectáreas, situada en el Término Municipal de Puebla de Valles, Comarca de Cogolludo, Provincia de Guadalajara en Castilla de La Mancha (ver figura 01 Situación geográfica de la zona de estudio).

Sus coordenadas geográficas son las siguientes: a) Longitud entre 03 16' 30" Y 03 17' 2” con respecto al Meridiano de Madrid; b) Latitud entre 40 25' 24" Y 40 27' 58" Norte. La altitud varia de 935 a 1000 m.s.n.m.

Los limites referenciales son los siguientes: Norte- Arroyo de Valdelacasa, Sur - Llano de Cuellar, Este - Loma del Navajo y Oeste -Muradiel. Los limites administrativos son: Norte -Carretera Comarcal a Puebla de Vallés, los demás limites son terrenos de particulares.

Toda la superficie de la microcuenca pertenece a particulares, no existe ningún tipo de servidumbre, excepto en el sector noroeste, donde hay un camino ganadero.

La microcuenca se encuentra en la zona de pié de monte del Sistema Central (Macizo de Ayllón), en el tramo medio de la Cuenca del Rio Jarama, tributario del Rio Tajo.

La microcuenca esta situada en el Km 1,6 de Ia carretera de Puebla de Vallés, desde a la carretera Tamajón -Guadalajara (GUA -124).

La zona seleccionada ofrece numerosas ventajas para el desarrollo de este tipo de estudio, ya que, al margen de su proximidad a Madrid (aproximadamente 110 Km), presenta una acentuada problemática erosiva, unido a una escasa influencia de áreas metropolitanas, lo que permite conservar las tradicionales prácticas agropecuarias de una zona considerada como fiel representante de los ambientes mediterráneos de montaña con economía deprimida.

3.1.2 -Caracterización Socio-Económica

La zona presenta características eminentemente rurales, dedicándose sus escasos habitantes a lo agropecuario.

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Figura 01: Situación geográfica de la zona de estudio.

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La población del término municipal de Puebla de Vallés presenta un considerable decrecimento (ver cuadro 01), atribuible al éxodo rural. Uno de las posibles agentes causantes de este hecho puede ser la baja productividad de los suelos y Ia disminución de las fronteras agricolas, producto de la fuerte erosión.

Cuadro 01 Población de Puebla de Vallés

Años

P. de Valles 1910 1940 1950 1960 1970 1975 1978 1981 1988*

330 312 298 290 151 103 91 76 <40 Fuente: I.N.E. (Vários años ) (*) información verbal.

La reducción de la población es paulatina año tras año y actualmente se viene caracterizando por ser selectiva: los que abandonan el pueblo son las personas de edad juvenil. Como resultado de este proceso, las escasas 40 personas del pueblo poseen edad muy avanzada.

El principal medio de subsistencia local es la actividad agropecuária, fundamentalmente constituida por ganaderia de caprinos y ovinos, además del cultivo de cereal de secano y algunas hectáreas con olivos y huertas.

Se verifica un gran aumento del arrendamiento de las tierras para su explotación en régimen de tenencia de la tierra. En 1982 el 75% de las tierras cultivadas estaban arrendadas a terceros (I.N.E, 1984). Esta modalidad de uso de la tierra viene asociada con una mayor concentración de superficie por el agricultor. Asi en 1962 apenas el 3% de las personas censadas laboreaban superficies superiores a las 100 ha, mientras que en 1972 esta cifra ascendió a 9% y en 1982 al 20% (I.N.E, vários años). Este dato es preocupante, pues demuestra que el arrendatario (principalmente el dueño del tractor) está asumiendo un gran protagonismo en la agricultura local y siempre cabe dudar de sus intereses conservacionistas en mantener una productividad sostenida.

La información acerca de la ganaderia recogida en los Censos Agrários de España, presenta datas que parecen no corresponder con su real desarrollo, motivo por lo cual no será comentada en este estudio. Aún asi, quisera citar el pastoreo irregular, sin ningun critério conservacionista, existente en la región.

3.2 Clima

3.2.1 -Introducción

Para el estudio del clima actual se han analizado los datos meteorológicos disponibles en el Instituto Nacional de Meteorología - I.N.M. de las estaciones más próximas al área de estudio.

La estación de El Vado (3 - 103) dispone de pluviómetro, termómetro y anemómetro, con datos completos desde 1970 hasta 1988. La estación meteorológica de Arbancón (3 - 155) dispone de datos de precipitación para el período de 1970 - 1980.

Además de la información meteorológica disponible, se intentó buscar referencias naturales que pudiesen ofrecer respaldo para la formulación de ciertas teorías acerca de la dinámica de la formación de las lluvias en zona.

Se optó por hacer uso de estas consideraciones debido a la dificultad que supone estudiar el clima en una región donde las interacciones de los factores ambientales (orientación, altitud, orografia, vientos, etc.) juegan un gran papel en el clima.

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3.2.2 -Estaciones Meteorológicas

La zona de estudio se encuentra próxima a dos Estaciones Meteorológicas oficiales, circunstancia muy positiva en la región, en la que predomina una baja densidad de estaciones y una ubicación no muy propicia: Las estaciones suelen estar situadas próximo a nucleos urbaños, que se encuentran preferentemente al pié del Sistema Montañoso, fondo de valles, o cualquer otra zona que propicie una amenización climática, Rio, etc.

La cuenca estudiada se encuentra en las proximidades de Puebla de Vallés y las Estaciones Meteorológicas más próximas presentan las características reflejadas en el cuadro 02.

Cuadro 02 Caract. general de las Estaciones Meteorológicas Est. Meteorol. Altitud m.s.n.m coordenadas geogr.

Long Lat. Distancia hasta cuenca

Datos (*)

Puntos altos

El Vado (3 – 103)

1.000 03 17E 41 00N 8,2Km P, T, V, M 3

Arbancón (3 – 155)

920 03 07E 40 58N 15,0Km P, M 2

Cuenca 935/1000 03 16E 40 26 0,0 Psemanal - (*) P – Precipitación

T – Temperatura V – Viento M – Tipos de eventos

Entre la Estación de El Vado y la cuenca en estudio existen 3 puntos con cota superior a la de la cuenca; se trata de unos cerros con cotas de 1040, 108O Y 1100 m.s.n.m.. Con respecto a la Estación de Arbancón, existen 2 puntos con cotas de 1070 y 1055 m.s.n.m.. Esta información permite afirmar que las estaciones estan en el mismo plano altimétrico que la cuenca, y que, en cuanto al macroclima se refiere, pueden poseer un comportamiento similar.

La Estación de El Vado se encuentra sobre el lecho del Rio Jarama en el embalse de El Vado. La cuenca en estudio está situada a 1,5 Km del cauce del Rio Jarama.

3.2.3 -Mediciones in situ

Se colocó un pluviómetro totalizador en la propia cuenca, con vistas a definir con mayor precisión los valores de las precipitaciones en la zona.

Su localización obedeció a las siguientes prioridades: Obtención de una mayor representatividad de toda la cuenca, ausencia de barreras fisicas que pudiesen modificar o influir en la continuidad de la dirección y flujo de las precipitaciones y, finalmente, que obtuviese los datos representativos de la región.

Se construyó un aparato de dimensiones próximas a las oficiales, para facilitar la comparación de los datos observados con los medidos en las Estaciones oficiales.

La recogida de la información fue hecha a las 8:00 horas de la mañana, con una periodicidad de aproximadamente una semana. En dias lluviosos se recogió la información con menor periodicidad, mientras que, en periodos de sequia se recolectaba la información con mayor periodicidad. De esta forma se obtuvo con cierto grado de confianza el comportamiento de las lluvias en el tiempo.

Las observaciones de la precipitación en la cuenca se llevaron a cabo desde Enero hasta finales de Agosto de 1988.

Además del registro temporal de la precipitación, se contá con la información descriptiva de las caracteristicas de los eventos. La Señora del capataz de lCONA, Dña. Elena Ruiz Elgueta registró los dias que se produjeron tales eventos, evaluando sus duraciones y forma en que se produjeron.

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De esta manera se pudo caracterizar, aunque de una forma somera, los tipos de tormentas que ocurrieron durante el período del estudio.

3.2.4 - Isoyetas Mensuales

Se contá con auxilio de mapas de isoyetas mensuales para toda la Provincia de Guadalajara, elaborados por el I.N.M - Zona de Madrid y Cuenca del Tajo. En ellos se observó la distribuición del comportamento de las precipitaciones a nível regional en el año hidrológico 1987/1988.

Las precipitaciones aumentan a medida que aumenta el piso altitudinal y las proximidades del macizo de Ayllón, variando la precipitación media anual de 700 - 800 mm en sus alredores hasta 1.500 mm o más en su interior.

3.2.5 -Zona de Precipitación Homogenea

La cuenca en estudio se encuentra dentro de una misma zona homogenea compuesta por las dos estaciones anteriormente citadas. El establecimento de esta zona homogenea se fundamenta en que todas las isoyetas mensuales incluyen las dos estaciones dentro del mismo rango pluviométrico mensual.

Algunas veces coincide que Arbancón presenta el registro de precipitación mensual identico al limite inferior del rango pluviométrico de la zona homogenea.

Las caracteristicas de las precipitaciones en las dos estaciones no son iguales, siendo las principales diferencias las siguientes:

a) Arbancón tiene menor precipitación mensual que El Vado (diferencia media mensual de 18,60mm durante el

periodo de estudio);

b) El Vado posee mayor número medio de dias con lluvia por mes (2 dias). Esto supone que, probablemente, el régimen pluviométrico en esta estación deba

presentar lluvias de menor intensidad y mayor frecuencia.

En determinados sectores de la zona de pie de monte el efecto orográfico es el principal mecanismo formador de precipitaciones. En otros, más apartados del macizo, las tormentas de origen convectivo o no, son los fenómenos encargados de compensar eficazmente los déficits pluviométricos estivales.

Estas tormentas actúan conjuntamente con los frentes húmedos que atraviesan la cordillera, aprovechando puertos o valles con orientación conveniente o propicia a su dirección original.

Entre las caracteristicas comunes existentes de las dos estaciones meteorológicas se puede destacar:

a) Las precipitaciones máximas en 24 horas parecen ser más frecuentes y copiosas en el otoño o a principio del invierno en las dos estaciones. Pero ésta no es la época de lluvias de máxima intensidad horária en periodos de corta duración, mas bien presentan lluvias de larga duración;

b) Las precipitaciones con mayor intensidad instantánea y de pequena duración suelen ocurrir entre los meses de Mayo a Septiembre, con mayor probabilidad para los meses de Junio y Julio;

c) Los meses de Julio y Agosto suelen registrar los minimos anua1es;

d) La magnitud de las diferencias entre las precipitaciones mensuales suele ser fija entre las dos estaciones, variando poco a lo largo del año;

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e) El número de dias con precipitación en El Vado es 1igeramente superior al de

Arbancón (2 eventos/mes).

Estas pequeñas diferencias y similitudes, consideradas conjuntamente, permiten justificar e1 comportamento de la vegetación en la zona del estudio, próxima al Embalse de El Vado y a Arbancón. El desarrollo de las repoblaciones realizadas por lCONA en 1a región permiten ratificar todo lo que fue discutido anteriomente.

3.2.6 - Temperatura y evapotranspiración

Las temperaturas se encuentran condicionadas, en gran medida, por la altitud del lugar, siendo en general los veraños muy cálidos y los inviernos muy frios. La primavera y otoño no se encuentran bien delimitados.

Las temperaturas disminuyen con la altitud como se ha mencionado, pero, a igualdad de cotas, los valles situados en el interior del macizo del Ayllón (El Vado) presentan menores temperaturas y oscilaciones térmicas que las zonas abiertas, y por ende, menores evapotranspiraciones potenciales. Aún bajo estas condiciones, se registra una altisima oscilación térmica diaria en El Vado. En Julio de 1986 se registraron 33 grados centigrados de oscilación en apenas un dia de la Estación de El Vado.

Diciembre, Enero y Noviembre son, por este orden, los meses con mayor número de dias de escarcha. Esta información, asociada a la anterior, es de gran interés para los estudios de erosión, no tanto por si misma como por el hecho de que las bajas temperaturas afectan la superficie edáfica, provocando una fuerte acción de expansión y disgregado de las particulas del suelo. Se observó la formación de estiletes de hielo que elevan la superficie del suelo a alturas que pueden oscilar entre los pocos milímetros y 2 - 3 centimetros/dia.

Basado en la temperatura media anual (anexo 01) del periodo de 1970 - 1985 se determinó la evapotranspiración potencial utilizando el método de Thorntwaite (ver cuadro 03 Evapo transpiración potencial).

Cuadro 03: Evapotranspiración potencial (mm)

Meses

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

12,5 14,9 24,7 40,0 63,8 102,1 133,4 125,0 93,6 53,6 27,1 14,1

3.2.7 - Vientos

Los vientos dominantes cargados de lluvia son de componente sudoeste, noroeste, sur, oeste y noreste. Pero las tormentas de mayor intensidad suelen ocurrir en la dirección sudoeste. Esta información fue obtenida después de una serie de mediciones realizadas en la propia cuenca de estudio y en la Estación de El Vado.

3.2.8 -Pluviometria y representatividad del año hidrológico

El año hidrológico a efectos del estudio se extiende desde Septiembre de 1987 hasta Agosto de 1988. En él se observó una variación significativa de los totales de precipitación mensual, que difieren de la precipitación média mensual de los últimos dieciseis años (1971/72 -1986/87) Ver cuadro 04 Precipitaciónes mensuales y acumuladas.

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Cuadro 04 Precipitaciones mensuales y acumuladas

Arbancón El Vado

P87/88 P71/87 P87/88 P71/87

Meses P Pac P Pac P Pac P Pac

Septiember 13,5 13,5 46,0 46,0 44,4 44,4 31,2 31,2

Octubre 94,0 107,5 42,6 88,6 116,6 161,0 57,5 88,7

Noviembre 19,0 126,5 69,3 157,9 81,7 242,7 80,4 169,1

Diciembre 110,0 236,5 69,6 227,5 116,8 359,5 103,1 272,2

Enero 146,5 383,0 62,4 289,9 184,8 544,3 79,6 351,8

Febrero 20,0 403,0 70,4 360,3 48,6 592,9 84,2 436,0

Marzo 3,5 406,5 39,5 399,8 4,2 597,1 38,9 474,9

Abril 149,0 555,5 57,1 456,9 133,3 730,4 72,5 547,4

Mayo 100,5 656,0 62,5 519,4 99,4 829,8 67,4 614,8

Junio 154,0 810,0 42,7 562,1 127,8 957,6 43,0 657,8

Julio

Agosto

10,5 820,0 31,7 593,8 86,4 1044,0 22,8 680,6

0,0 820,0 17,5 611,3 0,0 1044,0 17,0 697,6

El periodo de estudio transcurre en un año hidrológico donde los valores de las precipitaciones mensuales fueron diferentes del comportamiento media de los últimos 16 años (ver figura 02).

La diferencia media entre los valores de la precipitación registrados en el presente año hidrológico y los valores medios de los últimos 16 años alcanza la cifra de 52,3mm para la Estación de Arbancón y de 56,8mm para El Vado. En ambos los casos los valores de precipitación correspondiente a los meses del año hidrológico 1987/88 y las medias mensuales de los últimos 16 años, son considerados estadísticamente diferentes.

La diferencia se observa más claramente a través de la figura 03, donde se acumuló las precipitaciones mensuales del año 1987/88 y las medias de las precipitaciones mensuales de los últimos 16 años.

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Figura 02: Precipitação en el año 1987 – 88 y Medias de los años 1971/72 – 86/87

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Figuras: 03 Precipitação acumuladas en 1987- 88 y Medias acumuladas 1971/72 – 86/87.

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A pesar de la gran magnitud de las precipitaciones observadas durante el periodo de estudio este año no puede ser considerado totalmente atipico en cuanto al volumen de agua precipitada, pues en el año 1976/77 se observó una precipitación total anual de 928 mm para Arbancón y de 1059,4 mm para El Vado. Ambas cifras superan las del presente año.

3.2.9 -Cálculo de precipitaciones diarias

Utilizando los datos de las precipitaciones acumuladas medidas en la cuenca de estudio y los datos de precipitación diaria acumulada de las estaciones de Arbancón y El Vado, se obtuvo una ecuación de regresion lineal simple, significativa a nivel de 0,01. Los coeficientes de determinación fueron de 0,86 y 0,97 para El Vado y Arbancón respectivamente.

Este resultado confirma que la orografía presenta una gran importancia en la representatividad de los datos de la precipitación regional. El Vado se encuentra ubicado dentro de un valle encajado próximo al macizo de Ayllón, mientras que Arbancón, en cota muy próxima, esta situado en la zona de pie de monte, más alejada del macizo.

La fisiográfica similar existente entre la zona de Arbancón y zona del estudio, explicaría el coeficiente de determinación más alto.

Analizando conjuntamente los datos de los tres puntos de observación por el método de Regresión Lineal Múltiple, se encontró una correlación positiva con un alto nivel de significación 0,01 y un coeficiente de determinación de 0,96. La ecuación (01) representa la relación.

Y = -1,015039 + 0,17998.Xl + 0,73258.X2 (01)

donde: Y - Precipitación acumulada medida en la cuenca (mm)

Xl - Precipitación acumulada medida en la El Vado (mm)

X2 - Precipitación acumulada medida en la Arbancón (mm)

"Y" representa el volumen de agua medido durante un corto periodo, donde pueden estar involucrados apenas uno o pocos dias de lluvia. Este hecho, asociado a que la ecuación sólo será empleada para el mismo año en que se recogieron los datos para generarla, permite aceptarla como un instrumento de individualización de las lluvias ocurridas en la cuenca.

Basado en la ecuación (01) se individualizaron las precipitaciones ocurridas en la cuenca de estudio utilizando los datos de precipitación diaria de las estaciones del I.N.M. Los resultados se encuentran en el cuadro 05.

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Cuadro 05: Datos de precipitación individualizados para la cuenca (año hidrológico 1987/88) Meses 09 10 11 12 01 02 03 04 05 06 07 08 01 - 11,1 - - 3,2 1,4 - - 8,5 - 14,6 - 02 1,5 - - 6,3 - - - 14,4 7,3 - - - 03 - - - 23,0 2,4 4,8 - 14,0 2,0 - - - 04 - - - 9,4 - 2,0 - 14,5 2,8 - - - 05 - 2,7 - 1,1 - - - 2,3 5,1 - 6,5 06 - 4,2 - - 19,6 5,7 - - - - - - 07 - - 4,6 - 3,1 1,8 - - - - - - 08 - - 15,1 - - - - 4,1 - - - - 09 - 10,7 - 1,9 - - - - - 45,4 - - 10 - 1,1 - 4,8 - - - - - 4,8 11 - - - 19,3 - - - 10,7 - - - - 12 - - - 2,8 5,7 - - 5,5 8,6 1,9 - - 13 - - 1,9 8,5 5,1 - - - 9,3 - - - 14 - 8,5 - 2,4 3,6 - - - - 2,4 - - 15 - 12,5 - - 10,6 - - - 2,4 1,5 16 - 3,0 - - 12,7 - - - 3,2 1,2 - - 17 - - - - 10,3 - - - - 7,0 - - 18 - - - - 7,2 - - 14,1 5,6 - - - 19 - - - - - - - 8,0 - - - - 20 - 6,3 - - - - - - - - 21 2,1 - - - - - - - - - - - 22 - - 1,2 - - - - - - - - - 23 2,3 1,5 - - - - - - - 10,4 - - 24 4,6 - - - - - - 1,0 13,9 - - - 25 - - - - 4,4 - - 21,0 1,0 - 26 2,0 - - - 3,1 - - 3,7 - - - - 27 - 8,0 - - 7,2 - - - - 34,2 - - 28 - - - - 28,9 - - - - - - - 29 - - - - 5,8 - - - - - - - 30 - - - - 21,0 - 1,6 - - 12,9 31 - - - 1,9 3,7 - - - - - - -

Los datos de las precipitaciones de Septiembre de 1987, hasta Enero de 1988 fueron calculados con vistas a completar el cuadro general de las precipitaciones ocurridas en la cuenca en este año.

Se realizó una comprobación de los resultados obtenidos, contrastando los valores individualizados con los medidos en la misma cuenca, empleando periodos de acumulación distintos a los utilizados para generar la ecuacion (01). El análisis de varianza confirmó que los dos tratamientos (generados por la ecuación y medidos directamente) no son estadisticamente diferentes con 0,01 de nível de significación.

Los intervalos de confianza con 0,05 de nível de significación suponen una variabilidad média de +/- 3 mm. Asi, una precipitación calculada de 45,4 mm tiene el 95% de probabilidad de encuentrarse entre 42,4 y 48,4 mm.

3.2.10 -Intensidades Máximas

Durante el periodo de estudio se registraron dos tormentas de gran significado erosivo. La primera ocurrió el dia 9 de Junio de 1988 y fué de 45,4 mm, y la segunda el dia 27 del mismo mes y fué de 34,2 mm. Ambas fueron de corta duración: 30 y 20 minutos respectivamente (Elena Ruiz Elgueta - comunicación personal).

Estos datos transformados en intensidad horária significan 90,72 mm/hora y 102,60

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mm/hora respectivamente. Estas cifras contrastadas con las precipitaciones máximas en una hora, calculadas por Elias Castillo y Ruiz Beltran (1979), permiten afirmar que su periodo de recurrencia es superior a los 10 años, ya que los autores estiman la precipitación máxima con intensidad de una hora en 35 mm/hora.

Estudiando una serie histórica de 23 años para la Estación de El Vado, los mismos autores calcularon el periodo de recurrencia para precipitaciones máximas en 24 horas (ver cuadro 06).

Cuadro 06 Precipitaciones máximas en 24 horas

Fuente: Elias Castillo y Ruiz Beltran (1979)

Durante el periodo de estudio las precipitaciones máximas en 24 horas registradas en la misma estación fueron las siguientes (ver Cuadro 07).

Cuadro 07 Precip. máx. en 24 horas El Vado 1987/88

Fecha Pmax.

08/11/87 65,00 mm

09/06/88 46,00 mm

27/06/88 49,20 mm

Descripción El Vado (3 - 103) Periodo

23 años

Precipitación

Media 47,10 mm

Error Tipico 12,50 mm

Tr = 2 años 45,20 mm

Tr = 5 años 58,40 mm

Tr = 10 años 67,00 mm

Tr = 15 años 71,80 mm

Tr = 20 años 75,30 mm

Tr = 25 años 78,00 mm

Tr = 30 años 80,00 mm

Tr = 50 años 86,10 mm

Tr = 100 años 94,20 mm

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01/07/88 44,20 mm

05/07/88 42,00 mm

Estos datos demuestran que, por lo menos en 4 ocasiones, se obtuvo precipitaciones iguales o superiores a la precipitación máxima estimada para 2 años de recurrencia.

El ano hidrológico 1987/88 puede ser caracterizado, en función de las precipitaciones máximas en 24 horas, como un ano donde se presentó una precipitación con tiempo de recurrencia de 10 años, además de otras 3 precipitaciones máximas en 24 horas con tiempo de recurrencia de 2 años.

Se subdividió el periodo de estudio en cinco unidades climáticas con el fin de lograr una mejor comparación entre la precipitación y el comportamento del geodinamismo torrrencial ( cuadro 08 Precipitaciones ocurridas en la cuenca).

El criterio de división fue basado en el tipo de comportamiento de las lluvias (torrencialidad), el tiempo transcurrido entre lluvias y el volumen de las precipitaciones registradas en la cuenca.

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Cuadro 08: Precipitaciones ocurridas en la cuenca

Fecha Turno

“I”

A B* C D E

16/12/87 -21/11/87 I 81,2* 80,7 25 2 3,11/12

12/03/88 -17/12/87 II 176,5 175,2 86 3 6,28,30/01

07/06/88 -13/03/88 III 203,6 184,6 87 0 -

16/06/88 -08/06/88 IV 53,7 57,2 9 1 9/06

10/08/88 -17/06/88 V 107,2 85,6 23 1 27/6

*asado en informaciones calculadas

A – Precipitación acumulada media en la Cuenca (mm).

B - Precipitación acumulada calculada para cuenca (mm)

C – Dias transcurridos durante el turno “i”

D – Numero de tormenta (P>20mm) en dias

E – Fechas de las tormentas

Los tres primeros turnos no presentaron lluvias de interés erosivo. En el cuarto turno tovo lugar una tormenta de 45,4 mm con una duración de 30 minutos. Esta tormenta vino precedida por 14 dias de sequia, lo que hizo que sus efectos erosivos fueran minimizados.

En el quinto turno se puede observár una tormenta de 34,2 milimetros en apenas 20 minutos en el dia 27 de junio. El suelo habia recibido 7 dias de Iluvia de los 17 que la separan de la tormenta anterior. Llovieron 74,6 mm antes de que ocurriera esta última tormenta durante estos 17 dias.

Este evento fue el causante de modificaciones espectaculares en la cuenca y constituyó la principal lluvia erosiva del periodo de estudio.

Los volumenes generales registrados en cada turno y su relación porcentual en el periodo de estudio son observados en la figura 04

30

Figura 04: Precipitaciones ocurridas em la zona de estuio.

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3.2.11 -Clima

Hernandez Bermejo y Sainz(1978) definieron el clima de la zona del macizo del Ayllón y sus alrededores como "submediterrâneo o Mediterrâneo subhumedo", con 1 Ó 2 meses de sequia al año.

El caracter mediterrâneo de la zona es muy claro y su mayor o menor xericidad está asociada a factores ambientales locales, como son: Vientos, Posición relativa, interceptación de Lluvias, Altitud, Pendiente, Efecto de la Vegetación y atraso

A nível de microclima, los factores que afectan a la incidencia de radiación, vientos y la duración del periodo de innivación introducen grandes diferencias climáticas en la cuenca, que se manifiestan claramente sobre las formaciones vegetales alli existentes.

El comportamiento de las precipitaciones a lo largo de los años observados presenta importantes diferencias anuales y su estudio es complejo, principalmente cuando no se dispone de una larga serie histórica.

Se elaborá el Diagrama Ombrotérmico para los datos de la Estación de El Vado empleando el periodo de 1970 - 1985 Cuadro 09 y Figura 05)

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Cuadro 09 Datos medias de Precipitación y Temperatura

Precipitación

media (mm) Temperatura media (C)

Enero 79,70 4,4 Febrero 84,20 5,3 Marzo 39,00 6,9 Abril 72,50 9,3 Mayo 67,40 12,1 Junio 43,00 17,5 Julio 22,80 21,6 Agosto 17,10 21,2 Septiembre 31,20 18,9 Octubre 57,50 13,1 Noviembre 80,40 8,2 Dicienbre 103,20 5,5

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Figura 05: Diagrama Ombrotérmico de la Estación El Vado Periodo 1970 - 1985

mm g 20

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Meses

Precipitación

Temperatura

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Elias Castillo y Ruiz Beltrán (1977) clasifican el régimen térmico de la zona de influencia de El Vado “Templado y Calido", donde los cultivos más recomendados son: Avena Fresco y Maiz.

Aplicando la clasificación climática de Turc para la misma región de ElVado, en el mismo periodo, se obtuvo Ia clasificación denominada de “Humedo".

Según Allué Andrade (1966), Ia subregión fitoclimática en Ia cual está ubicada Ia zona de estudio es Ia “IV6" Región Subtropical y Templado-cálido. Presenta clima húmedo en intervalos no estivales (4 a 11 meses húmedos)j invierno suave (1 a 13 grados C), veranos desde fresco a muy cálido, heladas invernales en sus fracciones menos cálidas.

Utilizando Ia metodologia deI balance hidrico de Thorntwaite (ver cuadro lo Balance hidrico) se obtiene Ia especificación de Ias siguientes caracteristicas ecológicas: EficaIcia térmica deI clima de 705,1 mm; Indice hídrico anual de 18,4 mm; Sequedad fisiológica total de 176,5 mm; Evapotranspiración anual máxima posible de 528,6 mm y Drenaje calculado deI suelo de 186,9 mm.

El clima es clasificado según Ia misma metodologia en Mesotérmico y Subhúmedo.

3.3 - Geologia

3.3.1 - Introducción

El periodo geológico aI que corresponde Ia superficie de Ia cuenca es el Mioceno, según I.G.M.E (1962). Periodo éste que tiene una amplia ocurrencia en Ia zona.

Este material constituye Ia base deI actual deI geosistema y está compuesto por arcosas psammo -peliticas, con intercalaciones de psammites, además de lentes de cuarzo y cuarcita (I.G.M.E, 1962).

La región recibió una cobertura detritica compuesta por conglomerados rubefactados, angulosos o subangulosos, y gravas, que evidencian un cierto transporte. Posiblemente su origen esté en el Norte de Ia zona, área rica en rocas metamórficas y sedimentarias (Espejo,1985).

Los sedimentos presentan una distribuición interna a lo largo deI perfil casi uniforme y pueden ser observados facilmente en Ias paredes de Ias cárcavas.

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Cuadro 10 Balance hídrico según metodología de Thorntwaite Período: 1970 - 1985

Meses

E F M A MY J JL A S O N D OBS.

Temp. 4,4 5,3 6,9 9,3 12,1 17,5 21,6 21,2 18,9 13,1 8,2 5,5 Tmed. = 12 C

ETP (mm) 12,5 14,9 24,7 40,0 63,8 102,1 133,4 125,0 93,6 53,6 27,1 14,4 705,1mm

P (mm) 79,7 84,2 39,0 72,5 67,4 43,0 22,8 17,1 31,2 57,5 80,4 103,2 698,0mm

P-ETP 67,2 69,3 14,3 32,5 3,6 -59,1 -110,6 -107,9 -62,4 3,9 53,3 88,8

Reser. 200,0 200,0 200,0 200,0 200,0 148,8 85,6 49,9 36,5 40,4 93,7 182,5

ETR 12,5 14,9 24,7 40,0 63,8 94,2 86,0 52,8 44,6 53,6 27,1 14,4 528,6mm

S.F. 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 7,9 47,4 72,2 49,0 0,0 0,0 0,0 176,5mm

Dren. 67,2 69,3 14,3 32,5 3,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 186,9mm

Nota:

ETP – Evapotranspiración potencial (mm)

P - Precipitacíon media mensal (mm)

(P – ETP) – Perdidas / adiciones (mm)

ETR -Evaporación Real (mm)

S.F. -Sequedad Fisiológica

Temperatura grados centigrados Reserva – 200 mm Dren. – Drenaje (mm)

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3.3.2 - Raña

Palabra empleada popularmente para caracterizar un tipo de paisaje constituido por grandes llanuras, formada por una espesa cobertura detritica, además de encontrarse delimitada por pequeños valles donde se verifica una abrupta quiebra de la continuidad del relieve.

Las rañas son formaciones detriticas continentales, que definen una forma especifica de relieve y son caracteristicas del paisaje del macizo Hespérico. Aparecen relacionadas de una forma más o menos directa con los afloramentos cuarciticos de sus sierras, apoyándose normalmente sobre una superficie de erósión de tipo g1acis piedemonte (Espejo, 1981).

3.3.3 -Datación

Goméz de Llarena(1916) fue quién iniciá los estudios sobre las rañas en España. A partir de estas estudios, otros autores presentaron sus teorias que definen su edad desde el Mioceno (Oehme,1935) hasta el Cuaternário (Muñoz y Asencio, 1974).

Actualmente se acepta que su origen se remonta al Pliocena Superior -Villafranquiense detritico (Schwezner, 1936; Molina, 1975 y Espejo, 1981; entre otros) , si bien no existe unanimidad de critérios en cuanto a su verdadera edad.

3.3.4 -Génesis

La unidad geomorfológíca raña está asociada al depósito de material detritico de la cadena montanosa del macizo Central y oeste de España, constituyendo una superficie glacial de piedemonte (Espejo, 1985).

Existe gran controversia en cuanto a la formación y explicación de los fenómenos ocurridos en la formación raña. Algunos autores la definen como un glacis erosivo, que en su génesis posee un caracter mixto de erosión y depósito, aunque en su conjunto es definible como un glacis cubierto, cuya superficie posee un carácter mixto, longitudinal y lateral en la escorrentia que le dió génesis (López Vera y Pedraza, 1976).

Queda por saber si las formaciones denominadas rañas corresponden a un único y generalizado episódio o si, por el contrario han sido vários. En este caso deberian aparecer diversos niveles y con distintos grados de alteración del material originario.

El estabelecimento de los drenajes en el Cuaternário fue el principal agente causante de su desmantelamiento, pues la incisión de los cauces actuó sobre las antiguas superficies del glacis de piedemonte.

3.3.5 -Caracterización

Estas formaciones presentan baja permeabilidad, relieve suave y situación interfluvial. Como consecuencia, se encuentran númerosas charcas estacionales, que son empleadas por los ganaderos como depósito de agua para consumo de los animales.

El material que la constituye presenta una gran pedregosidad, conglomerados masivos siliceos incoherentes, gran concentración de arena fina, arcillas rojas, asi como cuarzo y cuarcita en gran abundancia, en forma de cantos redondeados.

Las rañas son consideradas como depósitos fanglomeráticos, que conforman la estructura de un conglomerado oligomitico, cuyo esqueleto, constituido por cantos y bloques de cuarcitas y ortocuarcitas más o menos areniscosas, está cementado por una matriz arcillosa - psamitica (Mingano Martin, 1959)

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3.4 - Geomorfologia

3.4.1 -Introducción

La deposición del material detritico que dió origen a la raña obedece a un sistema de abanico aluvial, sometido a un clima torrencial, árido y frio. De este modo se estableció un glacis de piedemonte sobre la superficie original (Ibañez, 1986).

En el cuaternario el establecimiento de la red de drenaje es el principal factor que empieza a desmantelar la superficie del glacis de piedemonte.

3.4.2 -Modelado del Terreno

En el pasado, antes del estabelecimiento de los drenajes, el relieve predominante fue de grandes extensiones llanas. Espejo (1985), estimó la pendiente original del glacis próximo a la cuenca de estudio en 0,8%. El reconstituyó el relieve original basandose en fragmentos de plataformas aún existentes hoy.

Actualmente el relieve original aparece separado entre si por una serie de drenajes, que ejercen una intensa acción erosiva en el suelo, además de avanzar hacia el interior de valles de direciones radiales y a veces paralelas, que aún hoy en dia presenta elevada tasa de evolución.

Ibañez (1986) propuso un esquema geomorfológico para explicar el modelado del terreno a través de los procesos geomorfológicos que alli ocurrieron (ver figura 06).

El esquema refleja los procesos ocurridos en el modelado del terreno, desde el periodo de la deposición del material detritico hasta los niveles actuales del desarrollo del paisaje.

El glacis fué subdividido en función a su proximidad al material de origen en 3 subfacies: Proximal, Media, Distal.

Subfacies proximal " Corresponde a la cabecera del abanico. Se encuentra constituida por conglomerados y bloques sin seleción, depositados por corriente de inundación de gran energia. En el extremo de esta subfacies aparecen canales anastomosados y estructuras de estratificación cruzada en depósito de arena y grava".

Subfacies media "La intricada red de canales anastomosados se simplifica, predominando las corrientes fuertemente meandriformes, más o menos paralelas. Estas corrientes de inundación alternan con láminas de inundación y flujo de barro. En esta subfacies son frecuentes los canales de relleno con estratificación laminar, estratificación cruzada y de surco".

Subfacies distal "Es la de mayor extensión. Se divide en dos zonas; una próxima a la subfacie media, dominada por canales anastomosados principales, en los que la presencia de materiales gruesos es mas rara que la subfacie media y en la cual se observan las mismas estructuras que en ésta, siendo más frecuente los flujos de barro".

"La otra zona corresponde a la parte más alejada de la cabecera, y está formada por canales anastomosados distribuidores y flujos de barro, que se unen con los depósitos bien estratificados de borde de laguna".

Según el esquema expuesto, la intensidad del proceso fluvial descenderia de la subfacie proximal a la distal, decreciendo el tamano de los granas y clastos, la energia hidráulica de las corrientes y aumentando la permeabilidad y porosidad de los suelos.

La cuenca objeto del presente estudio se encuentra entre la subfacie proximal y media, con un predominio de las influencias de la primera.

En el estado inicial de la figura 06, ocurrió un prolongado período de biostasia, propiciando que los suelos alcanzaran un elevado desarrollo pedogenético. Así los suelos desarrollados en las plataformas presentan una elevada profundidad y son relativamente

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maduros.

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Figura 06 Esquema de la evolución de una superficie de tipo Raña (según Ibañes, 1986).

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El glacis fue separado por surcos radiales de su área madre por los principales drenajes, formando cuencas hidrográficas. Posteriormente, éstas se expandiran lateralmente como consecuencia de una elevada acción erosiva, dada la facilidad con que se establece la erosión remontante en este tipo de material.

En la zona de estudio se observan numerosas capturas de afluentes de la cuenca del Rio Sorbe por otros del Rio Jarama, principalmente a través de erosión remontante en cárcavas con proceso de erosión acelerada.

Además de las lineas de fallas o de mayor susceptibilidad de disgregación, la erosión lineal es el principal agente de separación entre el glacis original y el área madre, obteniendose un relieve constituído por plataformas palmeadas.

Posteriormente, a causa del desarrollo longitudinal y transversal de las drenajes menores, provocado por la erosión lineal, se origina un relieve similar a tentáculos.

De esta forma se llega a un paisaje constituido por una gran meseta central y otras menores que la franquean por el norte y el sur, residuo de la anterior llanura de deposición.

Estas últimas mesetas menores sufren la acción de la erosión en sus paredes laterales, que suponen un paulatino desgaste, hasta adquirir el aspecto de lomas. La raña queda reducida a sus cumbres, ya que la convexidad en la cima de la loma y el elevado porcentaje de piedras frenan la erosión en los puntos de mayor cota. Como consecuencia de esta acción, el Mioceno subyacente queda recubierto por un manto de materiales procedentes de la raña, que suele recibir el nombre corriente de ”rañizo”.

3.4.3 - Red de Drenajes

Las rañas se originaron antes que la actual red de drenaje y actualmente se encuentran en lugares de elevada altitud. En algunos casos suelen constituir la divisoria topográfica entre cuencas hidrográficas (p.e. Sorbe & Jarama).

Los factores más importantes en el trazado de la red de drenaje son: relativa horizontalidad del material detritico, susceptibilidad a la erosión, superficie de captación del agua, permeabilidad de las suelos, fracturas, fallas geológicas, propiedades estructurales del suelo.

Estas factores, Luanda actúan de una forma constante, conllevan a que la red de drenaje sea paralela o sub paralela.

En el caso que nos ocupa la red de drenaje es semi paralela en el primer tercio de la cuenca en cuanto a los cauces de las dos microcuencas adyacentes (ver figura 07). En un contexto regional, la red de drenaje es anular, lo que nos induce a asumir que no debe de existir ningún fuerte contral estructural en el primer tercio de la microcuenca, pero si debe aparecer en las 2/3 partes restantes.

3.4.4 - Génesis de las Microcuencas

Los cauces de los drenajes principales se forman originalmente decurrentes con una falla geológica u otra causa de carácter geológico. Ellos rompieron el contacto del material detritico con la meseta de sedimentación (ver figura 06). Este proceso permite la formación de los drenajes secundários que actúan sobre las paredes de las plataformas ya separadas.

La expansión longitudinal y transversal de estos drenajes permite la ampliación de su área de captación, definiendo mejor las superfícies de las cuencas hidrográficas ya existentes. Asimismo, sirven de punto de partida para el establecimiento de nuevas superficies de captación, microcuencas, en las paredes laterales de su cuenca vertiente.

Actualmente en la zona de estudio existen pocos fragmentos de terrazas con el relieve original, lo que significa que los procesos geomorfológicos están actuando de forma intensa y nos

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encontramos en un período intermedio en 10 que al modelado de las cuencas se refiere.

Alli se observa una gran discontinuidad del relieve, alternando pequeños fragmentos de terrazas con muchas depresiones, que pueden tener de pocos metros hasta algunos cientos de metros de ancho.

Sus paredes laterales, generalmente, están constituidas por cárcavas y se observa que presentan un gran nivel de actuación morfogenética.

En las cuencas, parece observarse una expansión transversal, y un crecimento longitudinal de su eje principal.

Prácticamente en todas las microcuencas de la región se verifica una acentuada discontinuidad de la pendiente en sus paredes laterales, causada probablemente, por la acción torrencial de socavacion del lecho, profundizando el fondo del cauce y desestabilizando los márgenes, quedandose propensas al deslizamento. Estas zonas de discontinuidad de la vertiente de la cuenca son altamente susceptibles al establecimiento de nuevas cárcavas, que de esta forma contribuyen a la expansión transversal de la cuenca.

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Figura 07 Red de Drenaje Escala 1:20.900

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Las microcuencas se encuentran en los bordes de las plataformas o vestígios del glacis, y se caracterizan por tener una rotura de pendiente que posee tres elementos marcantes; uno superior cóncavo, otro rectilineo de gran desarrollo a continuación y, finalmente, un corto elemento convexo (erosión basal moderada) o un escarpe de rotura de pendiente (erosión basal muy activa).

La pendiente de las microcuencas, en general, es acentuada (aproximadamente 30%). El fondo del valle es plano con seccion trapezoidal y con anchura creciente hacia las posiciones distales.

Las microcuencas no suelen poseer valles simétricos. El hecho de que no posean una dirección estructural preferente, aunado a una cierta horizontalidad de los estratos del suelo, permite pensar que los valles asimétricos se deben a un fuerte control estructural del material edáfico, condicionado por cambios laterales de facies o del material infrayacente.

3.5 - Suelos


El conocimiento de los suelos de la región tiene una gran importancia desde el punto de vista hidrológico debido a su gran influencia en los procesos de conversión

recipitación - escorrentia, infiltración, erosión, balance hidrico y otros de interés en un estudio de esta naturaleza.

La textura, estructura, porosidad, profundidad de los horizontes y del perfil, son algunos de los parámetros de interes para este estudio.

La cuenca se encuentra en el borde de las rañas, que son aprovechadas para cultivos de cereal de secano en los llanos, donde se alterna un año de explotación con dos de descanso (barbecho). En las zonas con mayor pendiente se suelen cultivar olivos, almendros o utilizarlas como área de pastoreo.

Estos suelos contribuyen a crear un sistema ecológico muy selectivo para la colonización vegetal espontânea. Ello se debe a su intenso uso agricola en el pasado, además de las quemas y pastoreo intensivo. Tambien contribuyen a este cuadro general el bajo contenido nutricional debido a la naturaleza quimica propia de un substrato siliceo, con pH moderadamente acido, además de sus adversas peculiaridades climáticas (alta temperatura en verano y muy baja en el invierno).

Las especies predominantes en Ia cuenca son: Cistus lada - nifer L, Rosmarinus officinalis L, Thymus sp, Daphne sp , especies que contribuyen de forma limitada a Ia evolución pedogenética, y a Ia consecucion de un estado de equilibrio entre Ias caracteristicas deI medio y Ias deI suelo.

La cuenca se encuentra en una zona de transición entre Ia raña y su material subyacente, que son formaciones siliceas deI mioceno.

3.5.2 -Clasificación

Los suelos totalmente desarrollados en Ia macro-region de estudio son clasificados de Pardo no Cálcico según C.S.I.C (1970). En Ias cárcavas predominan los regosuelos.

En Ia microcuenca su actual clasificaci6n es "Ranker de pendiente" (Lithic haplumbrepts segun Soil Survey Staff, 1975), podiendo evolucioar hasta Suelo “Xeroferriargillico” (Xeral fsPaleoustalfs), pasando por "suelo pardo oligotrófico” (Xerchrepts-Ustochrepts) y "suelo xeroargilico" (Xeral fs-Paleoustalfs).

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Las respectivas equivalencias aproximadas de terminologias entre Ia clasificación utilizada en España y Ia Americana, además de Ia secuencia de evolución de los suelos fue tomada de Gandullo (1984).

Los terrenos situados en zonas agricolas en el interior de Ias mesetas y con relieve plano, suelos maduros, pueden llegar a Ultisoles, con morfologia y capacidad de saturación de bases muy caracteristicas. Tienen régimen hidrico Xérico, que permite definir el suborden Xerults. La distribuición de Ias arcillas en el perfil y Ia información limitada de Ia mineralogia de Ia arena, sugieren que estaria mejor calificada en el gran grupo de los Palexerults (Espejo,1985).

Las rañas originaron suelos que se desarrollaron pedogenéticamente in situ, a partir de un material geológico mal datado (C.S.I.C,1970). Actualmente Espejo (1985) ha datado este mismo material en el Plioceno medio/superior (bajo Villafranquiense). Este mismo autor llegó a esta datación por media deI análisis mineralógico deI perfil deI suelo y su relación con Ias actividades de meteorización.

El autor partió deI supuesto de que existe una gran variedad de rocas deI material originário en Ia composición actual de Ia raña. Estos minerales se encuentran virtualmente ausentes de Ia fracción arena fina en los horizontes superficiales. Estos horizontes están compuestos por minerales de alta resistencia (cuarzo, zinc, tormalina) con bajo contenido de feldspato potasico.

Se encontró gran concentración de caolinita en la fracción arcilla en todos los horizontes del perfil, lo que evidenció cuánto este material edáfico fue trabajado pedológicamente.

En el perfil del suelo, el gneis, el cuarzo, y la cuarcita son los principales formadores del esqueleto, Y constituyen el fragmento de mineral y roca de mayor ocurrencia en la fracción arena gruesa.

Los altos contenidos de arena en el primer horizonte son tambien contingencia del lavado vertical (eluviación) y horizontal (erosión) de las arcillas de los mismos.

El suelo es muy pobre en contenido de humus Y por tanto en nitrógeno, con tendencia a la acidificación del horizonte superficial.

La presencia de estratos argilicos en el sustrato inferior del suelo determina zonas adensadas con estructura columnar y/o masiva. Estas unidades estructurales estan muy cementadas debido al alto contenido de arcilla Y silice coloidal, que afectan significativamente a las caracteristicas físico -hidrológicas del perfil. Además restringen la permeabilidad del agua e impiden el normal desarrollo de los sistemas radicales de los vegetales.

Este mismo caracter permite maximizar el rendimiento hidrico de la cuenca, pues las pérdidas de agua por percolación profunda son pequenas.

3.5.3 - Unidades edáficas

La cuenca posee 5 unidades edáficas cuyos perfiles representativos son detallados en el Anexo 02. Su distribuición espacial puede ser observada en la figura 08 Mapa de suelos.

Estas unidades presentan caracteristicas comunes en cuanto a la profundidad del perfil: Varian desde muy poco profunda a profundidad somera (<60 cm) según clasificación de Storie (1970).

El perfil posee coloracion amarillo rojizo con tonalidades oscuras en la superficie y claras en las zonas próximas al horizonte C.

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Figura 08 Mapa de Suelo Escala 1:7.143

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3.5.3.1 - Propiedades fisicas

Los horizontes superficiales presentan textura Franca / Franca bastante arenosa (ver cuadro 11 Caracteristicas físicas de las unidades edáficas), observandose un porcentaje de arena similar en todas las unidades. El limo, y principalmente la arcilla, disminuyen en los horizontes superficiales a medida que la pendiente aumenta.

Los datos del perfil 5 son el promedio de los resultados de las mediciones realizadas en varias cárcavas. La muestra fue extraída de los primeros cinco centímetros de profundidad. Se observa una gran pérdida de limo respecto a los otros sitias. Ello se puede justificar debido a su mayor susceptibilidad a la acción de los agentes de meteorización.

Todos los horizontes superficiales presentan estructura migajosa que facilita la infiltración en las primeras capas del suelo, después pasan a blocosa angular o subangular y concluyen en el horizonte C con estructura prismatica, que se transforma en masiva en las regiones más profundas.

3.5.3.2 - Propiedades químicas

La pobreza en nutrientes de los sitios se pone de manifiesto por el deficiente contenido de materia organica, nitrógeno y fósforo (ver cuadro 12 Caracteristicas quimicas de las unidades edáficas).

El muestreo del suelo fue realizado de forma integradalizadora en toda su profundidad estudiada. Este procedimiento no permitió evaluar el contenido real de materia organica en los primeros centimetros del suelo (valor de M.D. en el cuadro 12).

Se observa una baja conductividad de los perfiles, lo que refleja la ausencia de influencia salina en la región.

El pH es ácido en los horizontes profundos y ligeramente ácido en los superficiales. El promedio del pH en agua de las muestras superficiales fué de 5,67, mientras que en las cárcavas fue de 4,70. Una probable explicación para este hecho es el lavado y lixiviado del cálcio en la zona. El es solubilizado en presencia de agua y lavado verticalmente en ambos sentidos. Como existe un fuerte déficit hidrico en la zona, el suele depositarse en la superficie del suelo y con eso atribuye un caracter ligeramente menos ácido.

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Cuadro 11 Características Físicas de las Unidades Edáficas

Perfil Prof. muestra (cm)

Horiz. Prof. perfil

(cm)

Tierra fina

(%)

Gravi / lla

(%)

Arena / grava (%)

Arena

(%) Limo

(%)

Arcilla

(%)

Textura

01 0-14 A1 33,0 83,3 4,2 12,5 50,0 42,0 8,0 Franca / F bastante arenosa

02 0-15 A1 40,0 82,9 5,5 11,6 55,0 29,0 16,0 Franca bastante arenosa



05 0-05 C 05,0 45,5 13,3 41,2 66,0 17,0 17,0 Franca bastante arenosa

Nota:

Arena 0,05 – 2,0mm

Limo 0,002 – 0,05mm

Arcilla < 0,002mm

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Cuadro 12 Caracteristicas químicas de las unidades edáficas

Perfil Prof muestra

(cm)

Horiz. Fósforo

ppm

Nitrogeno

(%)

M.O

(%)

C 25

Mmohs/cm

PH

H20 KCL

01 0-14 A1 16,1 0,017 0,400 0,011 5,60 4,30

02 0-10 A1 10,4 0,200 0,728 0,014 5,90 4,60

03 0-10 A1 10,4 0,019 0,685 0,014 5,90 4,60

04 0-06 A1 15,5 0,013 0,300 0,015 5,62 4,31

05 0-05 C 11,6 0,026 0,073 0,022 4,70 4,13

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3.5.3.3 - Propiedades fisico – hidrológicas.

Los valores de las densidades aparentes son similares para todos los perfiles (ver cuadro 13 Propiedades físico - hidrológicas), excepto para el perfil 5, que además de presentar un mayor contenido de arcilla se observó un ligero encostramiento de su superfície como consecuencia del impacto de la gota de lluvia.

Gandullo (1985) definió los cinco últimos parametros del cuadro 13, que fueron empleados como indicador de la permeabilidad y almacenamiento del suelo. El CCC evalúa el efecto cementador ocasionado por el relleno de los poros con arcilla y el CIL recoje el efecto de disminuición del volumen de macroporos debido a la presencia del limo en el horizonte. Ambos, analizados conjuntamente, ofrecen una estimación cualitativa de la permeabilidad del horizonte.

3.5.4 - Clasificación hidrológica de los suelos

El Soil Conservation Service ha propuesto una clasificación hidrológica de los suelos para ser utilizada en el análisis de la relación precipitación -escorrentía. Establece cuatro grupos hidrológicos de suelos de acuerdo al potencial de escorrentía (U.S.D.Interior, 1982).

Los suelos en la cuenca se encuadran en las clases B - moderadamente bajo potencial de escorrentía, C - moderadamente alto potencial de escorrentía y, D -alto potencial de escorrentia. Ellas ocupan 18,45; 9,95 y 5,10 ha respectivamente (ver figura 09 Clasificación hidrológica de los suelos).

3.5.5 -Erodibilidad

La incoherencia natural del suelo, asociada al bajo contenido de humus, gran volumen de arena en las capas superficiales y poca profundidad del perfil con buen drenaje, hacen que el suelo sea muy susceptible a la erosión.

La erosión interarroyos ocurre de forma generalizada en todas las zonas en equilibrio ambiental inestable, asi como en las paredes de las cárcavas.

Este tipo de formación geológica constituye el mayor problema de ordenación agrohidrológica en la región (Serrada,1981).

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Cuadro 13 propriedades físico - hidrológicas de lãs unidades

Perfil Prof.

muestra (cm)

Horiz. Dap (1)

Gr/ cm3

Porosidad

Total (2)

(%)

CCC

(3)

CIL

(4)

CRA

(5)

(mm/m)

Permeabilidad

(6)

He

(7)

(%)

01 0-14 A1 1,48+/-0,08 44,15 0,07 0,35 236,36 4 19,0

02 0-15 A1 1,47+/-0,31 44,52 0,08 0,24 211,29 5 19,6

03 0-10 A1 1,49+/-0,08 43,77 0,08 0,27 92,37 4 17,9

04 0-06 A1 1,49+/-0,10 43,77 0,05 0,31 98,02 3 17,5,

05 0-05 c 1,25/-0,05 52,83 0,36 0,07 87,79 4 16,2 Nota:

(1) IC = X +/-t 0,05 . Sx (2) Porosidad = 1 – dap/ (*) dreal = 2,65 según Millar et all (1966) (3) Coef. de capacidad de cementación (adimensional) (4) Coef. de impermeabilidad debido al lomo (adimensional) (5) Capacidad de retención de agua (mm/m) (6) Varia de 1 (poco perm.) a 4 (muy perm.) (7) Hamedad equivalente.

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Figura 09 Classificación de Suelos

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El suelo es fácilmente erosionable, tendiendo a una paneplanización y presentando formas de erosión en cárcavas espectaculares. Solo en el área de estudio existen 11 cárcavas en ambas laderas de la cuenca (ver figura 10 Mapa de cárcavas).

Espejo (1981) atribuye el desarrollo espectacular de las cárcavas en la región al fenómeno de la descompresión lateral de los materiales de la rana. El estima que este mecanismo se ve favorecido por la discontinuidad litológica existente entre los sedimentos de la rana y los del Mioceno infrayacente.

Existe un proceso erosivo generalizado en gran parte de las formaciones edáficas de la región, lo que permite deducir que en la zona con mayor erosión predomina la fase de resistasia, que trena la edafogénesis predominando los procesos erosivos sobre la meteorización.

3.6 - Vegetación

3.6.1 - Influencia del media

Los factores que actúan en la determinación de un tipo específico de vegetación son tantos, que su estudio profundo es prácticamente tarea de toda una línea de investigación de un equipo de expertos. En el presente caso serán abordados apenas los principales factores.

La característica más notable de la vegetación local de la micro cuenca es la influencia de la fuerte erosión sufrida por sus suelos y los evidentes signos de explotación humana durante siglas de ocupación y laboreo de la tierra. La vegetación experimentó una evolución regresiva desde el bosque caducifolio a un Jaral compuesto por Cistus ladanifer L.

El fuego es una actividad agropastoril muy corriente en la región. La quema de los restos de los cultivos e incorporación de las cenizas al suelo es una práctica muy tradicional y peligrosa, pues las barreras cortafuego de las tierras de cultivo no siempre están bien delimitadas, existiendo la posibilidad de cambias de vientos y descontrol del fuego, que puede extenderse a los matorrales vecinos.

Es costumbre entre los pastores la quema selectiva de los arbustos de retama (Retama sphaerocarpa), Adenocarpus sp del matorral. Ellos la asocian con manchas de buenos suelos y consecuente mejora del pastizal. Algunas veces esta quema selectiva se transforma en quema de todo el matorral.

La quema del matorral es continua en el tiempo, pues se observan varios tallos de jaras, de diferentes tamaños, quemados en la cuenca de estudio.

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Figura 10: Mapa de Cárcavas Escala 1:7.143

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3.6.2 – Descripción

La naturaleza química y física del substrato silíceo, la micro topografía, orientación, régimen pluviométrico, vientos, régimen térmico, etc., dan origen a una vegetación actual con características marcadamente mediterráneas.

Los jarales alcanzan una gran extensión en la zona por ser en su mayoría tierras marginales, con cultivos abandonados hace varios años, suelos muy pobres en términos nutricionales y con fuertes problemas de erosión. Todo este conjunto de características ambientales reunidas se constituyen en factores limitantes para la colonización de otras especies autóctonas más exigentes, prosperando las jaras debido a las escasas exigencias de esta planta.

Se observo en barbechos con 2 anos de descanso una frecuencia media de 0,1 jara/metro cuadrado, o sea una jara por cada 10 metros cuadrados. Esta cifra acompañada de su pequeña estatura de 5 hasta 10 centímetros demuestran de que manera el suelo es pobre para el desarrollo normal de una planta. La zona del barbecho se encontraba rodeada por matorrales de jara bastante desarrollados, y era de esperar una mayor agresividad de colonización por parte de las mismas.

El jaral tiene una relativa pobreza florística, atribuible a fenómenos de alelopatía, pobreza del substrato y quemas repetidas.

La vegetación por su estructura y por su facilidad de colonización y de constitución en áreas degradadas, puede ser encuadrada en los dos primeros niveles evolutivos de los cinco existentes en la clasificación de Ruiz de La Torre (1981). Pero es dudoso si permitirá el paso al tercer nivel (consolidadoras), pues el ciclo de quemas y rebrotes de las jaras, además de las competiciones Inter e intra específica dificultan una posible salida del ciclo prácticamente cerrado.

En la zona predomina la jara pringosa (Cistus ladanifer L.), acompañada por Lavándula stoechas L., Thymus mastichina L., Helychrisun stoechas (L.) Moench., Rosmarinus officinalis L. Erica arbórea, Adenocarpus sp, Cytisus scoparius, Rosa sp. entre otras especies.

La jara posee hojas estrechas y alargadas de color verde intenso, en su parte inferior presenta color grisáceo, revestido de pelos cortos, que liberan substancias pegajosas (goma a base de ládano). Posee ramificaciones en forma de candelabro, algo esquemáticas, con extremos de ramas y ramillas verticales.

La flor blanca de poca duración (1 ó 2 días), con muchos estambres cortas, presenta algunas manchas purpúreas en sus 5 pétalos. Estas manchas, “llagas ", pueden caracterizar regiones de clima continental o de verano sin influencia marina (Ruiz de la Torre,1981).

En la zona de estudio se presenta como una mata de baja estatura (0,30 - 1,50 metro) y de baja densidad por superficie, cubriendo de 30 a 60% del suelo y ofreciendo protección aérea limitada a capa superficial del suelo.

Dado su gran competencia intra-especifica, tanto en el substrato aéreo como subterráneo, la baja coherencia y gran pedregosidad del suelo, aunado a la poca profundidad, debido al arrastre de las capas superficiales en tiempos remotos, surge un paisaje vegetal con distribución de las jaras en forma reticular.

La superficie de la micro cuenca comprende los siguientes tipos de usos: Matorral - 23,7 ha, Cultivo de secano - 7,9 ha y Pinar 1,9 ha (ver figura 11). Próximo al cauce existe una delgada faja de matorral alto que constituye la vegetación de ribera. Ella fue incluida en la clasificación de matorral.

3.6.3 - Clasificación

Los restos de la vegetación más evolucionada de la región son muy limitados o casi inexistentes, especialmente en aquellos casos donde existía vegetación arbórea, una vez que el

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aprovechamiento predominante en un pasado no muy remoto fue la leña y el carboneo. El monte alto, ubicado en sitias de difícil acceso no interesaba al leñador dado su dificultad de explotación.

Las zonas que aún tienen vegetaci6n remanescente están ubicadas en aquellos enclaves que han disfrutado de algún tipo de protección ligado al sistema de propiedad administrativa de que gozaron (dehesas comunales de los pueblos) o zonas prácticamente inacesible al ciudadano.

Actualmente, como resultado del decrecimiento poblacional en esta zona y la reducci6n de la intensidad de demanda de espacios agrícolas en la región, se observa una recuperación de las comunidades leñosas y sub arbustivas.

Allué Andrade (1966) basándose en su clasificación fito-climática de sub-regiones españolas, describe la fisonomía de la probable vegetación local en Bosque Esclerófilo.

53

Figura 11: Mapa de Uso Del Suelo Escala 1: 7.143

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La zona se encuentra en la gran región Meso -Xerófita española (Ceballos y Fernandez de Córdoba, 1942). El mismo autor establece una clasificación basándose en el índice termo - pluviométrico y la posible adaptación de determinadas formaciones vegetales para España. Esta clasificación es un esquema de sucesión que refleja la degradación de la comunidad vegetal desde el estado climax u original, hasta el ambiente degradado (desierto), pasando por 3 fases intermediarias.

Los niveles originales del desarrollo florístico de la vegetación en la zona, varían en función de la conjunción de las variables ambientales. Puede ser tanto una vegetación terminal con predominancia del Q. faqinea(nivel 7) en las vertientes de umbría, como el Q. ilex en su fase de terreno siliceo (nivel 9) en las vertientes de solana. Actualmente la vegetación puede considerarse en la fase III de evolución (invasión de matorral helio filo) en las dos series de la referida clasificación.

Rivas Martinez y colaboradores (1987) confirman lo anteriormente expuesto, basado en la interpretación de los factores ambientales que actúan en la formación de la vegetación potencial. Ellos clasificaron la vegetación de la zona en 24a y 24ab: “Series supra -meso mediterránea guadarrámica, ibérico- Soriana, celtibérico - alcarreña y leonesa silicicola de Quercus rotundifolia o encina (Junípero oxycedri -Querceto rotundifoliae sigmetum)” y “ facies meso mediterránea con Retamas sphaerocarpa” respectivamente.

3.7 - Fauna

El aprovechamiento de la caza en esta comarca se encuentra bajo la tutela de la Administración a través de la Reserva Nacional de Caza del Sonsaz y del Coto Social de la comarca de Cogolludo.

El decrecimiento de la población campesina, asociado al abandono de tierras de baja productividad, ha hecho prosperar un matorral que alberga especies animales características de estos ecosistemas. Por otra parte, los pinares de ICONA, sembrados en ocasiones distintas han creado condiciones adecuadas a una fauna típicamente de bosque. De esta forma, existen en la zona condiciones para el desarrollo de fauna especializada en ecosistemas de campo, matorral y bosque.

El problema actual reside en mantener un equilibrio entre las poblaciones de estos animales y la capacidad de soporte del medio.

Se encuentran un gran número de pájaros, aves, mamíferos, roedores, y otros animales, siendo los principales: jabalí (Sus scrofa) , corzo (Capreolus capreolus) , nutria ( Lutra lutra), gato montes (Felix sylvestris) , conejo (Oryctholagus cunniculus), zorro (Vulpes vulpes), buitre leonado (Gyps fulvus), aguila real (Aguila chrysaetus), aguila perdicera (Hieraetus fasciatus), búho real (Bubo bubo) perdiz (Aletoris rufa), liebre (Lepus europaeus) y otros más.

3.8 - Erosividad de las lluvias

Se utilizó el factor “R” de la USLE para definir la erosividad de las lluvias. Este factor fue ampliamente estudiado en España por ICONA - Intensa, que lograron superar la escasez de registros pluviográficos, estableciendo ecuaciones de regresión entre los datos calculados mediante bandas pluviográficas y datos de la extencsa red de pluviómetros (ICONA, 1987).

En la vertiente mediterránea se estableció la siguiente ecuación (02) de regresión (ICONA – Intencsa, 1981)

R = 2,375.(PD2) + 0,513.(PMEX)-94,4-81.Z1+37.Z3+89.Z4 (02)

donde:

PD2 - Precipitación máxima diaria( Tr = 2 años)

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PMEX - Valor medio interanual de la precipitación del mes lluvioso de cada año.

Z - Variable de zonificación ( Z = 1 para la zona “X”, y = 0 para las demás).

Z1 - Zona proxima a Grazalema

Z2 - Sur de España y área costera del Rio Segura

Z3 - Resto de la vertiente mediterránea '

Z4 - Cuenca del Pirineo Oriental;

ICONA - Intecsa concluyeron en 1987 un estudio similar al de la cuenca del mediterráneo para toda la superficie de España, y mediante estos datos se determinaron las pérdidas de suelos para la cuenca del Tajo (ICONA, 1987).

En el presente estudio se utilizaron las isolíneas del

factor " R " presentadas por ICONA (1987), que para la zona varían entre 150 y 200 julios.cm/m.m.hora.

3.9 - Morfometría de la cuenca

3.9.1 – Superficie y orientación

La cuenca tiene 33,5 hectáreas de superficie. Su orientación predominante es de 14 grados NW. Las tormentas de mayores intensidades en la zona suelen incidir, predominantemente, de dirección SW.

3.9.2 -Densidad de drenaje - "DD"

Fue definida empleando el método de Horton (1932), que relaciona la suma de las longitudes de los drenajes de la cuenca con su superficie total.

Su valor es de 7,18 Km/Km2. Inicialmente se utilizaban las DD entre 0,93 y 2,09 como datos medios en estudios de cuencas hidrográficas (Gregory y Walling,1973). Actualmente se acepta los valores propuestos por Strahler (1975)( ver cuadro 14).

Cuadro 14: Densidad de drenaje Km/km2

Clase DD

Bajo

Medio

alto

DD < 5,0

5,0 <DD < 13,7

13,7 < DD <155,3

Fuente: Strahler(1975)

Se consideraron los cauces de las cárcavas como drenajes de la micro cuenca.

3.9.3 - Forma de la cuenca

Se empleo el factor de forma "FF" definido por Horton (1932), que relaciona la superficie de la cuenca con la anchura del drenaje principal de la cuenca elevado al cuadrado. Se utilizó como criterio para calcular este dato la medición desde la desembocadura del cauce hasta el punto más alejado, prolongado desde el final del cauce principal.

El valor obtenido para el "FF" es de 0,17, lo que demuestra numéricamente su forma ligeramente rectangular. Cuencas de misma superficie con "FF" diferentes pueden manifestar comportamientos distintos a la hora de producir una avenida para la misma precipitación.

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Se empleó como un otro indicador para representar la forma de la cuenca el índice de circularidad “IC” de Miller(1953), citado por Christofoletti(1974). Este índice relaciona la superficie de la cuenca con la superficie de un circulo, cuyo perímetro es igual al de la cuenca. El valor del “IC” es de 0,54, lo que reafirma los resultados presentados anteriormente, pues el valor del "IC" próximo a la unidad representaría la superficie de un circulo.

3.9.4 - Pendiente

La pendiente de la micro cuenca fue dividida en 10 clases de pendientes y mapeadas (ver cuadro 15 y figura 12).

Cuadro 15: Pendientes & superficies Classes de i (%)

Superfície (m2)

I,<5 5,1< i <10 10,1< i <15 15,1< i <20 20,1< i <30

0 72.154 2.202 15.513 45.252

30,1< i <40 40,1< i <50 50,1< i <60 60,1< i <70 70,1< i

37.235 21.296 2.159 25.447 113.742

La pendiente media fue calculada por el promedio ponderado entre las clases de pendientes y sus respectivas superficies, dividido por la superficie total de la micro cuenca. Su valor es de 41,7%.

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Figura 12: Mapa de Pendientes escala 1:7.143

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3.10 - Estudios de erosión anteriores

En la región se realizaron 2 estudios sobre estimación de pérdidas de suelos. El más antiguo es de 1981 y su superficie es de 24.040 ha. Su objetivo principal fue ordenar agrohidrológicamente el tramo medio del Rio Jarama, con vistas a la futura construcción de un embalse para la captación de agua por el Canal de Isabel II (Serrada,1981).

El segundo estudio fue realizado por el equipo técnico de ICONA y concluyó en 1987. Su área de aplicación es toda la parte española de la cuenca del Rio Tajo, que ocupa una superficie del 11 % del Territorio Nacional. Su objetivo principal fue definir los estados erosivos de la región (ICONA,1987).

En ambos estudios se empleó la USLE como herramienta de estimación de la pérdida de suelo (A), y los resultados para la superficie de la micro cuenca fueron los siguientes: Proyecto de 1981 A = 36,0 t/ha.año; Proyecto de 1987 A = 12-25 t/ha.año.

En ambos estudios se especifica la información de los paisajes erosivos por medio de mapas de erosión con escalas distintas; 1:50.000 y 1:400.000 para los estudios de 1981 y 1987 respectivamente. El nivel de detalle de la información disponible en este tipo de cartografía es muy reducido cuando se trabaja en pequeñas superficies. Por este motivo solo se cito la información del punto medio de la micro cuenca.

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Capitulo IV - MATERIALES Y METODOS

4.1 - Introducción

Este estudio tiene como uno de sus objetivos desarrollar una metodología de cuantificación y cualificación de los procesos erosivos.

Esta metodología debe atender a dos requisitos básicos: ser eficiente para lograr los objetivos planteados en el estudio y poseer una infraestructura que implique un bajo coste en equipamientos.

Los equipos empleados fueron construidos, principalmente, de materiales plásticos dado su facilidad de manejo y su bajo coste.

Antes de la instalación definitiva en el campo de los equipos desarrollados en el presente estudio, se realizó un test de funcionalidad y eficiencia bajo condiciones ambientales semi controladas.

Se contó con el siguiente soporte cartográfico:

a) Fotos aéreas - ano de 1972, vuelo AEROPOST - ICONA

1. -ano de 1956/7 vuelo USAF-B

b) Mapa escala 1:10.000 (ICONA - GUADALAJARA)

Mapa escala 1:50.000 (Cartografía militar de España)

4.2 - Datos de precipitación

Se utilizaron las informaciones diarias de la precipitación de las estaciones del Instituto Nacional de Meteorología: El Vado (código 3 - 103) Y Arbancón (3 - 155).

4.2.1 - Datos de campo

Se construyó un pluviómetro totalizador detallado en la figura l3 Pluviómetro. Todas las juntas fueron revestidas con silicona para facilitar el sellado y un mejor

escurrimiento del agua.

Se creó un sifón en la manguera de silicona para facilitar el paso del agua hacia el bidon, que tenia un diminuto orificio para facilitar el escape del aire atrapado dentro de su bidon, que tenia un diminuto orificio para facilitar el escape del aire atrapado dentro de su interior.

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El bidon permaneció cubierto con una placa aislante y paja de trigo para evitar el calentamiento en el verano y una posible pérdida de agua por evaporación.

El volumen de agua fue medido con probeta graduada en centímetros cúbicos.

Dña. Elena Ruiz Elgueta registró otros detalles de las lluvias como: duración, días en que ocurrieron y detalles de la forma como fue la lluvia.

4.3 - Análisis de suelos


Los análisis de suelos fueron realizados en el laboratorio de Edafología de la E.T.S.I. de Montes siguiendo los procedimientos rutinarios adaptados por este laboratorio, detallados en la publicación “Prácticas de geología y Edafología” (Gandullo y colaboradores, 1978).

4.3.2 - Características físicas

En el análisis granulométrico se utilizó el procedimiento de tamización para los materiales de mayor diámetro, y sedimentación, Ley de Stokes, para los sedimentos finos.

La humedad fue determinada por gravimetría. Las muestras de campo fueron almacenadas en bolsas plásticas herméticas y depositadas en una nevera portátil hasta llegar al laboratorio.

Se utilizó el cilindro para determinar la densidad aparente.

Los horizontes del suelo y su descripción se hizo siguiendo los criterios y símbolos propuestos por (FAO, 1980).

4.3.3 - Características químicas

Se empleó el procedimiento de Kjeldahl para la determinación del Nitrógeno total del suelo. El método de Burriel Hernando fue utilizado para la extracción del Fósforo y el procedimiento de Walkley y Black para determinar la materia orgánica.

La conductividad fue medida mediante conductivímetro modelo GM 4249/Philips, que

expresa la resistencia especifica al paso de la corriente en el electrolito situado entre dos placas,

separadas un centímetro, de platina de l centímetro cuadrado. Se expresó la conductividad

referida a 25 grados centígrados.

El pH fue determinado en solución acuosa y de cloruro de potasio, medido a través del PH-meter E - 52/Metrohm Herisau.

4.4 - Pérdida de suelos

Se utilizaron varios métodos empleando distintos materiales para la cuantificación de la pérdida de suelos.

Los métodos se ajustaron a los objetivos perseguidos en cada una de las zonas estudiadas, que son:

a) Vertiente del Pinar

b) Vertiente del Matorral

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c) Cárcava del Retel (0,0737 ha)

d) Cárcava del Trigal (0,1336 ha)

e) Cauce de la micro cuenca

f) Micro cuenca (33,50 ha)

4.4.1 -Estacas

Consisten en una estaca de madera de 4,5 x 2,5 cm de sección transversal por 100 centímetros de longitud, con una punta biselada para facilitar su inserción en el suelo (ver figura 14a Estaca).

Se midió la altura entre el suelo y el extremo superior de la estaca para caracterizar la magnitud del proceso erosivo. Uno de los bordes laterales de la estaca fue pintado de colar amarillo para facilitar su localización en el campo y definir el lado de la medición de la altura.

Cada estaca fue numerada, lo que permitió la identificación entre las doscientas puestas en el campo.

Las estacas se introdujeron 30 - 40 centímetros en el suelo (ver figura 14b) con auxilio de un barrón de peso aproximado de 8 Kg. El barrón abre el hueco inicial, y con el mazo se introduce la estaca hasta lograr la profundidad adecuada. Se evitó. golpear demasiado la estaca para no dañar su forma.

63

Figura: 14 Estacas*.

64

La instalación de las estacas en el campo se llevó a cabo después de un largo periodo lluvioso, cuando el suelo se encontraba con humedad próxima a la capacidad de campo y más blando que en ocasiones de sequía.

Su ubicación en el campo obedeció a criterios de prioridades de la información que se deseaba obtener, así el espaciamiento entre estacas, la densidad y ubicación tratron de buscar la mejor estrategia para lograr la información adecuada sobre un determinado/s proceso/s erosivo/s.

Todas las estacasse dispusieron con su cara menor ( 2,5 centímetros) hacia el flujo de agua en la zona, de tal forma que las modificaciones causadas en el flujo de agua superficial, debido a la instalación de la estaca, fuera mínima. Se asumió que los cambias de la micro topografía son pequeños.

Se utilizó un Travesaño de acero (ver figura 14c) para estandarizar todas las lecturas de las alturas de las diferentes estacas, y para evitar el efecto de una posible interferencia de la estaca en su entorno próximo.

Este travesaño elimina la huella dejada por el barrón en la instalación de la estaca (ver figura 14d).

La lectura de la altura se procesa en una micro región próxima a la estaca, pero no contigua, así se obtiene un dato con interferencia mínima de la estaca (ver figura 14e).

La medición de la altura "Hi" fue hecha atendiendo a los siguientes criterios:

1) El travesaño puesto en el lado del borde amarillo,

2) La ubicación del travesaño es coincidente con el lado de la estaca, 3) Se mide en los primeros milímetros desde el vértice de la estaca, que recibe el

primer contato con el agua dela escorrentía.

La primera lectura "HO" fue realizada después de haber transcurrido 30 días desde la instalación de las estacas, periodo en el cual se registraron 52,9 mm de precipitación. Se dejó este lapso de tiempo con el propósito de minimizar cualquier posible disturbio debido a la instalación de las estacas y/o permitir considerarlo como despreciable.

El objetivo de esta medición fue el detectar las diferencias de lecturas "dH" (abrasión vertical del suelo) en el tiempo, y de esta forma, relacionarlas con el principal proceso erosivo que ocurre en la zona. De esta forma se puede registrar dónde ocurre erosión o sedimentación a lo largo de la superficie de la cuenca en períodos largos o cortos (despues de una tormenta).

4.4.1.1 - Vertiente del Pinar / Matorral

Estas cubiertas vegetales ocupan las dos vertientes del primer tercio de la micro cuenca, unidas constituyen su sección transversal.

Se estudió aisladamente los procesos erosivos en cada una de estas vertientes y se hizo una evaluación comparativa entre las mismas.

Las estacas fueron ubicadas equidistantes, separadas 20 metros entre sí, y en cotas similares en las dos vertientes. En las proximidades del cauce de la micro cuenca, el espaciamiento entre estacas fue reducido y especificado en la discusión de los resultados.

Se pudo observar el sincronismo de los procesos erosivos en la vertiente y evaluarlos conjuntamente en las dos vertientes con coberturas distintas.

Se registraron otros parámetros de los 100 centímetros cuadrados de la parcela próximos a las estacas. Estos parámetros son:

Pedregosidad; Porcentaje de superficie cubierta con piedras,

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Piedras sueltas; Fracción de la pedregosidad constituida por piedras sueltas, facilmente removibles.

Piedras sujetas; Fracción de la pedregosidad que se encuentra firme en su propio sitio. No se mueve debido a la acción de la escorrentía. Generalmente se encuentran colonizadas por líquenes y poseen tonalidades de colores semejantes. Pueden estar sujetas por varios efectos, entre los que se destacan: parcialmente enterradas, cementadas por arcilla, musgos, o bien retenidas por piedras mayores que están sujetas a su vez por tallos de jaras o en zonas con micro relieve más suave.

Suelo desnudo; Suelo expuesto directamente a la acción de la intemperie. Complemento a uno de la pedregosidad.

Cobertura con musgo; Porcentaje en superficie cubierta con musgo.

Cobertura con litter; Porcentaje en superficie cubierta con materia orgánica en diferentes grados de decomposición.

Índice de cabida cubierta; Porcentaje en superficie cubierta con vegetación, independientemente de su estratificación aérea.

Vestigios de erosión; Características observables en el campo que puedan evidenciar una pérdida de suelos, tales como;

− Acumulos selectivos de sedimentos en un lugar dado,

− Rearreglo de partículas sobre la superficie del suelo,

− Disposición ordenada del litter (mantillo) en el suelo,

− Descalce del sistema radical y presencia de matitas desgarradas,

− Presencia de micro-surcos y micro-diques, “castillo de piedras”

− Discontinuidad abrupta de la micro topografía.

Esta información obtenida en los cien centímetros cuadrados de cada estaca fue contrastada con el aspecto de sus alrededores para verificar su representatividad en el contexto local.

4.1.2 - Paredes de cárcavas

La disposición de las estacas en el campo obedeció al criterio de representar mejor la dinámica del proceso erosivo de la ladera.

En una misma parcela puede haber la interacción de arios procesos erosivos distintos. Se tomó como criterio de Studio elegir los de mayor significado erosivo, en cuanto a su representatividad en la zona. De una forma general se evaluó los fenómenos que ocurren en el perfil longitudinal de las parcelas, demás de los sectores laterales en cuanto se trataba de parcelas cóncavas.

Cada conjunto de estacas, dispuesto de forma estratégica, una unidad hidrológica definida, constituyó en una parcela. ellas fueron clasificadas en:

a) Parcela convexa -Posee tres direcciones divergentes de drenajes del agua. Las estacas

fueron situadas en la arista superior y en las bordes de la parcela.

b) Parcela cóncava - Posee dos direcciones convergentes de drenajes que encauzan y evacuan las aguas por el drenaje principal. Las estacas fueron colocadas en el centro y en los bordes de la parcela.

c) Parcela plana - Posee una dirección de drenaje principal y las estacas fueron situadas en el centro de la parcela.

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d) Parcelas repobladas - Superficie en la pared de la cárcava cubierta con vegetación espontánea o introducida. Se utilizaron los criterios anteriormente expuestos.

Para elegir una parcela se consideraron las siguientes observaciones complementarias:

a) Dirección de los principales flujos de escorrentía superficial,

b) Ocurrencia de aportación externa de agua,

c) Delimitación de la unidad hidrológica natural,

d) Orientación y pendiente de la parcela,

e) Representatividad de un amplio sector en el lugar.

Basándose en estas consideraciones se planeó la situación estratégica de las estacas en el campo, definiendo el número de estacas necesario, la separación entre estacas, anchura, forma y superficie de la parcela.

Se describió la vegetación, orientación, pedregosidad, localización relativa dentro de la cárcava, ubicándola en el mapa (escala 1:200) de la cárcava.

El seguimiento de la evolución de los procesos erosivos fue periódico en el tiempo, semanalmente. Las precipitaciones y el establecimiento de los turnos determinaron seis lecturas de las alturas de las estacas durante el periodo de estudio.

4.4.1.3 - Cauce de cárcava

Se dividió la cárcava de tres zonas distintas; cuenca de recepción, garganta y cano de deyección.

Los procesos erosivos que en ellas ocurren son distintos y por lo tanto recibieron tratamientos distintos. En la cuenca de recepción se empleó una mayor densidad de estacas por superficie. En la garganta se dispuso las estacas equidistantes 20 metros entre sí, y 10 metros cuando el cauce presentaba ligera disminución de la pendiente. Se situaron las estacas a una distancia igualo inferior a 10 metros para la zona del cono de deyección, así como otras transversalmente dispuestas alas estacas citadas anteriormente, con el fin de evaluar los procesos erosivos en las paredes de la cárcava.

4.4.l.4 -Cauce de la cuenca

Fueron dispuestas 64 estacas a lo largo del cauce de la cuenca. Su ubicación obedeció a un criterio similar al observado en el apartado anterior.

La separación entre estacas fue de 20 metros en todo el cauce, excepto en las proximidades del dique, donde se redujo a 5 - 10 metros.

En las zonas del cauce donde ocurre sedimentación, se introdujeron en su sección transversal 3 estacas, una en el centro del lecho y otras dos en los bordes.

4.4.2 - Retel

La cuantificación de las pérdidas de sedimentos en una cárcava es difícil de realizar a través de procedimientos corrientes.

En el presente estudio se empleó un dique de malla “Retel” ubicado en el punto de cierre de la cárcava. El diámetro de la malla del material metálico era de 0,34 milímetros.

El retel fue protegido por otra malla de nylon con diámetro de un milímetro, que defendía la malla anterior contra el golpe de piedras, raíces, etc., que podrían afectar la homogeneidad de la trampa de sedimentos (ver figura 15 Vista general del Retel).

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En el detalle de la figura 15 se puede observar el dispositivo utilizado para sujetar la tela en los troncos verticales. Se utilizó la tela de 0,34 milímetros grapada alrededor de troncos finos, transversalmente dispuestos en una zanja, evitando así fugas por debajo del retel.

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Se construyó un pequeño vertedero trapezoidal de piedras y arcilla para conducir el agua

por esta sección de control y se colocó paja de trigo molida sobre toda la estructura, con el

objetivo de detectar si el caudal evacuado excedió la capacidad del vertedero.

Se instaló aguas arriba del dique un conjunto de 5 estacas de madera en el cauce de la cárcava, espaciados 1 metro entre si a partir del dique. A ambos los lados de estas estacas, se instalaron estacas cilíndricas de PVC con 1 centímetro de diámetro (ver figura 16 Perfil longitudinal próximo al retel). Estas son flexibles y apenas modifican la morfología del cauce. Se dispusieron estas estacas en cotas idénticas a los lados de la estaca de madera, definiendo una sección transversal especifica para cada estaca de madera (ver detalle figura 16).

Esta estrategia facilita sobremanera el estudio de las variaciones morfológicas del cauce y la cubicación de los sedimentos allí depositados.

Se instalaron dos estacas en los bordes de la cárcava con el objetivo de dejar constancia del lugar donde se encuentra el retel, para un posible reconocimiento en caso de ser arrastrado.

4.4.3 - Trampa -hoyo de sedimentos

Se instalaron dos trampas hoyo en la cárcava del trigal. La primera corresponde a un hueco de 0,4 x 0,7 metros cuadrados de superficie y 0,4 metros de profundidad (parcela 07 cárcava del trigal), con capacidad para almacenar 112 litros. La superficie de captación de la unidad hidrológica es de 8,26 metros cuadrados, con una pendiente del eje principal del siete por cien, situada en la parte superior de la cárcava del trigal.

El hueco fue totalmente revestido de plástico en su interior para evitar pérdidas de sedimentos y agua. Un pequeño vertedero dispuesto inmediatamente aguas abajo del hoyo elevaba la cota del vertido y creaba una zona de decantación sobre el hueco (ver figura 17 Trampa-hoyo de sedimentos).

La otra trampa-hoyo fue situada en las proximidades del primer hoyo, pero dentro del cauce principal de la cárcava del trigal. La superficie de captación era de 44,56 metros cuadrados con pendiente del drenaje principal del once por ciento (parcela 08 cárcava del trigal). Las dimensiones del hoyo eran 1,0 x 0,5 metros cuadrados de superficie y 0,7 metros de profundidad, con capacidad para 350 litros.

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Figura 17: Trampa-hoyo de Sedimentos

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También se revistió con plástico y se construyó el vertedero como en el caso anterior. La única diferencia fue que en esta trampa -hoyo, se hicieron 2 agujeros de la espesura de un alfiler en cada pared en la profundidad de 10 centímetros de abajo hacia arriba.

La cubicación del volumen de mezcla en el interior del hoyo se realizó con las primeras

tormentas después de haber sido instalado la trampa-hoyo.

Se registraron periódicamente los contenidos de sedimentos depositados en el interior de los hoyos Y su volumen final. Se analizó la granulometría de los sedimentos contenidos en el interior del hoyo. A través de una muestra homogeneizada, de diversos puntos de la superficie de la parcela, se representa la curva granulométrica del área de captación.

4.4.4 - Muestreadores de caudales sólidos

4.4.4.1 - Introducción

Para conocer los caudales sólidos (sólidos en suspensión) se instalaron muestreadores automáticos en el campo.

Se recurrió a aparatos sencillos y de económica manufactura, dado que no fue posible construir un dispositivo complejo para la obtención de esta información.

Las muestras fueron recogidas semanalmente, llevadas al laboratorio, para la determinación de sólidos totales, en la misma semana.

Estos dispositivos fueron instalados en el centro del cauce, encajándolos en el fondo del lecho y sujetándolos mediante piedras y/o abrazaderas a una estaca previamente determinada para este fino

Se sección un punto de muestreo que fuera punto de cierre de las cárcavas / cuenca, Y que tuviera un tramo con sección transversal uniforme y lo suficientemente grande para instalar los muestreadores verticalmente Y horizontalmente.

La sección transversal de cada batería de muestreadores fue dibujada en escala y los respectivos puntos de muestreo fueron señalados.

En cada lugar de estudio se colocó una batería de 4 muestreadores que captaron agua y sedimentos en distintos niveles de profundidad de la sección del flujo, a saber: Nivel 1 (muy alto 1a -alto 1b, 2 botellas), Nivel 2 (intermedio, 1 botella) y Nivel 3 (bajo, 1 botella con repetición). Las especificaciones de los calados son detalladas junto a la descripción de cada muestreado.

Los lugares donde fueron instaladas las baterías fueron:

a) Cárcava del retel,

b) Cárcava del trigal,

c) Cierre de la cuenca - 1 metro antes del dique.

También se midió la ocurrencia o no de aportación de agua proveniente de la parte externa de la cárcava, principalmente en la cabeza de la cárcava.

Para cada situación especifica del estudio se creó o modificó un tipo distinto de colector, que deben de tener como característica común de captar una muestra representativa del flujo en un momento dado. Los muestreadores deben de cumplir las siguientes especificaciones:

a) Permitir al agua introducirse sin modificar la velocidad del flujo,

b) Dimensionado de botella que no impida el flujo normal del agua en la corriente, c) Ser autobloqueable y no permitir circular agua después de su llenado, d) Utilizable en cuencas con régimen hídrico intermitente, y funcionar correctamente

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cuando se reproduzca la escorrentía,

e) Ser un equipo simple, económico, y poco vistoso para no despertar intereses de personas ajenas a la investigación.

f) Fácilmente instalable en el campo y ser un mecanismo de manejo sencillo.

Se asumió que el dique y el retel retienen todos los materiales transportados por acarreo que pasan por el cauce de.la.cuenca y de la cárcava respectivamente.

El mecanismo de funcionamiento de los muestreadores contempla el uso de un deposito con dos boquillas, una para entrada la agua y otra para la salida de aire. La crecida alcanza el nivel de la boquilla de entrada de agua y la mezcla ingresa en el deposito, pudiendo el nivel de la avenida seguir creciendo hasta que las dos boquillas estén sumergidas. A partir de este punto el agua no circula por el interior la muestreador.

Los principias de funcionamiento la aparato están detallados en FIAST (1961) Y por Guy y Norman (1970).

4.4.4.2 - Muestreador la nivel 1

Se utilizó el modelo U -59 de la Federal Inter Agency - Sedimentación Project - FIASP (1961) modificado.

Se optó por el modelo con tubos de entrada de boquillas horizontales, pues el de entrada vertical presenta limitaciones en cuanto al paso de arena con diámetro superior a 0,062 milímetros (FIASP, 1966).

En la figura 18 Muestreador nivel 1, se observa el dispositivo y la especificación de construcción. Los tubos de metacrilato fueron moldeados en calor seco y totalmente rellenado con arena fina durante este proceso, para evitar deformaciones en su sección transversal.

Se utilizaron 2 muestreadores idénticos en distintas cotas, sujetos a través de abrazaderas a una estaca en el centro la cauce.

Las distancias BC y DE son de 5,0 centímetros, y AF de 2,0 centímetros. Esto permite recoger muestras la caudal a partir de una altura suelo - W, variable para cada local la estudio (ver cuadros 16 y 17 Calado de los muestreadores).

Se redujo el diámetro interno de las boquillas de 4,7 a 3,5 milímetros, también se instala alrededor de la botella una falda de plástico colar ceniza para minimizar la condensaci6n la vapor de agua dentro de esta. Se pulverizó semanalmente con insecticida para evitar la obstrucción de las boquillas.

El tapón de la botella es de corcho y la capacidad de esta es de 0,5 litros.

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Figura 18: Muestreador del Nivel.

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Cuadro 16: Calado de los muestreadores 1a (cm)

Cuadro 17: Calado de los muestreadores 1b (cm)

La recogida de las botellas fue hecha con una jeringa de 50 centímetros cúbicos con un dispositivo de aspiración de la mezcla agua y sedimentos.

4.4.4.3 - Muestreador de nivel 2

Este dispositivo fue desarrollado con la intención de se colectar la mezcla de agua y sedimentos en un calado intermedio entre el muestreador del nivel 1 y 3. Se trata de una botella con capacidad para 1 litro. La boquilla de entrada es un tubo de metacrilato de 6,0 milímetros de diámetro interno, y de 3,5 milímetros la de salida de aire. La distancia AF y BD son de 3 y 4 centímetros respectivamente.

Funciona insertado verticalmente en el lecho, de tal forma que la cara de las boquillas queden dispuestas frontalmente a la dirección la flujo (ver figura 19 Muestreador de nivel 2).

El material es similar al de muestreador del nivel 1 y sus calados son los expuestos en el cuadro 18.

Retel Triagal Dique

Entrada 27,50 13,00 14,00

Salida 36,50 22,00 23,00

Retel Triagal Dique

Entrada 17,00 10,00 10,00

Salida 26,00 19,00 19,00

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Figura 19: Muestreado del Nível2

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Cuadro 18: Calado de los muestreador 1b (cm)

Se sujetaron al cauce encajándolos en el fondo del lecho, colocando además una piedra en la parte superior del extremo final de la botella para evitar que fluctué mientras se estaba llenando.

4.4.4.4 - Muestreador del nivel 3

Se utilizó un dispositivo que pudiese colectar mezclas de agua más sólido en calados muy poco profundos (ver figura 20 Muestreador del nivel 3).

Su especificación es similar a la del muestreador del nivel 2. Las únicas diferencias son la capacidad de almacenamiento de 0,5 litros y el diámetro interno de las boquillas de entrada y salida. Este es de 3,5 milímetros, y el material es idéntico.

Las distancias AF y BD son de 2,0 y 3,0 centímetros respectivamente.

Su funcionamiento es de forma horizontal y semi encajado en el fondo del lecho, para que la simple presencia del cuerpo de la botella no suponga una modificación de las condiciones hidráulicas del flujo.

Los calados empleados se encuentran en el cuadro 19.

Cuadro 19 Calado de los muestreadores nivel 3

Retel Triagal Dique

Entrada 5,0 8,0 8,0

Salida 9,0 12,0 12,0

Retel Triagal Dique

Entrada 1,0 3,0 2,0

Salida 4,0 6,0 5,0

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Figura 20: Muestreador del Nivel 3

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4.4.4.5 - Muestreador de parcelas

Se utilizaron pequeñas parcelas delimitadas hidrológica mente de forma natural, sin necesidad de instalar divisarías de agua, situadas en las proximidades de las áreas de captación de las cárcavas y en las vertientes del pinar y matorral para evaluar la ocurrencia de escurrimiento superficial y para acusar la presencia de transporte de sólidos.

Su especificación es similar al del muestreador del nivel 3, teniendo como principales diferencias la capacidad de almacenamiento que es de 2 litros, y el diámetro interno de al boquilla de entrada, que es de 8 milímetros. La boquilla de salida de aire es de 3,5 milímetros de diámetro interno.

Para su construcción se emplearon los mismos materiales anteriormente citados, y su funcionamiento es en posición horizontal, semi encajado en el fondo del lecho (ver figura 21 Muestreador de parcelas).

4.4.4.6 - Calibrado y ajuste de los muestreadores

En el invierno se utilizó el Arroyo de Valdelagua en la localidad de Mohernando - Guadalajara. Durante el verano se repitió el estudio en el Rió Jarama, en las proximidades de la micro cuenca de estudio. Se ajustó la relación “Tiempo de llenado & Volumen de cada botella" para cada tipo de muestreador.

En ambas localidades se buscó un lugar que con pequeñas modificaciones se considerara con propiedades hidráulicas similares a las del área de estudio.

La velocidad del agua varió entre 1 y 3,5 metros por segundo en las dos localidades. Se emplearon distintos tiempos para observar el comportamiento del llenado de las botellas (ver figura 22 Comportamiento medio de la relación Volumen & Tiempo de llenado). También se sumergieron las dos boquillas simultáneamente para comprobar la capacidad auto-bloqueadora de los muestreadores.

Las curvas de la figura 22 representan la relación media del tiempo para llenar un determinado volumen del deposito. La botella del muestreador de parcelas tarda un minuto y tres segundos para llenarse completamente.

Se ensayó el llenado de las botellas partiendo de un volumen inicial de 50 mililitros de colorante (azul de metileno) en su interior, con vistas a evaluar la capacidad auto bloqueador de los muestreadores. Se emplearon varios tiempos superiores al de llenado de los muestreadores y únicamente el muestreador de parcela no presentó buen bloqueo.

81

Figura 22:Comportamiento Medio de la Relación Volumen & Tiempo de llenado.

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4.4.5 - Determinación de só1idos totales

4.4.5.1 - Análisis de laboratorio

Las muestras de la mezcla de agua y sedimentos colectadas a través de los muestreadores en el campo se someten en el laboratorio a tirado y filtrado, comprendiendo las siguientes etapas:

a) Peso del papel filtro P1 (gr),

b) Determinación del volumen de la mezcla V1 (ml),

c) Filtrado del contenido en V1 por gravedad,

d) Desecado en estufa a 110 grados, 2 horas, del papel,

e) Enfriado en campana desecadora,

f) Enfriado Natural,

g) Pesado del papel filtro con sedimentos en balanza de O,O1 gr. de precisión P2 (gr.).

La concentración de só1idos en suspensión viene dada por la ecuación (03). Este valor representa la concentración media de sólidos de la mezcla que pasó por el punto de recogida (boquilla de entrada) durante un determinado tiempo de muestreo.

C = (P2 -P 1 ) / V1. 1000…………………………………………………….(03)

Los sedimentos que atraviesan el papel filtro pueden ser considerados despreciables (Rapp, 1986).

Además del análisis de concentración de só1idos, se procedió a discriminar granulométricamente una muestra compuesta por los só1idos colectados en los muestreadores durante el periodo de estudio. Esta muestra estaba constituida por una fracción del 20 por cien de las muestras originales, que fueron homogeneizadas previamente.

Los sólidos transportados por acarreo y depositados aguas arriba del dique/retel también fueron analizados granu1ómetricamente.

4.4.5.2 - Caudales sólidos

Se utilizó la información de las concentraciones medias de sólidos totales obtenidas durante un cierto tiempo "t" y la información del caudal media durante este mismo tiempo. El producto de ambas permitió evaluar el caudal sólido media transportado en suspensión durante el tiempo en que pasa en la sección del calado del muestreador.

Este método no es muy preciso porque la relación concentración de sólidos - caudales no es biunívoca. Para perfeccionar el método se disminuyeron los diámetros de las boquillas de entrada de los muestreadores, para aumentar el tiempo de muestreo y así pasar de una muestra instantánea a una muestra media que integrase la información del punto de muestreo. Este procedimiento debería de ofrecer mejores resultados.

Utilizando muestreadores con diámetro de boquilla de 7 milímetros ya se obtienen resultados bien ajustados a la realidad media de del crecida (Dunne, 198del y Mathys y colaboradores, 1988).

4.4.5.2.1 - Sólidos transportados en suspensión

4.4.5.2.2 - Sólidos transportados por acarreo

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Se asumió para fines de cálculo, que dels botellas se llenan en la fase ascendente del hidrograma y que la variación de las concentraciones de sólidos en suspensión en la fase descendente es igual a la mitad de del de ascenso.

Se consideró que el dique de mampostería gavionada y el retel sujetan los sólidos transportados por acarreo en la cuenca y cárcava respectivamente.

Al inicio del periodo de estudio y al final de éste se tomaron muestras del lecho para proceder al análisis granulométrico de los siguientes puntos:

a) 2 metros aguas arriba del dique,

b) Lecho de la cárcava del retel (0,5 metros del retel)

4.4.6 - Dique

El dique de mamposteria gavionada tiene 5 metros de altura, 38,5 metros de longitud y 12 metros de vertedero. Su volumen de obra es de 447,75 metros cúbicos y fue concluido en Enero de 1983.

Se midió el aterramiento del dique desde este periodo hasta Noviembre de 1987 y de este mes en adelante se determinó periódicamente su aterramiento con auxilio de las estacas ubicadas en el sentido longitudinal y transversal.

Uno de los criterios para seleccionar esta cuenca fue la presencia de este dique vació, pues con él se puede obtener una información más sobre los procesos erosivos.

4.5 - Dirección de las tormentas

Se desarrolló un equipo para determinar la dirección predominante de los vientos en las tormentas, con el objetivo de cuantificar mejor el volumen de agua precipitada en una superficie dada.

El instrumento consiste en un poste de 1 metro de altura, con cuatro caras de la misma dimensión dispuestas según los puntos cardinales (ver figura 13 Pluviómetro). Son revestidas con tapicería de PVC áspera para poder fijar los sedimentos de tiza que se colocan allí. Cuando ocurre una tormenta, el agua borra la tiza de la cara que recibió más agua y deja el registro de la dirección de la tormenta.

Fueron instalados 7 medidores de dirección de vientos en la zona de estudio, dos en cada cárcava (mitad y parte superior), y uno próximo al pluviómetro.

4.6 - Escorrentía

4.6.1 - Determinación de su presencia

Se registró la presencia de escorrentía en las cárcavas y drenajes de la cuenca en estudio de tres maneras: La primera fue a través de una línea marcada en el lecho del cauce. Su desvanecimiento indica la presencia de escorrentía. En la segunda se utilizó el auxilio de los muestreadores, y en la tercera se midió las huellas marcadas en una tela blanca colocada verticalmente en el centro del cauce.

4.6.2 - Sección transversal

Aplicando un nivel un centímetro de diámetro y utilizando de referencia el centro del cauce, se determinó la sección transversal del punto de control que se deseaba estudiar. Estos datos fueron dispuestos en forma gráfica relacionando la altura (calado) con la superficie de la sección transversal (ver figura 23 Sección transversal & altura).

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Las superficies de las secciones transversales del lecho correspondientes a las alturas de las boquillas de los muestreadores son observadas en el cuadro 20 Sección transversal.

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Figura 23: Sección transversal & altura del calado (cárcava delretel)

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Cuadro 20: sección transversal (dm2)

Nuestreadores nivel:

1 alto 1bajo 2 3

Retel 22,00 5,20 0,80 0,20

C. Trigal 6,68 3,92 2,76 0,45

A. Dique 112,00 65,00 32,00 0,80

4.6.3 - Calado máximo de la crescída

Se utilizaron dos procedimientos para su determinación, el primero consistió en adherir una tira blanca de tejido algodonado en el dorso de la estaca de la sección de control. Su observación y sustitución periódica permiten evidenciar las marcas dejadas por el paso del agua. La escorrentía en la zona es de colar rojizo muy intenso debido a la cantidad y calidad de sus sedimentos siendo altamente marcable, dejando una clara marca en la tira. Esta tira fue sustituida en cada visita de campo.

El segundo procedimiento está relacionado con el calado de la boquilla de entrada de agua de los muestreadotes. Cuando hay presencia de agua en las muestreadotes se puede afirmar que el caudal punta logró llegar hasta su nivel.

El calado máximo se observa cuando el volumen de agua que pasa por la sección máxima instantanea es igual al caudal punta.

4.6.4 - Cálculo de la escorrentía

Se determina empleando el Método del Numero de Curva ó Numero Hidrológico descrito en el Hydrology Guide for Use in Watershed Planing, traducido por (U.S.Depto del Interior, 1985).

4.6.5 - Hidrograma

Con los datas observados en el campo: Volumen de la precipitación, dirección predominante de los vientos, volumen y tiempo en que el agua pasó por el calado de las muestreadores, calado máximo instantáneo, sección máxima instantánea y el dato estimado de la escorrentía, se definió de forma cualitativa el hidrograma.

Se utilizó el método de las Isócronas, desarrollado por Clark, para determinar cuantitativamente el hidrograma en las cárcavas y el de Témez para la micro cuenca, considerando que la precipitación es igual a la precipitación efectiva, calculada por método del Curva de Numero. De esta forma, el paso del agua por el área de estudio queda supeditado: a la superficie entre isócronas, un factor de ajuste de la pendiente, el tiempo de concentración y la intensidad uniforme de la precipitación.

Los caudales puntas obtenidos por el procedimiento de isocronas/Témez fueron comparados con los calculados por las ecuaciones de Manning y de Chézy.

4.7 - Análisis estadístico

En la discusión, interpolación Y análisis de los datas se emplearon una gran variedad de criterios estadísticos para caracterizar, representar, testar y contrastar hipótesis. Cuando se utiliza el auxilio de la estadística se detalla el diseño empleado, las variables involucradas, las repeticiones y las hipótesis de partida.

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Se utilizó un ordenador EPSON PC J1 y los siguientes programas de estadística, entre otros: MSTAT de Nissen y colaboradores (1985) y STATIGRAF de Plus-ware (1985).

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Capitulo V - RESULTADOS y DISCUSIÓN

5.1 - Vertiente del Pinar

5.1.1 – Caracterización del Lugar

La vertiente del Pinar experimenta un fuerte cambio de altitud (40 metros) en apenas 110 metros de longitud. Esto supone una pendiente media general de la laderas del 36%. Este cambio es gradual en las proximidades de la divisoria de aguas ( estacas 181, 182), donde predominan los menores rangos de pendiente, y aumenta con la proximidad al cauce (ver figura 24 Perfil esquemático de la micro cuenca).

La vertiente presenta una orientación de 225 grados SW. Los cambios de pendientes son representados en función de sus cotas altitudinales (ver cuadro 21 Pendientes y cotas altitudinales)

Cuadro 21 Pendientes y cotas altitudinales

Altitud

m.s.n.m

Pendiente

(%)

990

980

10

20

970

960

40

70

950

945

75

150

A partir de las proximidades de la estaca 185 se puede observar un fuerte desnivel del relieve, provocado por el deslizamiento de las paredes del cauce de la micro cuenca, debido a la socavación del lecho.

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5.1.2 - Ubicación de las estacas

Las estacas fueron dispuestas de forma equidistante, separadas 20 metros entre si. Se buscó una micro-parcela de 10 x 10 centímetros en las proximidades del punto escogido para su ubicación definitiva. Esta micro parcela debe cumplir los siguientes requisitos: ser representativa de una zona en la vecindad (aproximadamente 1 metro cuadrado), y esta ser a su vez representativa de la fase de la topo secuencia en la que se encuentra.

5.1.3 - Datos observados y periodicidad

Para describir las características de la micro-parcela que representa la fase de la pendiente de la topo secuencia en que se encuentra, se utilizó el siguiente estadillo (ver cuadro 22 Descripción de las micro-parcelas).

Cuadro 22: Descripción de las micro-parcelas

Tratamiento Estaca # “Hi” (mm) Descripción Cuant. Obs.

183 534,0 Pedregosidad superf.

Pedregosidad sueltas

Pedregosidad sujetadas

60

30

30

183

184

Suelo expuesto 40 40

PINAR Superf. Cubierta por musgo 30 I=60%

Iden con litter 50

Icc 30

VESTIGIOS DE EROSION: no hay presencia de canalículos o de pequeños diques de materia orgánica, y/o cualquier ordenación de las fracciones más finas del suelo.

Este tipo de estadillo ejemplo fue rellenado en Su totalidad en dos oportunidades, la primera cuando se instaló las estacas y la segunda cuando se concluyó el periodo de estudio.

Las alturas "Hi" se leyeron en 6 oportunidades, a saber: i = O, 21/11/87; i = 1, 16/12/87; i = 2, 12/03/88; i = 31 07/06/88; i = 4, 16/06/88; i = 5, 10/08/88.

5.1.4 – Resultados

Las alturas leídas fueron contrastadas entre sí, restando las lecturas más recientes a las inmediatamente más antiguas (“dH” = “Hi”-“Hi-l”), obteniéndose la diferencia en milímetros. Este dato se empleó para el estudio del comportamiento del proceso erosivo durante el periodo de estudio:

La determinación de los periodos fue realizada basándose en el comportamiento de las lluvias acontecidas en la cuenca. sea, si durante un determinado tiempo no se presenta ninguna lluvia de interés erosivo, no se determinaban las lecturas de las estacas ni se definía un turno.

Ahora bien, todas las estacas fueron revisadas semanalmente durante el periodo de

91

estudio, para comprobar si estaban en perfecto estado o si habían sufrido alguna perturbación.

Los resultados se encuentran en el cuadro 23 Resultados: Estacas del Pinar.

5.1.5 - Interpretación de los resultados

5.1.5.1 - Erosión

La sección del perfil de la cuenca cubierta por el Pinar prácticamente no presentó cambias significativos durante el periodo de estudio. Apenas las estacas 184 y 185 presentaron diferencias de "Hi".

En la estaca 184 se verificó un aumento de la profundidad (erosión) del milímetro durante el turno IV, cuando se verificó una tormenta de 45,4 mm con duración de 30 minutos en el día 09/06/88, después de 14 días con total ausencia de lluvias, o sea, el suelo estaba totalmente seco el día que ocurrió la tormenta.

La misma estaca presentó 2 milímetros más de desnivel (erosión) del suelo al final del V turno, que se caracterizó por tener una tormenta de 34,2 mm en apenas 20 minutos el día 27/06/88. Esta tormenta tuvo lugar en un periodo en que el suelo se encontraba con una gran humedad antecedente, pues recibió 7 días de lluvia en los 17 que separaban la tormenta anterior de esta última. En este periodo llovió 74,6 mm sin contar la última tormenta.

La estaca 185 presentó una sedimentación de 2 milímetros en el mismo turno IV y perdió la mitad de estos materiales acumulados en el turno V.

92

Cuadro 23 Resultados; Estacas del Pinar (mm)

Turno

I

Turno II

Turno III

Turno IV

Turno V

Estacas

# H1 H0 dH H2 H1 dH H3 H2 dH H4 H3 dH H5 H4 dH

181 619,0 619,0 0 619,0 619,0 0 619,0 619,0 0 619,0 619,0 0 619,0 619,0 0

182 531,5 531,5 0 531,5 531,5 0 531,5 531,5 0 531,5 531,5 0 531,5 531,5 0

183 534,0 534,0 0 534,0 534,0 0 534,0 534,0 0 534,0 534,0 0 534,0 534,0 0

184 537,0 537,0 0 537,0 537,0 0 537,0 537,0 0 538,0 537,0 +1,0 540,0 538,0 +2,,0

185 469,0 469,0 0 469,0 469,0 0 469,0 469,0 0 467,0 469,0 -2,0 468,0 467,0 +1,0

186 510,0 510,0 0 510,0 510,0 0 510,0 510,0 0 510,0 510,0 0 510,0 510,0 0

185/bar 1005,0 1005,0 0 1005,0 1005,0 0 1005,0 1005,0 0 1005,0 1005,0 0 1005,0 1005,0 0

Nota: dH (+) – erosíon

dH (-) - sedimentación

93

En la zona no se encontraron vestigios visibles de escorrentía superficial ni de erosión. Este resultado puede tener 3 posibles explicaciones; a) Mayor acumulo de materia orgánica en las proximidades de las estacas; b) Un posible fallo del muestreo, cuando se busco el nivel cera – suelo mineral; c)Ausencia de escorrentía y erosión y d) un posible ajuste de la vertiente para lograr un estado de equilibrio (ver apartado 5.1.5.4) .

Estos resultados reflejan que en la parte superior de la sección transversal del Pinar no ocurrió erosión ni sedimentación.

En la parte inferior de la ladera ya no se puede decir lo mismo, pues las diferencias de lecturas “dH” fueron distintas para las estacas 184 y 185 en los turnos IV y V. Estos resultados pueden reflejar o no, un incipiente proceso de erosión y de sedimentación en las zonas representadas por estas estacas.

Para valorar el comportamiento global del fenómeno erosivo en la ladera del Pinar, se

recurrió al Diseño Estadístico de Bloques Completamente Aleatórios, donde las estacas

constituyen los tratamientos, los turnos los bloques y las “dH” la variable analizada variable

analizada (ver cuadro 24 Análisis de Varianza – dH Pinar).

Cuadro 24: Análisis de varianza - dH Pinar

Con estos resultados se concluye que no hubo diferencia significativa entre las estacas de la ladera, o sea, los registros de dH's leídos en las estacas 184 Y 185 pueden ser considerados estadísticamente como iguales a los de las demás estacas.

Las diferentes tormentas registradas en los 5 turnos no representaron, para el lugar, factor de erosividad significativo. Estas no afectaron significativamente las lecturas en la escala temporal.

El 66 por ciento de las estacas no presentaron erosión/sedimentación (dH = O) durante el periodo de estudio, las estacas 184 y 185 presentaron un desnível medio de 0,60 mm (erosión) y de 0,20 mm (sedimentación) respectivamente.

5.1.5.2 - Características Edáficas

- Profundidad

Asumiendo que toda la vertiente tuvo la misma intensidad de uso en el pasado, y que los agentes formadores del suelo actuaron de igual forma en la ladera del Pinar, se encontró que la profundidad del suelo es mayor en la parte más alta de la catena.

Las mediciones de la profundidad del suelo fueron hechas a 10 largo de una cárcava que se encuentra estabilizada dentro del Pinar y contrastadas con los datas medidos en, los hoyos hechos en el suelo (ver cuadro 25 Profundidad del suelo).

Fuentes de Variación

g.l Suma de Cuadrados

Cuadrado Médio F

Estacas

Turnos

Error

Total

05

04

20

29

1,867

1,533

6,467

9,867

0,373

0,383

0,323

1,155 NS

1,186 NS

94

Cuadro 25: Profundidad del suelo

Altitud Prof. (cm)

990 50

980 50

970 40

960 35

950 30

945 0-10

Estos resultados son distintos al teóricamente esperado, principalmente cuando se maneja la teoría de la Topo secuencia de Jenny (1946) y/o el modelo de nueve unidades geomorfológicas de Dahrymple y colaboradores (1968). Los procesos que aquí ocurren son muy peculiares de esta zona y hace falta estudiarlos más para su mejor comprensión.

- Pedregosidad

Se encontró una tendencia en aumentar la superficie del suelo cubierta con piedras desde la parte alta hasta la parte baja de la ladera. Esto se debe a que las partes bajas sufrieron, en un pasado remoto, más erosión que las partes altas, lavándose el material más fino de la superficie, mientras que el material más grueso se quedaba en la vertiente. La parte baja de la laderas también recibió material rocoso de las partes altas por rodamiento, cuando se estaba alcanzando el establecimiento del estado de equilibrio dinámico del media con las características climáticas del lugar.

En la medida en que el suelo presente menor superficie cubierta con piedras, una mayor superficie del suelo estará expuesta a la acción de la intemperie. Este dato fue registrado a través de la variable media en el campo denominada “suelo expuesto” (ver cuadro 26).

Cuadro 26: Cubrimiento del Suelo (% superficie). Atitud

m.s.n.m A

Pedregidad Superficial

(%)

B Suelo

Expuesto (%)

C (Pedr. Sujetada/ Pedr.

Sup).100 (%)

990 50 50 60

980 50 50 60

970 50 50 50

960 60 40 50

950 70 30 70

945 20 80 70

Los datos de la estaca 186 (altitud 945 m.s.n.m) presentan resultados anómalos respecto

a la tendencia general, se observa un abrupto decrecimo de "A" y aumento de “B”, esto se puede explicar por sus peculiares características de formación del perfil: afloramiento de la roca madre y elevada pendiente.

95

Donde existan un gran porcentaje de piedras sujetas se sobrentiende que la superficie del suelo es estable, y que el coeficiente de rugosidad es alto. Además de existir buena infiltración del agua en el suelo (Giraldez,1988 - comunicación personal). Este mismo autor realizó experiencias en Córdoba con simulador de lluvias en parcelas experimentales cubiertas con vegetación herbácea, suelo sometido a apisonamiento, trato agrícola corriente en la región, y finalmente superficie impermeable cubierta con piedras. El menor escurrimiento superficial ocurrió en el tratamiento de vegetación herbácea, seguido del de la superficie impermeabilizada cubierta con piedras y, por último, el terreno con el trato agrícola.

Las piedras sujetas fueron determinadas en términos relativos, en función de la pedregosidad de la superficie del suelo. Así, en la cota 990 m.s.n.m la superficie cubierta con piedras es del 50%, correspondiendo el 60% de estas piedras a la superficie ocupada con piedras sujetas. Este 60% corresponden al 30% de la superficie total de la parcela.

Se observó una ligera tendencia a aumentar la superficie de piedras sujetas en las partes altas y bajas de esta ladera. Este hecho se puede atribuir a que estas zonas presentan un humedecimiento ligeramente mayor del perfil durante el ano, ya que la parte más alta tiene menor pendiente, mayor profundidad del suelo y mayor capacidad de almacenamiento, que favorece la percolación vertical del agua dentro del perfil en los períodos de lluvia, y un movimiento vertical ascendente del agua debido a la acción de la evapotranspiracion en los periodos secos.

En los sectores de menor cota de la ladera la precipitación efectiva de las lluvias es mayor, pues una gran parte de la precipitación infiltrada en las regiones superiores de la catena mediante escorrentía subsuperficial, termina llegando a esta zona, además del volumen captado por unidad de superficie. A este hecho hay que añadir que el pequeño flujo básico, cuando exista, aflora en estas zonas, pues es la parte terminal de la topo secuencia. Una comprobación de estas hechos es el alto nivel de vitalidad de los pinos, durante todo el ano, que fueron sembrados por semillas de una forma muy densa.

-Musgos

La presencia de mayor humedad conlleva a la mayor presencia de vegetales inferiores, que son agentes sujetantes netos de los suelos. El musgo contribuye a aumentar la infiltración y a la estabilización del suelo, fomentando un ciclo edafogénico que va progresando con el tiempo, a modo de retroalimentación, que originará en el futuro un estado de equilibrio estable de este ciclo.

Los resultados encontrados son expuestos en el cuadro 27.

Cuadro 27: Cobertura superficial con musgo

Altitud

m.s.n.m.

Cobertura

(%)

990 50

980 50

970 30

960 30

950 60

945 70

- Litter La existencia de una cobertura poco uniforme del pinar genera como consecuencia una

gran diferencia en la superficie del suelo cubierto con residuos organicos. Así se puede observar alternancias entre valores que oscilan de 10 a 70% de superficie cubierta con mantillo (ver cuadro 28 Cobertura con litter).

Cuadro 28: Cobertura con litter

96

Altitud

m.s.n.m.

litter

(%)

990 15

980 70

970 50

960 30

950 30

945 40

- Índice de cabida cubierta

El pinar forma una cubierta vegetal sobre el suelo que en algunos puntos cubren hasta el 90% de su superficie. Su cobertura está estratificada a partir de 2 metros de altura. La estaca ubicada en la cota 990 m.s.n.m. se encuentra en la divisoria y allí la vegetación esta constituida por matorral (ver cuadro 29 índice de cabida cubierta).

Cuadro 29: Índice de cabida cubierta

Altitud

m.s.n.m.

Icc

(%)

990 60

980 60

970 50

960 30

950 30

945 90

5.1.5.3 - Hidrologia del Suelo

En la superficie del suelo bajo el Pinar existe una capa de materia orgánica que alcanza aproximadamente 40 % de cobertura media de la superficie del suelo. La combinación de los efectos de interceptación vertical por las copas y el litter, asociada a las modificaciones estructurales de la capa superficial del suelo, minimizan el impacto de las gotas de lluvias y contribuyen a aumentar la capacidad de infiltración del suelo, disminuyendo la escorrentía superficial en la ladera.

La estructura migaosa existente en los primeros estratos horizontales del suelo producen una gran capacidad de infiltración.

El hecho de que no se observase indicios de escorrentía superficial durante los 2 últimos turnos estudiados, permite asumir que la capacidad de infiltración del suelo fue aproximadamente igual a la velocidad de precipitación de la última tormenta (102 mm/hora).

Nakano (1986) utilizando infiltrometros de 0,1 - 0,2 metros cuadrados de superficie, midió la tasa de infiltración en un bosque bien desarrollado y perfectamente mantenido en el Japo en 250 mm/hora. El mismo autor añade que para diferentes bosques, en otras latitudes, este valor oscila en torno a 100 mm/hora.

Los suelos son poco profundos, arenosos en los estratos superficiales y con un contenido creciente en arcilla a medida que se profundiza. Poseen varias estratos muy arcillosos

97

dispuestos horizontalmente, de forma paralela y uniforme a la superficie del suelo.

Su hidrología queda caracterizada por el gran flujo subsuperficial, pues la transmisión del agua a zonas más profundas es muy escasa.

Basado en el modelo de las propiedades físico-hidrológicas del perfil del suelo de Valcarcel (1982), se puede explicar este fenómeno de la siguiente forma: La variable Y1 (ver figura 25) tiene una profundidad que varia entre 05 y 15 centímetros, Y2 varia entre O y 15 centímetros y Y3 entre 10 y 15 centímetros. Por lo tanto, el agua que infiltra tiende a percollar verticalmente hasta alcanzar la zona Y4. Esto puede ocurrir entre los primeros 10 - 15 centímetros. A partir de este punto se forma un acumuló de agua que tenderá a drenarse por la zona de mejor drenaje, mayor volumen de macro poros, que constituye las primeras capas del perfil. La fracción de agua que logra percollar en Y4 será bombeada por capilaridad a las capas más superficiales del perfil por el efecto de la evapotranspiración.

98

Figura: 25 Delimitación de las variables (Y1, etc.) en el perfil del suelo.

99

La permeabilidad del agua en los macro poros existentes en el horizonte A o horizonte B superficial, presenta valores medias cuyo orden de magnitud es de décimas de centímetro por segundo (0,1 - 0,2 cm/s). Mientras que, en las partes medias del horizonte B y superiores del horizonte C, cuando el agua percola por los intersticios no capilares de naturaleza estructural o textural, lo hace con velocidades del orden de centésimas a milésimas de centímetro por segundo (0,01 - O,OOlcm/s).

Estas cifras son difíciles de cuantificar en casos especiales como el del presente estudio, pero son útiles para enmarcar, aunque de forma somera, el orden de magnitud de las capacidades de percolación de los suelos. Los datos fueron extraídos de varias estudios realizados en cuencas experimentales en distintos continentes (Nakano,1986; JICA, 1980 y Vivas,1975).

Se pueden definir 3 zonas con contenidos distintos de humedad del suelo en la ladera del Pinar. La primera está comprendida entre las cotas 990 – 970 m.s.n.m.. Posee menor pendiente, suelo más profundo y predominan los procesos de infiltración, percolación, evapotranspiración y escurrimiento superficial. La segunda zona ocupa las cotas 970 - 950 m.s.n.m., predominan los procesos de escurrimiento subsuperficial y evapotranspiración. La tercera zona comprende las cotas 950 m.s.n.m hasta el cauce, recibe todo el excedente de agua de la catena además de la precipitación directa sobre su superficie. Es la más húmeda.

Los flujos hidrológicos de la ladera ocurren muy esporádicamente, pues predomina la condición de suelo seco, con pF > 3. El proceso hidrológico de mayor frecuencia en la zona es la evapotranspiración.

En ninguna de las 3 zonas existe testimonio de saturación temporal del suelo, lo que demuestra la escasez de los recursos hídricos en la región.

Otras evidencias que apoyan estas teorías son:

a) El cauce deja de transportar agua superficialmente pocos minutos después de concluir la lluvia.

b) La respuesta de la cuenca a precipitaciones intensas es casi instantánea, produciendo escorrentía. La superficie de 1,9 ha cubierta con pino tiene escasa influencia en la regularización del régimen hídrico de la cuenca.

c) Los pinos sembrados por semilla hace menos de 10 anos en acho zanjas espaciadas 0,5 metros entre si (próximos a la estaca 186) se encuentran hoy en día a 0,2 metros de distancia unos de los atraso Todos ellos presentan desarrollo uniforme, fuste rectilíneo y alta vitalidad.

d) Los pinos de la lasera (estacas 181-185) también fueron sembrados en zanjas y con mayor espaciamiento en el ano 1946. Los árboles están retorcidos, con fuste inclinado y con poca vitalidad.

Todas estas evidencias demuestran que la zona del barranco no solo recibe el agua precipitada sobre si misma, si no de toda la lasera, presenta una mejor economía hídrica que las demás zonas.

5.1.5.4 - Movimiento en masa

Se observa la formación incipiente de un paquete en forma cúbica irregular al borde del inicio de la ladera (el desgarre de la ver figura 26), próximo al cauce, que puede desplazarse hacia abajo, cuando ocurra una precipitación con intensidad parecida a la registrada en el periodo de estudio pero con una mayor duración.

La estaca 184 se encuentra en la zona donde ocurre capa anteriormente mencionada. Allí se observan desniveles en la micro topografía de hasta 10 centímetros, provocando la quiebra de continuidad del micro-relieve. Es importante resaltar que esos desniveles no ocurren en forma

100

continua paralelamente al cauce. Se presentan por sectores, y algunas veces se pueden confundir con las 66 zanjas construidas en el ano 1946. La diferencia entre ambas son las siguientes: Las zanjas estan dispuesta de forma continua y paralela entre si y de manera general presentan árboles o tocones en su interior. Además no poseen las aristas del corte de forma afilada, como si se hubieran hecho recientemente.

El movimiento en masa es lento y se debe fundamentalmente a dos causas: El régimen hídrico de la vertiente y a la discontinuidad del substrato litológico, producto de la socavación del cauce y pérdida de un tramo inicial del cauce de la cuenca.

En cuanto al régimen hídrico se puede deducir que en la vertiente la capacidad de infiltración es máxima y el flujo que predomina es el sub superficial. El agua que infiltra a mayores profundidades escurre lateralmente (flujo sub superficial y flujo básico), pero su volumen debe ser reducido, pues la gran evapotranspiración puede drenar rápidamente el perfil del suelo.

Actualmente la propia vegetación tiene una parcela de actuación en el sostenimiento del paquete de suelo en la vertiente. Ella también puede influenciar favorablemente su desprendimiento, al sostener una gran cantidad de agua en el suelo por infiltración.

102

Los tallos de los pinos presentan sinuosidades en su base, lo que puede indicar que los movimientos de tierra ocurrieron cuando los pinos presentaban escasa edad.

Se registro la distancia entre la estaca 185 y el inicio del barranco. Se observo que el barranco del cauce no evolucionó durante el periodo del estudio.

5.1.5.5 - Evolución de la cárcava

En la vertiente del Pinar hay una cárcava que alcanza la mitad de la ladera, y es anterior a 1956/57 (fotografía aérea - vuelo USAF - B). Esta cárcava sigue hoy en día con una superficie similar a la observada en la fotografía aérea de 32 anos atrás. Sus paredes se encuentran escasamente colonizadas por jaras, pero no presentan indicios de evolución lateral, longitudinal y ni en profundidad.

Su estabilizaci6n se originó en función del efecto combinado de la reducción de la escorrentía superficial, proveniente de la superficie de captación aguas arriba de la cárcava, y del pequeño desarrollo de la superficie de la cárcava (0,012ha).

5.1.5.6 - Estimación de la pérdida de suelos

La erosión potencial, determinada a través de la metodología de Wischmeier (1978), ligeramente modificada, presentó una pérdida de suelos que varia entre 7,91 hasta 10,65 t/año por cada hectárea de vertiente (ver cuadro 30). Esta variación de los resultados se justifica por el hecho de emplearse los valores extremos del limite de variación del factor R para la región.

La pérdida de suelo media estimada por el procedimiento de la USLE, en la ladera del Pinar fue de 9,3 t/ha.ano.

Considerando las variaciones totales de las lecturas del dH (erosión y sedimentación), durante el período de estudio, se obtuvo una pérdida de suelo de 0,9 t/ha.año.

El volumen de pérdida de suelo estimado por el modelo USLE para la ladera del Pinar, corresponde a una pérdida anual de una lámina con espesura comprendida entre los 0,53 - 0,71 milímetros, suponiendo que el proceso erosivo ocurra uniformemente en toda la superficie.

104

Cuadro: 30 Cálculo de la pérdida de suelos – Pinar.

Tramo Estaca #

R (1) LS (2) K (3) C P A (4) Superf. (5) A (6)

L (m) S (%) LS Has

I 181 - 182 150 – 200 20 25 3,66 0,22 0,02 1,0 2,42 – 3,22 0,22 0,53 – 0,77

II 182 – 183 150 – 200 20 35 5,67 0,21 0,02 1,0 3,57 – 4,76 0,22 0,97 – 1,05

III 183 – 184 150 – 200 20 70 7,86 0,21 0,02 1,0 4,95 – 6,60 0,22 1,10 – 1,46

IV 184 – 185 150 – 200 20 75 15,27 0,20 0,02 1,0 9,16 – 12,22 0,22 2,03 – 2,72

V 185 - cauce 150 – 200 10 150 30,55 0,34 0,02 1,0 31,16 – 41,54 0,11 3,46 – 4,61

Nota: (1) ICONA – Intecsa (1987), tomado de CONA (1987) (julios. Cm/m2.hora) (2) Según Foster y Wischmier (1974) (3) Muestras de campo (4) Ton / Ha. Año (5) Sección de la vertiente (1 Ha), 90 x 111,1m (6) Idem (4) en 1 Ha de vertiente.

105

Los valores estimados de la perdida de suelo utilizando la metodología USLE o las estacas, ofrecen cifras medias de la erosión, para las condiciones actuales de la región. Obviamente en el pasado estas cifras no fueron las mismas.

Se tiene registros estadísticos de la población del Término municipal de Puebla de Vallés, donde se observa el inicio del decrecimiento demográfico a partir del ano 1910.

Asumiendo que a mayor densidad demográfica corresponde una mayor presión de uso de la tierra y, consecuentemente, mayor probabilidad de ocurrir impactos ambientales (por ejemplo -erosión), se esperaría una mayor magnitud de los procesos erosivos en estas periodos.

En los últimos anos, con el suelo en descanso, estas cifras tienden a presentar menor magnitud. Ursic y Dendy (1965) compararón el comportamiento erosivo de varias micro cuencas con diferentes coberturas en Mississippi, USA. Encontraron que los sedimentos producidos en micro cuencas repobladas y con pinos nativos fue 100 veces inferior en las micro cuencas con cultivo agrícolas.

De hecho, en las 11 cárcavas existentes en la cuenca, la gran pedregosidad del suelo, el lavado de las partículas más finas del suelo, el predominio de las fracciones más gruesas Y el pobre estado nutricional de los suelos, son secuelas que atestiguan la magnitud de los procesos erosivos en el pasado.

En el pinar sembrado en el año 1946 se esperaría, por lo menos, un descalce del sistema radical de 2,21 hasta 2,98 centímetros, si se considerase que los valores de pérdidas de suelos estimados por el procedimiento USLE son constantes y con distribución homogénea en el tiempo. Esto es muy difícil de observarse en la práctica, pues el pino no permite una clara diferenciación del nivel de referencia entre lo que originalmente estaba en el suelo y lo que era tallo.

5.1.6 - Comentario final

Se describieron la evolución geomorfológica de los procesos erosivos desde el pasado, hasta el día de hoy. Se emplearon varias criterios para describir el geodinamismo torrencial en la vertiente, pasando por los análisis deductivos de las siguientes características: Pedregosidad, cubierta del suelo con musgo, pendiente, profundidad del suelo, infiltrabilidad del suelo, régimen hídrico de la ladera, estabilización de las cárcavas, rectitud y vitalidad de los pinos y observaciones de campo de diversas consideraciones, hasta las mediciones in situ, además de las estimaciones.

Se observó una gran diferencia entre los resultados estimados por el modelo USLE y los medidos en el campo. Estas no pueden ser comparados, porque los primeros parten de leyes no totalmente conocidas para la región, siendo datas útiles para planificación en grandes superficies, mientras que las segundos son un conjunto de datos puntuales, observados en el campo durante un determinado periodo y extrapolados para una superficie general.

5.2 - Vertiente del Matorral

5.2.1 - Caracterización del lugar

La vertiente del matorral constituye el lado opuesto de la vertiente del Pinar y ambas forman una sección transversal representativa del primer tercio de la cuenca de estudio (ver figura 24). Las características del relieve son similares en las dos vertientes.

La estaca 196 se encuentra en el lugar de mayor altitud, próxima a la divisoria de aguas, con predominio de pendientes suaves, que pueden facilitar el escurrimiento de sus aguas, tanto para el interior de la cuenca, como en el sentido de la propia divisoria de aguas.

106

La vertiente presenta cambias graduales de la pendiente del terreno a medida que disminuye la altitud, experimentando la mayor pendiente en las proximidades de las estacas 188 y 189 que estan próximas al cauce de la cuenca (ver cuadro 31 Pendientes y cotas altitudinales).

Cuadro 31: Pendiente y cotas altitudionales

Altitud

m.s.n.m

Pendiente

(%)

990

980

970

960

950

945

20

30

40

70

75

150

Su orientación noroeste es determinante en la caracterización de la vegetación, micro topografía, suelos y otros factores ambientales, pues interfiere directamente en la incidencia de radiaciones solares y en la interceptación de las lluvias torrenciales de real significado erosivo en el lugar.

5.2.2 - Ubicación de lãs Estacas

Se utilizó el mismo procedimiento descrito en el apartado 5.1.2 y se observaron los mismos datas detallados en el apartado 5.1.3.

5.2.3 - Resultados

Las lecturas de todas las alturas de las estacas son detalladas en el cuadro 32 Resultados: Estacas del Matorral.


5.2.4.1 - Erosión

Se observó una acusada variación de las lecturas de “'Hi" de las estacas durante el periodo de estudio.

Se observá durante el periodo de estudio la dirección predominante de los vientos y su relación con las lluvias torrenciales, concluyéndose que las lluvias de mayor significado erosivo en la región poseen dirección sudoeste.

Lluvias de gran magnitud con otra dirección no causaron modificaciones significativas en el comportamiento de la erosión en la cuenca, por lo menos durante el periodo de estudio. Se concluyó que, generalmente, éstas son de baja intensidad y de gran duración.

En las tormentas huracanadas de dirección sudoeste, las gotas de lluvia pueden alcanzar diferentes ángulos de inclinación. Este dato nos permite considerar una información más para ayudar a la mejor comprensión del fenómeno erosivo en la región.

Se intentó interpretar el comportamiento del fenómeno erosivo en las diversas fases de la vertiente, empleando simultáneamente todos los datos de las diferencias de altura de sus estacas. Se utiliza cada estaca como un tratamiento, cada periodo de lectura (turno) como bloque y el "dH" como variable analizada. Se empleó el diseño estadístico de Bloques Completamente Aleatorio

107

(ver cuadro 33 Análisis de Varianza de las "dH" del Matorral).

108

Cuadro 33: Análisis de varianza de las "dH" del Matorral

Fuente de Variación


Cuadrado Medio

F

Estacas 07 529,994 75,713 1,934 (NS)

Turnos 04 312,588 78,147 1,996 (NS)

Error 28 1096,413

Total 39 1938,994

109

Cuadro: 32 Resultados; Estacas del Matorral (mm)

Turno I Turno II Turno III Turno IV Turno V

ESTACA

# H1 HO dH H2 H1 dh H3 H2 dH H4 H3 dh H5 H4 dH

196 473,0 473,0 0,0 473,0 473,0 0,0 473,0 473,0 0,0 473,0 473,0 0,0 473,0 473,0 0,0

195 493,0 493,0 0,0 497,0 493,0 +5,0 500,0 479,0 +3,0 498,5 500,0 -1,5 493,0 498,5 -5,5

194 594,0 595,0 0,0 598,0 595,0 +3,0 602,0 598,0 +4,0 599,0 602,0 -3,0 596,0 599,0 -3,0

193 516,0 516,0 0,0 519,0 516,0 +3,0 524,0 519,0 +5,0 525,0 524,0 +1,0 506,0 525,0 -19,0

192 492,0 492,0 0,0 487,0 492,0 -5,0 483,0 487,0 -4,0 499,0 483,0 +16,0 500,0 499,0 +1,0

191 501,5 501,5 0,0 497,0 501,5 -4,5 491,0 497,0 -6,0 496,0 491,0 +5,0 496,0 496,0 0,0

190 508,0 508,0 0,0 500,0 508,0 -7,5 491,0 500,5 -9,5 500,0 491,0 +9,0 495,0 500, -5,0

189 594,0 594,0 0,0 596,0 594,0 +2,0 - - - - - - - - -

188 597,0 597,0 0,0 611,0 597,0 +14,0 633,0 611,0 +22,0 645,0 633,0 +12,0 646,0 645,0 +2,0

190/bar 700,0 700,0 0,0 700,0 700,0 0,0 700,0 700,0 0,0 700,0 700,0 0,0 700,0 70,0 0,0

Nota: dH (+) – erosión

dH (-) – sedimentación

110

Se encontró que cada estaca individualmente posee una gran variabilidad en los valores de los "dH" durante el período del estudio. Estas diferencias son responsables por anular la variación que existe entre los "dH" de las estacas en la vertiente.

Las "dH" analizadas simultáneamente no poseen un comportamiento que reflejé durante el período de estudio una tendencia fija con respecto a la ocurrencia de erosión ó sedimentación en toda la vertiente. O sea, la misma estaca puede presentar sedimentación en una lluvia y erosión en otra, y en ambos casos estas variaciones entre "dH" no pudieron ser detectables utilizando este planteamiento de análisis estadístico.

Este primer análisis de los procesos erosivos de la vertiente permitió concluir la no-existencia de homogeneidad del comportamiento erosivo entre las estacas de la vertiente. Esto indujo a agrupar unidades de superficie - sectores - con similar comportamiento erosivo. Para desarrollar esta agrupación se utilizó los valores de "dH" de cada estaca en el periodo de estudio.

Analizando individualmente los procesos que ocurrieron en cada estaca y relacionándolos con los de la estaca situada inmediatamente arriba y abajo, se determinó la sincronización de los procesos erosivos en la vertiente (ver figura 27 Sincronización de los procesos de erosión y sedimentación en la ladera del matorral).

Los datos de "Hi" fueron acumulados relativamente al nivel referencial de HO, con el objetivo de producir el efecto de superposición logrado en la figura, pero presentan las mismas diferencias absolutas registradas en las lecturas de campo.

La parte ascendiente de la curva indica mayor diferencia de altura de las estacas (dH), significando erosión para fines del estudio en cuanto el opuesto es sedimentación.

Se observó que el comportamiento de las estacas 196, 195 y 194 situadas en la parte alta de la ladera, presentaron una ligera tendencia a no sufrir cambios en las lecturas de "Hi" durante el período de estudio. Pero en la medida en que las estacas se encuentran más distantes de la divisoria de aguas ( 195 - 20 metros, y 194 - 40 metros), empiezan a ocurrir ligeros cambios en las lecturas de las “Hi”.

Estos cambios son análogos en todos los turnos, variando apenas en sus magnitudes. Así, cuando aparece una ligera erosión en la estaca 195 en el turno II, también lo hace en la estaca 194.

La dinámica de este sector de la vertiente se extiende hasta la mitad de la parte intermedia de la ladera. La estaca 193 presenta el mismo comportamiento del sector anterior, pero sus cambias son más abruptos y de mayor magnitud.

111

Figura 27: Sincronización de los procesos de erosión e sedimentación en la Catena de Matorral (datos relativos)

Turnos

A Sector alto de la catena

B Sector intermediario de la catena

C Sector bajo de la catena

D Sector del barranco

112

En este mismo sector se observa prácticamente todo lo contrario a lo anteriormente expuesto en la estaca 192, o sea, cuando ocurre erosión en las estacas ubicadas aguas arriba de ésta, en ella se verificó sedimentación.

Este dato ref1eja que la estaca 193 está situada próxima al umbral físico que delimita los procesos erosivos en la lasera. Esta estaca se encuentra a 80 metros de la divisoria de aguas ( distancia medida en el terreno).

Cuando ocurren ligeras sedimentaciones en las estacas aguas arriba de la estaca 192, en ella se aprecia erosión del material allí anteriormente depositado.

En las estacas 191 y 190, se observan prácticamente los mismos procesos de forma simultánea en el tiempo, que a su vez son similares a los que ocurren en la estaca 192.

Estas dos estacas están situadas a 100 y 120 metros de la divisoria de aguas respectivamente, y constituyen el sector terminal de la ladera, antes del barranco del cauce.

En la estaca 188 predominó el proceso de erosión durante todo el período de estudio. Está ubicada en la parte baja de la vertiente y dentro del barranco del cauce, distando 127 metros de la divisoria de aguas. Este sector está compuesto exclusivamente por la roca madre, y prácticamente no existe ninguna forma de colonización vegetal.

La estaca 189, ubicada en este mismo sector, fue derrumbada en el III turno, probab1emente por el impacto de una piedra rodada desde arriba en un día de lluvia, cuando el suelo se presentaba muy blando. Originalmente, la estaca tenia 30,6 centímetros de su cuerpo clavados en el suelo. La acción del descalze promovido por la erosión del suelo y del choque con la piedra pueden haber sido los principales responsables de su desplazamiento del lugar original.

El análisis conjunto del sincronismo existente entre los procesos erosivos, permite dividir la ladera en dos formas distintas:

División "A" Sector Alto (estacas 196 a 193); Sector Bajo (estacas 192 a 190) y Sector del Barranco (1 metro después de la estaca 190 hasta el cauce de la cuenca).

División "B" divide el Sector Alto y Bajo y añade un Sector Intermedio, quedando de la siguiente forma: Sector Alto (estaca 196 a 194); Sector Intermedio (estaca 193 a 192); Sector Bajo (estaca 191 a 190) y el Sector del barranco que es igual al anterior.

A través del chequeo de campo se llegó a la conclusión de que la división "B" responde mejor a la realidad del terreno.

A continuación, se discutirán las características de cada sector.

Sector Alto (estaca 196 a 194)

La pendiente oscila entre el 10 - 30%, siendo las menores de la ladera. Se encuentra ubicado a partir de la línea de la divisoria de aguas hasta los primeros 40 metros aguas abajo.

El suelo está cubierto por vegetación y por piedras sujetas.

Constituye una franja de suelo que bordea la cuenca por su parte superior, presentando diferente anchura a lo largo de la misma. Se caracteriza por no recibir aguas de otras superficies.

No se observó acusado movimiento de material edáfico y tampoco testimonios de que hubiera escurrimiento superficial abundante del agua en el terreno, pues los micro-drenajes superficiales son prácticamente inexistentes.

Próximo a la divisoria de agua no ocurre ningún movimiento de material edáfico. En la zona de transición con el sector intermedio se observa la organización incipiente de micro - drenajes, que se entrecruzan entre sí, formando una red poligonal de forma romboidal, cuyos lados pueden alcanzar longitudes que oscilan entre 5 y 9 metros (ver figura 28 Testimonios

113

observados en el campo debido a la acción continuada de los fenómeno erosivos en la ladera del matorral).

Sector Intermedio (estaca 193 a 192)

La pendiente oscila entre el 30 y 70%. Este sector es eminentemente de transición. En él se observa un sincronismo de los procesos erosivos de toda la vertiente. En su parte superior se encuentran todas las características del sector alto y en su parte inferior las del sector bajo.

En él se observa con mayor claridad la micro-red de drenaje superficial característica de la vertiente, donde el agua surca micro-cauces entre las piedras de mayor diámetro, que son encajadas entre otras piedras, y a su vez son sujetas por las jaras y vegetación allí existente (ver figura 29 Red de drenaje superficial de la vertiente).

La variación de las longitudes de los cauces entre cruzamientos de drenajes oscila entre 2 y 6 metros. En este sector se observa más nítidamente la forma romboidal de la red de drenaje de la vertiente.

114

Figura 28: Testimonios observados en el debido a la acción continuada de los fenómenos erosivos en la catena de Matorral.

C = Zona de transición

L = longitud de los rombos A = distancia entre drenaje

115

Figura 29: Red drenaje superficial de la vertiente (sector alto, intermedio y parte del bajo).*

* En cada sector las longitudes de los polígonos varían, pero mantienen el mismo patrón romboidal.

116

El surgimiento de Ia red de micro-drenaje de forma romboidal está asociada a Ia distribución de Ias jaras en el campo, que suele ser de forma recticular. Estos arbustos retienen Ias piedras de mayor diámetro, cuando estas tocan su tallo o cuando ellas llegan a un lugar con micro-pendiente más suave, debido aI efecto local de Ia sujeción deI suelo por su sistema radical.

Las piedras de menor diámetro se depositan en los sitias constituidos por piedras mayores, que forman micro-diques y Ias retienen. Las únicas piedras que se mueven son Ias que se encuentran sueltas en el interior deI micro-drenaje. Esto se verifica principalmente con Ias gravas y piedras de menor diámetro.

El micro-cauce está constituido por piedras de menor diámetro, que suelen moverse en pequeñas distancias a lo largo del mismo.

Actualmente, en los sectores con fuertes pendiente sólo se encuentran superficies con suelo expuesto en Ias zonas inmediatamente después aI tallo de Ias jaras y en zonas aguas abajo de los micro-diques de piedras. El resto esta cubierto por piedras.

El suelo en toda la ladera es poco profundo, presenta elevada capacidad inicial de infiltración, pero se encharca rápidamente dada su escasa profundidad, generando escorrentía superficial.

En el final deI sector intermedio y principio deI sector bajo existe un gran acumulo de agua procedente de la escorrentía superficial de zonas superiores, que trae como consecuencia la modificación de Ias longitudes de los cauces deI micro drenaje superficial. Pero el patrón de la red de drenaje superficial sigue siendo de forma romboidal.

Sector Bajo (estaca 192 a 190)

En este sector aumenta Ia pendiente, disminuye Ia longitud de los cauces entre drenajes y se observó mayor superficie con piedras sueltas.

Próximo aI principio deI barranco se observa Ia modificación deI esquema de drenaje superficial, pasando de una arquitectura romboidal a una de forma paralela (ver figura 30 Red de drenaje superficial deI sector bajo). La distancia entre cauces varía de 2 a 5 metros.

117

Figura 30: Red de drenaje Superficial de l Sector Bajo.

118

El formato del cauce es idéntico al presentado en la figura 30b, presentando pendientes más fuertes que el de la figura 29b, lo que conduce a una mayor susceptibilidad a la remoción de las piedras por la acción erosiva de las lluvias torrenciales.

Sector del Barranco (estaca 189 a 188)

En este sector ocurre lo mismo que en la parte terminal del sector bajo en la forma de la micro-red de drenaje. El espaciamiento entre cauces varía entre 1 y 3 metros y la pendiente media es de 150%, además de tener una escasa cobertura vegetal.

Aquí el principal agente que impide el rodamiento de las piedras son los controles estructurales del suelo, que crean resistencia a la erosión de determinadas fajas de la superficie, formando fajas longitudinales por donde el agua no escurre superficialmente.

También contribuye a sujetar el suelo la pedregosidad intrínseca de la roca madre, que aflora cuando el proceso erosivo a su alrededor es acelerado. Esta ayuda a formar los micro-cauces y desempeña un papel parecido al de las jaras al final del sector bajo.

La acción continuada a lo largo del tiempo de los agentes erosivos sobre la ladera, trajo como consecuencia una serie de reajustes del medio, con vistas a lograr un nuevo estado de equilibrio entre los agentes activos y pasivos implicados en estos procesos erosivos y el medio físico.

Algunos de estos reajustes generaron características peculiares en la vertiente, que fueron recogidos y parcialmente discutidos en la descripción de los cuatro sectores de la vertiente.

Estas características diferenciales son el producto de la acción interactiva de los procesos erosivos en el medio durante una larga escala temporal.

Se intentó valorar esta misma interacción, en el lapso de tiempo de un ano (1987/1988), para observar si el dinamismo de la vertiente también produce respuestas distintas en los sectores de la ladera.

Se plantearon las siguientes cuestiones: a) ¿ Los cuatros sectores de la ladera presentan dinamismo torrenciales iguales? y b) ¿ Las respuestas de cada sector al recibir lluvias de alta y de baja intensidad son iguales?

Para dilucidar estas preguntas se utilizo la información de los "dH" de cada estaca en los cuatro sectores de la ladera. Se consideró las estacas del mismo sector como repeticiones y los turnos II, III como periodo de lluvias de baja intensidad y IV, V como periodo de lluvias de alta intensidad.

Los tres primeros turnos presentaron 74,2%. del total de lluvia recogida en la cuenca, mientras que en los dos últimos turnos se propusieron apenas dos tormentas de gran intensidad que totalizan 25,8% del total de lluvia registrada durante el periodo de estudio.

Se aplicó el diseño estadístico de Experimento Factorial con 2 factores, a saber: sectores de la ladera, con cuatro niveles e Intensidad de lluvias, con dos niveles (alto y bajo). La variable analizada fue el "dH" de cada estaca por turno y los cuatro turnos fueron las repeticiones (ver Cuadro 34 Análisis de Varianza – sectores de la catena & intensidad de lluvia)

Cuadro 34: Análisis de Varianza - sectores de la ladera & intensidad de lluvia

Fuente de Variación


Cuadrado

Medio

F

Repetición 03 146,460 48,820 3,68

Sectores 03 1051,340 350,445 26,45**

Error 09 119,260 13,251

Intensidad 01 18,760 18,756 0,29 NS

119

Sector & Int. 03 440,400 146,799 2,27 NS

Error 12 775,470 64,622

Se concluyó que la diferencia del comportamiento del geodinamismo torrencial en los cuatros sectores de la vertiente es altamente significativa a un nivel de 0,01 de significación. No sólo en cuanto al predominio de los dos procesos medidos (erosión / sedimentación).

Normalmente dentro de una misma vertiente encontramos alternancia de los procesos de erosión y sedimentación en el tiempo. Así que, el material disgregado en un lugar dado, puede depositarse a pocos metros de este mismo lugar o incluso llegar al drenaje principal de la cuenca.

Los procesos erosivos que ocurren en los cuatro sectores de la vertiente no presentaron diferencias estadísticamente significativas entre si, cuando se analiza la ocurrencia de lluvias de alta y baja intensidad.

Este resultado se puede justificar por tres razones básicas entre otras posibles. La primera es debido a la escasa separación temporal entre las dos tormentas del periodo considerado como de precipitaciones de alta intensidad. Pudo haberse formado un estado de equilibrio momentáneo difícilmente modificable en tan poco tiempo en la zona (18 días).

La segunda justificación se debe a que los procesos que allí ocurren involucran básicamente el transporte de materiales de 'granulometría grosera, y con este tipo de material se tienen que tomar otros parámetros en consideración como son; su forma, su ubicación, etc.

La tercera justificación se refiere a la gran separación existente entre estacas (20

metros), que puede enmascarar los procesos erosivos en las zonas próximas a una estaca. Esto

trajo como consecuencia variación intra-tratamiento, restando potencia al diseño estadístico para

evaluar las diferencias inter-tratamientos.

Otra posible justificación para este resultado puede haber sido un posible errar experimental o de análisis de los datas, además de un planteamiento que no considera todas las variables que puedan tener alguna relación con el proceso erosivo en la ladera del matorral.

Los datos de "dH" de las estacas de un mismo sector presentaron diferencias a un nivel de significación de 0,055.

El sector intermedio fue el que mayores diferencias presentó entre sus lecturas de estaca, como había sido discutido en la sincronización de los procesos erosivos.

La relativa poca variación de las "dH” de cada estaca por turno en cada sector, refleja una cierta homogeneidad del comportamiento del geodinamismo torrencial en los sectores de la vertiente, ya que las estacas están situadas en posiciones con distintas cotas dentro de cada sector.

Dentro de la vertiente se producen alternancias de predominio de los procesos de erosión y sedimentación, que pueden modificarse de acuerdo con el estado erosivo antecedente y en función de las características de la propia vertiente.

En la misma vertiente, pero en la mitad de la cuenca, donde el sector alto está cultivado tradicionalmente con trigo, se observó que los procesos erosivos dependen tanto de las actividades de laboreo como de la propia lluvia, no siendo posible establecer cual de los dos factores es más importante.

La intensidad de los procesos erosivos dependen del estado del manejo del suelo cuando se presenta la lluvia. Estas son: Descanso (sin cultivar durante todo el ano, pero con dos preparaciones del terreno), Desempedrado, Preparación para el cultivo y finalmente del nivel del desarrollo del cultivo.

Los procesos erosivos predominantes en terrenos cultivados son los siguientes:

120

Disgregación de las partículas del suelo, Transporte del material disgregado por arrastre, suspensión y disolución y, finalmente, el relleno de grietas y sedimentación deste material.

Un día antes de producirse la tormenta del IV turno, el suelo había sido preparado con arado para facilitar la infiltración del agua. Esta tormenta causó una gran pérdida de suelo en la superficie que estaba en descanso. Se observó que la pedregosidad del terreno cambió del 20%, cuando el suelo estaba siendo preparado, al 50% después de la lluvia. Las grietas producidas por el arado desaparecieron, dando origen a una superficie casi sin rugosidad.

Los sectores intermedio y bajo quedaron tenidos de colar amarillo rojizo, causado por el transporte del material de la parte alta.

Todos los procesos erosivos actúan interrelacionados entre si durante la tormenta, es muy difícil aislarlos y estudiarlos de forma cuantitativa, ya que sufren ajustes constantes y no son aún suficientemente conocidas sus leyes.

En terrenos poco profundos, donde la fracción fina del suelo es escasa y donde predominan las gravas y piedras con distintos diámetros, más o menos sujetas por un sistema radical no muy abundante, el estudio de los procesos es una tarea mucho más difícil, principalmente por que los materiales involucrados en los fenómenos de erosión y sedimentación están constituidos por gravas y piedras.

Por otra parte, esta cobertura de material rocoso es una de las mejores protecciones que el suelo puede tener para no sufrir mayores consecuencias erosivas, producto de una cobertura vegetal precaria.

5.2.4.2 - Características edáficas

-Profundidad

Al igual que la vertiente del pinar, la mayor profundidad del suelo se presentó en el sector alto de la ladera y donde la pendiente es menor (ver Cuadro 35 Profundidad del suelo).

Cuadro 35: Profundidad del suelo vertiente del matorral .

Altitud m.s.n.m.

Prof. (cm)

990 980 970 960 950 945

30 30 20 20 20

0 - 10

En esta vertiente se observó un ligero paralelismo de la profundidad del suelo en relación con su superficie en las diversas altitudes. Se observó que el suelo es menos profundo que en la vertiente del pinar.

- Pedregosidad

Al igual que en la vertiente del pinar, hay una clara tendencia a aumentar la pedregosidad superficial del suelo con la disminución de la altitud (ver cuadro 36 Cubrimiento del suelo).

Cuadro 36: Cubrimiento del suelo - vertiente del matorral

Altitud

m.s.n.m

A

Pedregosidad

B

Suelo

C

(Pedr. Sujetas / pedr. Sup) . 100 %

121

Superficial % Expuesto %

990

980

970

960

950

945

60

80

90

95

95

40

40

20

10

5

5

60

66,6

25,0

16,6

15,7

15,7

12,5

Se observa un altísimo porcentaje de suelo cubierto con piedras, comparándolo con los datos de la vertiente del pinar. Esto probablemente se puede explicar por dos motivos básicos, uno de causa antrópica y otro de causa natural.

Observando en las fotografías aéreas del vuelo USAF-B (1956-1957) se constató que ya en esta ocasión este lugar presentaba una cobertura vegetal poco densa y un revestimiento superficial del suelo muy pedregoso.

Este hecho permite pensar que el suelo había sido cultivado hasta un periodo reciente y los suelos de la otra vertiente habían sido abandonados hace más tiempo. Contrastando la misma información en las fotografías aéreas del vuelo AEROPOST (1972), también se observa la misma diferencia. Esto permite concluir que la diferencia entre la vegetación y pedregosidad de las dos laderas no es debida totalmente a causas antrópicas, pues el matorral tuvo 15 anos para mejorar su aspecto fisonómico y no se produció ninguna modificación substancial.

Posiblemente un uso intenso del suelo en el pasado propició su actual agotamiento, disminuyendo su capacidad de soporte de la vegetación.

La mejor vegetación antecedente existente en la vertiente del pinar, se puede deber a la situación de la ladera, pues ésta recibe menor incidencia de las radiaciones solares (umbría), permaneciendo con mayor humedad durante todo el ano, lo que sin duda trae grandes beneficios en la formación del suelo.

El segundo motivo básico es que la vertiente del matorral recibe directamente sobre sí todo el impacto de las gotas de lluvia, debido a las tormentas en la zona. La dirección predominante de las tormentas de mayor significado erosivo en la zona es sudoeste.

La gran evapotranspiración de la zona, provoca un déficit hídrico de considerable significado biológico en el lugar, constituyéndose en el factor limitante en el proceso de colonización vegetal (ver cuadro 10).

La asociación de estos dos hechos trajo como consecuencia el arrastre de las partículas finas de1 suelo, además de disminuir su profundidad y aumentar la pedregosidad superficial, en comparación con la vertiente del pinar.

La cuantificación de las piedras sujetas en la vertiente (cuadro 36 parte C), refleja modificaciones profundas en relación a los resultados encontrados en la vertiente del pinar. Aquí se encontraron valores similares para la zona localizada próxima a las divisorias de agua y a la medida que disminuye la altitud el porcentaje de piedras sujetas disminuye significativamente.

En la vertiente del pinar, en la cota 950 m.s.n.m se encontró sujeta el 70% de la superficie de piedras allí existentes, mientras que, en la misma cota, en la vertiente del matorral este valor fue de apenas 15,7%.

Esta diferencia (54,5%) es justificable por todo lo anteriormente expuesto y por el hecho de que en esta vertiente existen muchas más piedras que en la del pinar, por haberse producido en el pasado un mayor arrastre de material fino y haber acumulado más material grueso.

- Musgos

122

Se encontró los siguientes porcentajes de la superficie cubierta con musgo en la vertiente (ver cuadro 37 Cobertura superficial con musgo).

Cuadro 37: Cobertura superficial con musgo

vertiente del matorral Altitud

m.s.n.m. Cobertura

(%) 990 980 970 960 950 945

30 20 10 10 10 05

Estos resultados difieren totalmente de los registrados en la vertiente del pinar. Aquí se tiene el porcentaje más alto en la divisoria de aguas de la vertiente, pero con una presencia menor del área ocupada. Allí se observa el valor de 50%. pero aquí es de 30%.

En la vertiente del matorral disminuye el porcentaje de musgo en los pisos altitudinales de menor cota.

- Litter

La vertiente está escasamente cubierta con residuos orgánicos debido al tipo de vegetación existente en la vertiente. Se observa en el cuadro 38, Cobertura con litter, la pequeña amplitud de variación, 5 hasta 25%. de porcentaje de superficie cubierta con mantillo orgánico.

123

Cuadro 38: Cobertura con litter vertiente del matorral

Altitud m.s.n.m.

litter (%)

990 980 970 960 950 945

25 10 10 10 10 05

La zona del barranco presenta escasa vegetaci6n y posee apenas 5%. de su superficie cubierta con litter, mientras que en este mismo sitio de la vertiente del pinar posee 40 por ciento.

- Índice de cabida cubierta

El matorral propicia una escasa cobertura del suelo y prácticamente mono estratificada (ver Cuadro 39 índice de cabida cubierta).

Cuadro 39: índice de cabida cubierta vertiente del matorral

Altitud m.s.n.m.

Icc (%)

990 980 970 960 950 945

60 30 20 20 30 10

5.2.4.3 - Hidrologia del suelo

En esta vertiente se observa también una gran capacidad de infiltración del agua en el suelo, que es atribuible a la textura predominantemente arenosa en los estratos superficia1es, así como a la presencia de estructura migajosa en los horizontes superficiales.

A este hecho hay que añadir la gran rugosidad de la superficie del suelo proporcionada por las piedras existentes en la ladera.

Se caracterizó el comportamiento hidrológico del perfil de los suelos en los sectores de la ladera del matorral, con el auxilio del modelo de propiedades físico-hidrológicas (Valcarcel, 1982).

En la figura 25 se observa el esquema del modelo y en el cuadro 40 los valores de las

variables y1, y2, y3 para la vertiente.

Cuadro 40: Modelo de propiedades físico-hidrológicas vertiente del matorral

Sector Y1

(cm)

Y2

(cm)

Y3

(cm)

Alto

Intermedio

Bajo

Barranco

05 – 15

05 – 10

05 – 10

00 - 05

00 – 15

00 – 15

00 – 15

00 - 05

15

10

10

0-5

124

La variable y1 está relacionada con el volumen de macro poros y representa la capacidad de infiltración inicial del suelo.

Tomándose en consideración que la profundidad del suelo es de 33 centímetros en la parte alta del matorral (ver anexos 02 ) y que hay un 20 por ciento de pedregosidad en el horizonte superficial, cuya profundidad es de 20 centímetros, y un 60% de pedregosidad en el horizonte de 20 hasta 33 centímetros. El volumen de poros es igual a la máxima humedad registrada en la zona (humedad volumétrica de 35,22 %). Considerando la distribución volumétrica de la porosidad de suelos franco arenoso en partes iguales: macro poros (diámetro > 60 micrómetros), meso poros (2< diámetro < 60 micras) y micro poros (diámetro < 2 micrómetros) y de partes distintas para suelos franco arcilloso: 10% macro poros, 40% meso poros y 50% micro poros (Briggs, 1977). Se obtiene que el volumen total de macro poros y meso poros del perfil del sector alto de la vertiente del matorral es de 20,53 -25,76 litros / metro cuadrado de superficie respectivamente.

Una lluvia de intensidad igualo inferior a la tosa de infiltración del suelo con magnitud superior a 20,53 milímetros, puede saturar los macro poros y promover escorrentía en la vertiente. Esto asumiendo que el suelo estaba con humedad antecente nula o casi nula.

Suponiendo que el agua infiltre y percollé fácilmente por los mesa y macro poros este volumen pasa a 46,4 litros por metro cuadrado. Esto supone una capacidad de recepción de 46,4 milímetros de lluvia.

Este mismo razonamiento aplicado a otros sectores de la vertiente, tomándose en consideración la disminución de la profundidad al inicio de la zona moderadamente compactada, trae como consecuencia un incremento gradual de gran magnitud en los flujos superficiales e hipodérmicos a lo largo de la vertiente, sección a sección.

Dada la escasa profundidad de los suelos, su capacidad de almacenamiento de agua se restringe mucho e impide la infiltración del agua después de haber ocurrido algún tiempo de lluvia.

El excedente de agua no infiltrada escurre por los micro drenajes hacia abajo, sumándose al no infiltrado en sectores de menor cota, produciéndose un elevado escurrimiento superficial en la vertiente.

Este escurrimiento es máximo en los segmentos más bajos de la vertiente, pues en ellos se acumulan todos los excedentes de las regiones superiores, además de los generados en estos mismos sectores. Esto modifica el micro-drenaje superficial del terreno, reagregando las piedras de menor tamaño del suelo en la forma como fue expuesta en el "sector bajo".

Dada la pequeña infiltración, en términos absolutos, del agua precipitada en fenómenos tormentosos y el pequeño flujo subsuperficial de la vertiente debido la escasa profundidad del suelo, no se verifican indicios de deslizamientos en masa, ni la aparición de un sector en el final de la ladera marcadamente húmedo, como ocurrió en la vertiente del pinar.

Los procesos hidrológicos que predominan en los sectores de la ladera son: Sector Alto infiltración, percolación, evaporación y pequeño escurrimiento superficial. Sector Intermedio escurrimiento superficial y subsuperficial, evaporación e infiltración. Sector Bajo - escurrimiento superficial y subsuperficial. Sector del Barranco -escurrimiento superficial.

El sector alto presenta las mejores propiedades físico - hidrológicas del suelo y consecuentemente reúne las condiciones propicia para una mayor infiltración de todos los sectores de la vertiente.

A partir del sector alto se produce un escurrimiento superficial del agua sobre el suelo, que es parcialmente encauzada a través de la red de micro-drenajes de la vertiente.

En ninguno de los 4 sectores se observaron indicios de mosqueamiento del suelo, lo que demuestra el casi inexistente acumulo de agua en la catena.

125

Otros hechos que apoyan todo lo anteriormente expuesto son los siguientes: distribución de los micro-drenajes superficiales de la vertiente, comportamiento del musgo, nivel de vitalidad de la vegetación en los sectores y la rápida respuesta hidrológica de la cuenca cuando se produce una tormenta.

El comportamiento de la escorrentía en relación con los tipos de lluvias de la región se encuentra representados de forma gráfica en el apartado de las cárcavas.

5.2.4.4 - Movimiento en masa

El suelo se encuentra prácticamente seco durante todo el ano y, cuando ocurren grandes tormentas, almacena apenas una pequeña parte del agua, que luego es pérdida por evapotranspiración.

No hay indicios de movimiento de masas en la vertiente. Se midió la distancia entre la estaca 190 y el extremo inferior del sector bajo, y no se registró ninguna modificación de las lecturas.

5.2.4.5 - Evolución de las cárcavas

En la vertiente del matorral se observan cuatro cárcavas de tamaño grande y varios regueros de pequeña superficie. Las cárcavas surgieron a partir del laboreo agrícola del sector alto.

La menor cárcava entre las grandes existentes en esta vertiente, se sitúa justo donde hoy en día se siembra el trigo. Se encuentra en fase de erosión acelerada y presentó sensibles modificaciones durante el periodo de estudio.

En diversos tramos del sector alto el cultivo del trigo fue abandonado antes de 1957 (fotografía aérea, vuelo USAF-B). Esta provocó una estabilización natural del avance de las cárcavas y permitió la colonización vegetal del suelo, provocando un inminente descenso en las tasas de pérdida de suelos.

Todas las cárcavas grandes en la cuenca presentan la característica común de tener o haber tenido en el sector alto un cultivo de secando. Esto se observa claramente hoy en día en campo, por vestigios del laboreo, y en las fotografías aéreas. Otra característica común de las cárcavas es que invaden el sector alto hasta llegar muy próximas a la divisoria de aguas de la cuenca, en el caso de que no se abandone el cultivo en el sector alto. Cuando esta ocurre las cárcavas tienden a estabilizarse lentamente por falta de aparte externo de escorrentía.

5.2.4.6 - Estimación de la pérdida de suelos

La pérdida de suelo media calculada por el procedimiento del USLE en la vertiente del matorral es de 20,5 t/año por cada hectárea de vertiente (ver cuadro 41 Cálculo de la pérdida de suelos).

Este dato no recoge el efecto de protección del suelo contra el impacto de la gota de lluvia ofrecido por la gran pedregosidad existente en la vertiente. Si lo suponemos similar al efecto producido por una vegetación compuesta por arbustos de altura inferior a 0,5 metros, con 100% de cobertura y manto orgánico superior a 5,08 centímetros de espesura, las pérdidas medias de suelos en la vertiente del matorral serian de 1,3 t/ano por cada hectárea de vertiente.

El efecto que la pedregosidad en la superficie del suelo juega en el control de la erosión es poco conocido y varia en función del tamaño de los elementos, forma, y posición entre otras características.

La reducción puede ser mayor o menor a la cifra calculada. Todavía no existen metodologías para cuantificar su influencia en los procesos erosivos.

126

El comportamiento de la erosión en suelos con elevada pedregosidad se ve reducido porque las piedras absorven la energía cinética de las gotas de lluvia y frenan, además de derivar, el agua de escorrentía, formando una micro dinámica fluvial muy eficaz.

Como el porcentaje de suelo expuesto en la ladera es muy bajo, principalmente en los sectores intermedio y bajo, zona donde la erosión alcanza su máxima cifra, se observa un movimiento de piedras de diámetro pequeño y media, pudiendo ocasionalmente ocurrir el rodamiento de piedras de mayor diámetro.

Esta información invalida el cálculo de las pérdidas de suelos durante el periodo de estudio basado en las variaciones de las alturas de las estacas "dH". Dado que, en este caso, las variaciones del "dH" se deben a movimiento de piedras y no de Suelo.

128

Cuadro 41: Cálculo de la pérdida de suelos – matorral Tramo Estaca

# R (1) LS (2) K (3) C (4) P (5) A (6) A (7) Superf.

(B) A (9) A (10)

L

(m)

S

(%)

LS

Has

I 195 – 196 - 20 20 2,74 0,20 - - 2,87 - 3,83 0,25 – 0,33 0,154 0,44 – 0,59 0,04 – 0,05

II 194 – 195 - 20 20 2,74 0,22 - - 3,16 - 4,22 0,27 – 0,36 0,154 0,48 – 0,65 0,04 – 0,05

III 193 – 194 - 20 30 4,64 0,22 - - 5,36 - 7,14 0,46 – 0,61 0,154 0,82 – 1,10 0,07 – 0,15

IV 192 – 193 - 20 50 9,02 0,24 - - 11,36 - 15,15 0,97 – 1,29 0,154 1,75 – 2,33 0,15 – 0,19

V 191 – 192 - 20 70 13,96 0,24 - - 17,59 - 23,45 1,51 – 2,01 0,154 2,71 – 3,61 0,23 – 0,31

VI 190 – 191 - 20 75 15,27 0,24 - - 19,24 - 25,65 1,65 – 2,19 0,154 2,96 – 3,95 0,25 – 0,33

VII 190 - cauce - 10 150 30,55 0,34 - - 54,53 - 72,71 4,67 – 6,23 0,077 8,39 – 11,20 *0,34 – 0,48

Nota:

(1) ICONA – Intecsa (1987) , tomado de ICONA (1987) R1 = 150; R2 = 200 (Julius.cm/m2.hora)

(2) Según Foster y Wischmeier (1974)

(3) Muestras de campo

(4) C1 = 0,035 para cobertura del matorral.

C2 = 0,003 considerando efecto protector de la pedregosidad igual a matorral bajo con 100% de I.C.C.

(5) P = 1,0

(6) Perdida de suelo considerando R1 – R2, C1 en Ton/H.año

(7) Perdida de suelo considerando R1 – R2, C2 en Ton/H.año

(8) Sección de la vertiente (1 Ha), 7,9 x 130m

(9) Idem (6) en 1 Ha de vertiente.

(10) Idem (7) en 1 Ha de vertiente.

129

* considerando pedregosidad igual que la vertiente.

130

El único sector que presenta considerable erosión de material edáfico es el del barranco y allí se observó una pérdida de una lámina de 4,8 centímetros durante el periodo de estudio.

Toda la vertiente noroeste presenta los síntomas de haber sufrido gran erosión en el pasado. Su vegetación es dispersa, los suelos muy pedregosos con micro-drenajes, poco profundos y escasos en materia orgánica, musgo y litter. Se observan estas características en la cuenca y fuera de ella. Así como en los días actuales y en las fotografías aéreas (1972, 1957).


Se describen los procesos erosivos que actúan en la vertiente y sus principales agentes activos y pasivos. Se utilizó el estado del paisaje actual para analizar los factores que actúan en la dinámica de los procesos erosivos.

Se empleó la variación de los "dH" en el tiempo para inferir el comportamiento erosivo actual.

Se hace un análisis conjunto del fenómeno erosivo en las dos vertientes, obteniéndose las siguientes conclusiones: en la vertiente del pinar no se produce escurrimiento superficial y apenas erosión. En la vertiente del matorral ocurre escurrimiento superficial, pero la erosión verificada es incipiente y predomina el rodamiento de piedras (diámetro < 4 centímetros).

Estos resultados fueron deducidos de un análisis integral del fenómeno erosivo en las dos vertientes. Fue corroborado a través de una observación experimental que consistió en ubicar dos botellas de dos litros en los tramas intermedios de las dos vertientes durante el periodo de estudio.

Uno de los posibles motivos que interfiere en la diferenciación del comportamiento erosivo de las dos vertientes, reside en la variable Angulo de incidencia de las lluvias torrenciales. La vertiente del pinar no recibe frontalmente estas lluvias, mientras que la del matorral si las recibe.

La orientación de umbría de la vertiente del pinar y solana de la vertiente del matorral es otro factor determinante en la diferenciación del comportamiento hidrológico de las dos vertientes.

La comparación entre los resultados cuantificadores de la magnitud de la erosión en esta vertiente, a través del modelo USLE y de las mediciones in situ, no pudo analizarse debido a que las pérdidas de suelos estan constituidas principalmente por material edáfico de textura gruesa.

5.3 - Cárcava del Retel

5.3.1 - Descripción

Posee forma de punta de flecha, esta localizada a 415 metros del punto de cierre y se encuentra en la vertiente SW de la micro cuenca. Tiene 72 metros de longitud y ocupa un 40 por ciento de la longitud de la vertiente. La diferencia de cotas es de 21 metros y tiene pendiente media de aproximadamente el 30 por ciento (ver figura 31 Perfil esquemático de la cárcava del rete 1) .

La sección transversal típica a lo largo de la cárcava es en forma de "V". Su superficie es de 737,62 metros cuadrados, y su área de captación externa totaliza 3.600 metros cuadrados. El conjunto de la cárcava con el área de influencia suma aproximadamente 4.337 metros cuadrados. Aguas abajo del retel hay 14 metros cuadrados de superficie. El retel recoge todos los efectos y respuestas producidas en los 4.323 metros cuadrados de la cárcava y zona de influencia.

Los vestigios de caballones en la parte superior de la vertiente (cota 990 m.s.n.m),

131

constituyen testimonios de labores agrícolas en el pasado. Actualmente la zona se encuentra totalmente cubierta con un denso matorral.

El laboreo agrícola fue anterior al ano 1972 pues no se observó en las fotografías aéreas (vuelo AEROPOST-ICONA) vestigios de actividad agrícola contemporánea.

Las cárcavas existentes en esta vertiente poseen una forma superficial en la que se observa un gran desarrollo en los sectores medias y altos. Estas zonas coinciden con el antiguo trazado del caballón, lo que induce a pensar que la gran mayoría de las cárcavas surgieron debido a la intensa actividad agrícola existente en el pasado. La fecha en que se iniciaron las cárcavas no pudo ser determinada con precisión, pero observando el desarroll0 de la vegetación en el ano 1956/1957 se puede concluir que la cárcava tiene más de 50 anos.

A través de una pequeña encuesta realizada entre las personas mayores que viven en el pueblo, se 11egó a la conclusión de que sus padres ya habían convivido con estas cárcavas y que por lo tanto, tienen más de 150 anos.

En los 737,62 metros cuadrados de cárcava existen 50 metros cuadrados cubiertos con jaras muy dispersas entre sí, ocupando regiones en el lecho y bordes de la cárcava.

132

Figura 31: Perfil esquemático de la Cárcava Del Retel.

133

5.3.2 - Datos observados

Se observó el aterramiento de las estacas localizadas aguas arriba del retel en las mismas 6 ocasiones que se refieren para la vertiente del Pinar, Matorral, etc.

Fueron instalados los muestreadores de caudales sólidos en el lecho de la cárcava y un muestreador de parcelas en la parte superior, inmediatamente encima del extremo de la cárcava. Su superficie de influencia en la cabeza de la cárcava es de 300 metros cuadrados.

Se midió la superficie y profundidad de la cárcava, además de la dirección predominante de las tormentas, datas de las propiedades físico - hidrológicas de los suelos y de los sedimentos transportados.

5.3.3 - Resultados

Las alturas de las estacas fueron contrastadas entre sí, restando las lecturas más recientes de las inmediatamente más antiguas, obteniéndose las diferencias en milímetros. Este dato se empleó para el estudio del comportamiento de los arrastres producidos en la cárcava durante el periodo de estudio (ver cuadro 42 Resultados; cárcava del retel).

Los demás resultados son expuestos en el apartado siguiente.


5.3.4.1 -Balance hídrico

El volumen de agua medido en el pluviómetro de la cuenca durante el periodo de estudio fue dividido en 38 periodos menores, constituidos por observaciones in situ de la pluviometria. El ingreso del agua en la cuenca y la ocurrencia de escorrentía es representado en la figura 32 Precipitación & escorrentía cárcava del retel). Los 11 primeros periodos son datas calculados a través de la ecuación(O1).

Para efectos de cómputo del balance hídrica de la cárcava, se dividió su superficie de influencia en 3 áreas menores. La primera área es de 737,62 metros cuadrados y comprende la propia cárcava. La segunda es de 300 metros cuadrados y constituye la superficie de captación bien definida sobre la cabeza de la cárcava y la tercera es toda la superficie aguas arriba de la cárcava, además de su propia superficie.

134

Cuadro 42: Resultados; Cárcava del Retel (mm)

Turno I Turno II Turno III Turno IV Turno V

ESTACA

# H1 HO dH H2 H1 dh H3 H2 dH H4 H3 dh H5 H4 dH

40 500,0 500,0 0,0 500,0 500,0 0,0 500,0 500,0 0,0 500,0 500,0 0,0 374,0 500,0 -126,0

39 642,0 642,0 0,0 642,0 642,0 0,0 642,0 642,0 0,0 642,0 642,0 0,0 362,0 642,0 128,0

39.1 665,0 665,0 0,0 665,0 665,0 0,0 665,0 665,0 0,0 660,0 665,0 -5,0 660,0 660,0 0,0

39.2 644,0 644,0 0,0 644,0 644,0 0,0 644,0 644,0 0,0 662,0 644,0 +18,0 483,0 662,0 -179,0

39.3 580,0 580,0 0,0 580,0 580,0 0,0 580,0 580,0 0,0 604,0 580,0 +24,0 453,0 604,0 -151,0

39.4 668,0 668,0 0,0 668,0 668,0 0,0 668,0 668,0 0,0 635,0 668,0 -33,0 637,0 635,0 +2,0

38 586,0 586,0 0,0 586,0 586,0 0,0 586,0 586,0 0,0 584,0 586,0 -2,0 455,0 584,0 -129,0

38.1 650,0 650,0 0,0 650,0 650,0 0,0 650,0 650,0 0,0 640,0 650,0 -10,0 550,0 640,0 -90,0

38.2 685,0 685,0 0,0 685,0 685,0 0,0 685,0 685,0 0,0 700,0 685,0 +15,0 558,0 700,0 -142,0

37 638,0 638,0 0,0 638,0 638,0 0,0 638,0 638,0 0,0 645,0 638,0 +7,0 430,0 645,0 -251,0

36 596,0 596,0 0,0 596,0 596,0 0,0 596,0 596,0 0,0 599,0 596,0 +3,0 422,0 599,0 -177,0

35 647,0 647,0 0,0 647,0 647,0 0,0 647,0 647,0 0,0 647,0 647,0 0,0 495,0 647,0 152,0

Nota: dH (+) – erosión

dH (-) - sedimentación

136

Figura 32: Precipitación & Escorrentía Cárcava del Retel.

137

Se utilizó las 2 primeras superficies, pues son zonas donde es más fácil medir al balance hídrico disponiendo de una estrategia sencilla.

5.3.4.1.1 - Aportación del área externa

Durante el período de estudio se registró en apenas una oportunidad escorrentía superficial en la parcela de 300 metros cuadrados. Fue el día 27/06/88, cuando tubo lugar una tormenta de 34,2 milímetros en veinte minutos.

Utilizando la metodología del Número Hidrológico, se estimó la escorrentía superficial de este día en 2,75 metros cúbicos.

Los criterios utilizados fueron:

a) Condición de humedad III - Llovió 74,6 milímetros en los 18 días antecedentes a la tormenta, y la vertiente se encuentra en umbría.

b) La precipitación directa sobre la superficie fue ajustada en función a la pendiente del terreno (30 por ciento) y al ángulo que con la vertical forma la dirección media de calda de las gotas de lluvia ( 30 grados a sotaviento).

Se utilizó la ecuación (04) de (Cirugeda Guardiola,1987).

Ps = Ph. Cos B - Ph. Sen B. Tg A ………………………………………………….(04)

donde:

Ps - precipitación sobre el suelo (mm)

Ph - precipitación sobre la horizontal (mm)

A - ángulo de la dirección media de caída de las gotas con la vertical

B - ángulo de inclinación del suelo o ladera

c) El grupo hidrológico del suelo es “B” el uso pastos naturales (ganadero-forestal).

El coeficiente de escorrentía efectivo de la parcela fue de 33,8 por ciento en esta tormenta. Este dato, contrastado con datas de otras parcelas con usos similares en África y Francia, evidencia un buen estado hidrológico del suelo, además de la eficaz protección de la vegetación.

Así, por ejemplo, en Madagascar se encontró, a lo largo de 4 años de observaciones, que pequeñas cuencas de sabana presentaron coeficiente de escorrentía media del 50 por ciento para lluvias con intensidad inferior a 60 milímetros en 15 minutos de duración (Goujon y Roche et all, 1968).

Estudiando el comportamiento de la escorrentía en pequeñas parcelas (micro cuencas con divisorias naturales), situadas en la vertiente SW, cubiertas con matorral denso en buen estado de mantenimiento y con repoblaciones de Pinar, se encontró un comportamiento media típico de las tormentas generadoras de escorrentía superficial (ver figura 33).

Estos resultados son preliminares y poseen limitaciones: fueron recogidos en período inferior a un año, la información de Ia duración de Ia precipitación es poco precisa y se considera, parcialmente el efecto de la humedad antecedente en el proceso de escorrentía.

A pesar de todas sus limitaciones, son de gran valor para ofrecer una tendencia general del comportamiento hídrico de la vertiente, y un orden de magnitud de las lluvias que pueden generar escorrentía en estos ecosistemas.

138

5.3.4.1.2 - Escorrentía en la cárcava

Durante el periodo de estudio se registró escorrentía en los 737,62 metros cuadrados de superficie de Ia cárcava en 6 oportunidades distintas. En tres de los casos el volumen escurrido fue de pequeña magnitud y corta duración (inferior a un minuto), en el calado correspondiente aI deI muestreado deI nivel 3, apenas llenándolos.

Para cada tormenta se consideró sus peculiaridades y condiciones, se determinó el volumen deI escurrido con auxilio de Ia metodología deI número hidrológico.

El material edáfico que reviste el fondo de Ia cárcava fue encuadrado en el grupo "D" de dicha clasificación, con uso de barbecho.

La precipitación directa sobre el suelo fue considerada como Ia misma deI pluviómetro, modificada según Ia dirección de Ia tormenta. Cuando además de Ia dirección predominante se observó otras direcciones, se consideró Ia precipitación en Ia cuenca como base, pues los ángulos de exposición de Ias paredes de Ia cárcava facilitan que en determinadas lluvias recogieran cantidades de agua distinta, así lo que no se recoge en una pared puede ser compensado por lo recolectado en Ia otra.

La condición de humedad fue determinada basándose en el comportamiento de Ias lluvias antecedentes, observándose el cuadro de precipitaciones.

Durante el período 1/9/87 - 8/10/88 se observaron Ias escorrentías con distintos niveles de perfeccionamiento. En una fase preliminar, que corresponde aI período 1/9/87 - 29/1/88 se utilizó una raya dibujada en el lecho de Ia cárcava como forma de saber si hubo escorrentía.

139

Figura 33: Precipitaciones que generan escorrentía en Parcelas de la vertinte SW.

140

A partir del 30/01/88 se utilizaron los muestreadores y las tiras blancas, fijadas en el dorso de una estaca situada en el talweg de la cárcava, además de la raya.

En seis oportunidades se produjo escorrentía. Basándose en las informaciones de campo y en su interpretación se detallaron las propiedades hidrológicas de las crecidas en la cárcava del retel (ver cuadro 43 Tormentas & escorrentía en la cárcava del retel).

La determinación del hidrograma para cada uno de estos eventos se vio facilitada por el gran volumen de información disponible, pero a costa de una cierta pérdida de precisión de la información generada, por suposiciones y simplificaciones.

Actualmente no se dispone de instrumentos hidráulicos precisos para determinar la velocidad en condiciones de movimiento turbulento en el lecho de cárcavas.

Las ecuaciones más utilizadas para determinar la velocidad media en corrección de torrentes son las de Darcy y la de Manning, con parámetros ajustados para tal fin (Hattinger, 1981)".

Tomándose en consideración el calado máximo, la sección máxima instantánea registrada en el momento del caudal punta, además de los tiempos de llenado de cada muestreador, se puede inferir cualitativamente la forma del hidrograma para esta cárcava.

De una forma general todos los hidrogramas tienen pequeña duración y su comportamiento está supeditado directamente al de las lluvias.

En tormentas de pequeña magnitud, que no logran formar una lámina considerable de agua de escorrentía en la sección de control, se puede asumir que toda su captación proviene casi exclusivamente del fondo del propio lecho. De esta forma, esta escorrentía proviene de las inmediaciones del muestrador y consecuentemente recorrió pequeñas distancias.

Por otra parte, cuando la lluvia es de mayor magnitud y la escorrentía acusa un calado máximo considerable, la procedencia del agua es de toda la cárcava.

Algunas veces, en precipitaciones de baja intensidad alternando lapsos de tiempo con altísima intensidad, se observa en este momento una súbita crecida del nivel del agua en el lecho, alcanzando los calados de los muestreadores del nivel 2 y 1. Su ascenso y descenso ocurren de forma abrupta, y algunas veces, su escasa duración no permite el llenado de los muestreadores. El registro de calado máximo permite evaluar con precisión la superficie máxima utilizada para evacuar el caudal punta.

141

Cuadro 43: Tormentas & escorrentías em la cárcava del Retel.

Fecha Precip.

(mm)

Direc. Muestreadores Calado Max. Seccion Instant. Max. Inst.

Escorr. Coef.

Escor.

Volumen Caudal

Punta*

Nivel Vol.

(ml)

Tiempo

(seg)

(cm)

(dm. dm)

(mm)

(%)

litros

(1/s)

01 02/05/88 7,3 NW 3 500 >140 1,5 0,35 1,107 15,2 816,5 4,64

02 13/05/88 9,3 SW 3 250 64 1,6 0,36 1,840 21,4 1.557,2 4,86

03 18/05/88 5,6 NW 3 220 56 1,0 0,20 0,522 9,3 385,0 2,22

04 09/06/88 45,4 SW 3

2

500

24

>140

1,9

10,0 2,80 10,324 22,74 7.615,1 394,50

05 23/06/88 10,4 SW 3 315 48 2,0 0,90 2,840 27,3 2.095,0 19,23

06 27/06/88 34,2 SW 3

2

1a

1b

500

1000

120

150

>140

>40

18

22

30,0 26,00 22,226 64,98 16.399,4 1.015,40

* según ecuación de manning

142

A pesar de todas las reservas mencionadas con respecto a la estimación del hidrograma, se procedió a su cálculo utilizando el método de las Isócronas. Se utilizó el concepto de lluvia efectiva (precipitación menos infiltración) distribuida uniformemente sobre la superficie de la cárcava con intensidad constante y capacidad de almacenamiento nula.

Se adoptaron distancias de aproximadamente 10 metros entre líneas de isócronas para reducir al mínimo la Cuña de almacenamiento (ver figura 34 Mapa y sección longitudinal de la cárcava del retel).

Los cambios de pendiente del lecho fueron observados con vistas a estimar las modificaciones del tiempo de traslado de las superficies entre isócronas.

El hidrograma así calculado tiene en cuenta solamente los traslados del agua escurrida desde las superficies entre líneas isócronas hasta la salida de la cárcava.

Otros supuestos empleados para generar el hidrograma son:

a) Aguacero de intensidad uniforme,

b) Lluvia neta igual a la calculada por el método del Número de Curva,

c) Velocidad de propagación de la onda de crecida (constante

e independiente de la intensidad de lluvia),

d) Parámetros hidrológicos constantes

Se compararon los caudales puntas calculados por el procedimiento de las isócronas, con los calculados por Manning y Chézy.

Estos resultados, aún careciendo de gran precisión, ofrecen un comportamiento medio de una crecida en la cárcava estudiada y permiten proceder a algunas estimaciones de la magnitud de los procesos erosivos.

La cárcava del retel de 0,0737 ha, situada en la vertiente con orientación SW, de umbría, con apenas el 8,2 por ciento de cobertura vegetal escasa, zona de pie de ladera con pendiente media de 16,7 grados, sección transversal en forma de "V", posee un comportamiento medio de la escorrentía, relacionado con las distintas formas de pluviometria, tal como se presenta en la figura 35 Precipitaciones que generan escorrentía en la cárcava del retel.

144

Figura 35: Precipitaciones que generan escorrentía em la cárcav de retel.

145

Estos datos se deben tomar con reservas y los propósitos ya citados para los de las figuras similares generadas en la parcela externa a la cárcava.

Los datos observados fueron contrastados con los de la cárcava del Roubine, cuya superficie es de 0,124 ha, altitud de 1.000 m.s.n.m, precipitación media anual de 900 milímetros, situada en el sur de los Alpes Franceses en la Estación Experimental de Draix del CEMAGREF en zona también considerada como “bad lands” (CEMAGREF, 1987) .

La cárcava del retel presentó menor susceptibilidad a la generación de escorrentía que la cárcava del Roubine por dos razones principales: tiene menor pendiente media y está ubicada en una formación geológica con mayor susceptibilidad a la erosión.

Es interesante resaltar que la cárcava citada posee una infraestructura moderna y automática de monitoreo a tiempo real, ofreciendo datos de medición de su balance hídrico y de sedimentos.

La conclusión acerca del balance hídrico de la cárcava del retel se encuentra en consonancia con los datos de la mencionada cárcava francesa, guardando por supuesto las debidas proporciones del proceso erosivo. Este tipo de contraste es fundamental para reforzar las conclusiones generales del presente estudio.

5.3.4.2 - Erosión

5.3.4.2.1 - Introducción

La cárcava presentó una pérdida total de material sólido desde su origen hasta el final del periodo de estudio del orden de 1.032,00 metros cúbicos. Este material es equivalente a 1.548,00 toneladas, tomando una densidad de 1,5 gramos por centímetro cúbico (valor empleado para efectos de calculo).

Esta cifra fue obtenida a través de la cubicación volumétrica de la cárcava durante el periodo de estudio. Ahora bien, este dato sin la información de la fecha de su origen y del desarrollo de la cárcava, apenas sirve para ofrecer un orden de magnitud del proceso erosivo en el tiempo.

Las fotografías aéreas del ano 1956/1957, 1972 y las observaciones de campo, no permitieron evidenciar durante este lapso de tiempo modificaciones significativas en las características morfológicas de la cárcava que pudiesen servir de ayuda para estimar su velocidad de desarrollo.

La determinación de la edad de las cárcavas por media de ecuaciones predictivas como las de Thompson (1964) y U.S. Soil Conservation Service (1966) no fue posible, pues los factores que actúan no son totalmente conocidos ni fácilmente calculables. La gran complejidad de los procesos erosivos observados en cárcavas, hace que toda ecuación generada para estimar erosión o tasa de desarrollo sea válida sólo para un lugar con las mismas características que el de origen.

Esta cárcava ya existía hace más de 150 anos según encuesta realizada entre los dueños de las tierras próximas a las cárcavas y las personas mayores del pueblo.

Cualquier proceso erosivo acelerado suele ocurrir de forma muy rápida en el tiempo, producto de una tormenta catastrófica o como consecuencia del impacto causado por una actividad agrícola intensa, asociada a fuertes tormentas. De esta forma se puede deducir que en el surgimiento de estas cárcavas, las tasas de pérdidas de suelos fueron espectaculares y que fueron disminuyendo con el tiempo, hasta que el proceso erosivo logró su estabilidad.

Actualmente las pérdidas de materiales edáficos son consideradas pequeñas

146

comparativamente con las del pasado. Para un estudio pormenorizado del geo-dinamismo torrencial, se deben responder obligatoriamente a dos interrogantes principales:¿ Cuál es el actual orden de magnitud de las pérdidas provocadas por los procesos erosivos?, y ¿ Qué procesos actúan y son determinantes en el geo-dinamismo torrencial? Esta información es fundamental para comprender el funcionamiento del sistema geomorfológico cárcava y para llevar a cabo con mayor posibilidad de éxito las tareas de su gestión y controlo

5.3.4.2.2 - Cuantificación

Se registró el volumen y la granulometría del material transportado por acarreo en el lecho de la cárcava, y se estimó las pérdidas de sedimentos transportados por suspensión basándose en los datos medidos en los muestreadores. El material perdido por disolución no fué considerado.

Durante el periodo de 12/11/87 - 8/6/88, cuando se presentaron 61 días con lluvia, totalizando 442,40 milímetros de precipitación, no se verificaron modificaciones en la forma del lecho aguas arriba del retel.

En el día 9/6/88 llovieron 45,40 milímetros durante 30 minutos, y hasta la fecha este fue el día que más escorrentía presentó en la cárcava.

Los cambias observados en el lecho como consecuencia de esta tormenta fueron mínimos, permaneciendo con lãs mismas lecturas lãs estacas 40, 39 y 35.

En los márgenes de la sección transversal de la estaca 39 se observó una erosión media de 21 milímetros en el fondo (estaca 39.2 y 39.3; 18,00 y 24,00 milímetros), y sedimentación media de 19,00 milímetros en los márgenes (estacas 39.1 y 39.4; 5,00 y 33,00 milímetros).

En la sección de la estaca 38, la avenida provocó una ligera modificación en el trazado original del cauce, desplazándose 30 centímetros de su lugar anterior, modificando las lecturas de las estacas 38.2 (erosión de 15,00 milímetros), 38 (sedimentación de 2,00 milímetros) y 38.1 (sedimentación de 10,00 milímetros).

En el perfil longitudinal del cauce se observó una ligera erosión en las estacas 36 y 37, y sedimentación en la estaca 38 (ver figura 36a: Material depositado en el cauce de la cárcava del retel). El volumen de sedimentos movidos aguas arriba del retel fue muy pequeño y difícil de precisar, pues parte de lo que fue arrastrado de las proximidades de las estacas 38.2, 37 y 36 se depositó en la zona de las estacas 38, 38.1.

La tormenta del día 27/06/88 presentó considerables modificaciones en el lecho del cauce (ver figura 36b), además de provocar la retención en el retel de 1,13 metros cúbicos de material, que seria transportado al cauce de la cuenca si no estuviera el retel situado allí.

Solamente el volumen retenido debido al retel, constituido básicamente por materiales de granulometría igual o superior a 0,34 milímetros, transportado por acarreo, representa una pérdida de suelo equivalente a la abrasión vertical media de una lámina de material edáfico de 1,54 milímetros, o 15,4 metros cúbicos por hectárea de cauce.

La granulometría del material retenido, durante el periodo de estudio, aguas arriba del retel, está constituida en un 89,1 por ciento por sedimentos con diámetro superior a 2 milímetros. La fracción fina corresponde al 10,9 por ciento, distribuida en arcilla (2,00 por ciento), limo (3,8 por ciento) y arena (4,1 por ciento).

Al inicio del período del estudio, la muestra presentó una pequeña diferencia con respecto a su constitución granulométrica final. Se observó mayor contenido de materiales gruesos (92 por ciento) y los finos estaban distribuidos en arcillas (2,00 por ciento), limos (2,00 por ciento) y arenas (4,00 por ciento).

El transporte de los materiales de granulometría fina y moderada se realiza por

147

suspensión y prácticamente todo los sedimentos producidos en la cárcava son emitidos directamente, la cuenca.

148

Figura 36: Material depositado en el cauce de la cárcava del retel.

149

Se midió la concentración de sólidos totales transportados en suspensión en la cárcava durante un periodo de 263 días. Se presentaron 42 días con lluvias, y en apenas 6 se registró escorrentía.

Las concentraciones de sólidos totales observadas en cada tormenta durante este período de estudio son presentadas en la figura 37 Precipitación & sólidos totales cárcava del retel.

Las dos lluvias que presentaron mayor significado en cuanto al transporte de sedimentos en suspensión fueron las del 9/6/88 y 27/6/88. Esto se justifica debido a que estas dos tormentas fueron responsables de grandes escorrentías en la cárcava, encontrándose los suelos de las paredes con gran volumen de sólidos finos disgregados, disponibles para ser transportados (ver figura 38 Granulometría de la pared y deposito del retel).

Los sedimentos de las capas superficiales de la pared de la cárcava están constituidos básicamente por un 8,0 por ciento de limo, 20,0 por ciento de arcilla y 72,0 por ciento de arena fina, estando totalmente disponibles para el arrastre. La presencia de fuertes escorrentías provocaron un lavado en la pared de la cárcava, generando una gran pérdida de material edáfico.

Para calcular el volumen total de sólidos transportados en suspensión, individualmente por crecida, se utilizó las informaciones del hidrograma, del tiempo de llenado de cada muestreador y de la concentración media de sólidos totales (cuadro 44 Pérdida de sólidos en suspensión).

Los resultados presentaron grandes variaciones en cuanto al total de sedimentos perdidos por crecidas. Su explicación se basa en el comportamiento de las tormentas: lluvias de pequeñas magnitud y alta intensidad, generan escorrentías básicamente por la zona de influencia del propio lecho, recorriendo pequeñas distancias y con un bajo potencial de arrastre, apenas transportan sedimentos.

La tormenta del 27/06/88 provocó el transporte de sólidos en suspensión, correspondiente a una abrasión vertical media de una lámina uniformemente distribuida en la cárcava de 1,34 centímetros de profundidad. Esto equivale a 20,2 t/ha.lluvia de pérdidas de suelo.

Estos volúmenes de pérdidas de suelo transportado por acarreo y suspensión, son originados en sitias distintos dentro de la cárcava, obedeciendo a leyes y procesos peculiares de su geodinamismo torrencial. Los acarreos provienen principalmente del material del lecho, aguas arriba del retel. El material transportado por suspensión se origina por la erosión de las paredes de la propia cárcava.

150

Figura 37: Precipitación & sólidos totales cárcava del retel

151

Figura 38: Granulómetria de la pared y deposito Del retel.

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Cuadro 44: Pérdida de sólidos en suspensión (cárcava del retel).

Fecha Precip. Muestreadores Calado Max.

Conc. sólidos

Pérdida masa

(mm)

Nivel Vol.

(ml)

Tiempo

(seg)

(cm)

(g/l)

(Kg)

01 02/05/88 7,3 3 500 >140 1,5 1,260 1,00

02 13/05/88 9,3 3 250 64 1,6 0,270 0,60

03 18/05/88 5,6 3 220 56 1,0 0,009 0,00

04 09/06/88 45,4 3

2

500

24

>140

09

10,0 17,670

1,450

210,13

05 23/06/88 10,4 3 315 48 2,0 7,160 18,80

06 27/06/88 34,2 3

2

1a

1b

500

1000

120

150

>140

>40

18

22

30,0 45,370

94,550

28,820

66,520

14.895,40

Total 15.116,92

5.3.4.2.3 – Procesos

Durante el período de estudio ocurrieron varias lluvias y se tuvo la oportunidad de seguir periódicamente el comportamiento erosivo de la cárcava Del retel. Esta información asociada alas informaciones visuales de campo, permitió estudiar los procesos erosivos que actúan en la cárcava como respuesta a la acción de un estimulo externo: la tormenta.

La cárcava se encuentra en la base de la vertiente, com sección transversal en forma de "V", lo que supone que su desarrollo a lo largo del tiempo fue mínimo. En las inmediaciones de la misma, existen 2 cárcavas que evolucionaron longitudinalmente hasta las proximidades de la cima de la vertiente.

El origen del proceso de erosión acelerada en la zona es claramente antrópico, todavía hoy se observan antiguas huellas del intenso laboreo del suelo en las zonas de menor pendiente. Se deduce que su origen se debió a canales de drenaje del excedente de agua de las zonas de cultivo. Las cárcavas mayores poseen secciones transversales más anchas en la superficie superior de la vertiente.

Este desproporcional desarrollo del sector superior de Ias cárcavas grandes coincide con los vestigios del antiguo canal de drenaje del cultivo agrícola.

De una forma general se puede atribuir el origen de las cárcavas al efecto dañino de los desagües y fugas del canal de drenaje. Específicamente, en la cárcava del retel, se cree que su agente causante fue una fuga no controlada del agua, en una ocasión en que se registraron fuertes tormentas.

En el caso de las cárcavas mayores, el principal agente causante fueron los propios canales de desvió, que aún hoy en día siguen ejerciendo un considerable efecto de captación y concentraci6n del agua escurrida desde la cabeza de las cárcavas.

La recuperación de la vegetación, su mínimo grado de deterioro actual, las buenas

153

propiedades hidrológicas de la capa superficial del suelo inmediatamente superior a la cárcava, además del drenado producido por las cárcavas grandes adyacentes, permiten concluir que todos los procesos erosivos que ocurren en la cárcava del retel son única y exclusivamente manifestaciones de su comportamiento en respuesta a la acción de la lluvia, que sobre ella incide.

Su forma en punta de flecha, la presencia de un único drenaje, la sección transversal en forma de "V", permiten deducir que su desarrollo espacial obedece al comportamiento estándar de este tipo de cárcava. O sea, ocurre erosión de las paredes y del lecho, profundizándolo aún más. Las paredes por socavación lateral y falta de apoyo deslizan hacia el cauce. Este proceso por erosión remontante alcanza el borde de la cárcava ampliándola en superficie.

Durante el periodo de estudio no fue posible cuantificar la magnitud del avance en superficie de la cárcava, a pesar de sé haber intentado en varios puntos de la misma.

La simple observación de las matitas de jaras con sus sistemas radicales colgados en el borde de la cárcava confirma este hecho; pero su velocidad es muy lenta e imperceptible en un lapso de tiempo similar al del presente estudio.

La pequeña presencia de escorrentía observada dentro de la cárcava, durante el periodo de estudio, permite las siguientes deducciones:

a) La dirección y magnitud de las tormentas juega un gran papel en los estudios de erosión en cárcavas.

b) La situación de la cárcava en el pié de ladera, y a sotaviento de la dirección predominante de las tormentas erosivas, tiene asimismo una gran importancia.

c) Su pequeña superficie (0,0737 ha) es otra importante variable a ser considerada en el estudio de los procesos erosivos en cárcavas.

Una vez que el agua ingresa en la cárcava, se observa que su capacidad de retención e infiltración es algo superior a lo que se viene considerando en una zona como ésta. Esto se puede atribuir a:

a) El alto contenido de arena fina en sus paredes,

b) La gran absorción de la capa superficial de aproximadamente de 3 centímetros, debido a su gran porosidad y disgregabilidad, potencian la infiltración.

c) Al efecto de hielo/deshielo, que contribuye a aumentar la profundidad de esta capa superficial.

Las tormentas, cuando inciden sobre la pared de la cárcava, provocan una gran erosión por salpicadura, pues el suelo se encuentra muy disgregado, no existe estabilidad de agregados, y el contenido en materia orgánica es muy bajo, del orden del 0,014 por ciento.

Existe erosión puntual generalizada en las paredes de la cárcava, en algunos casos el único agente activo que actúa en el proceso erosivo es la gravedad. Fue muy corriente oir el rodamiento de piedras cuando se estaba trabajando en las cárcavas sin que hubiera siquiera brisa u otro posible agente activo.

Dos ciclos actúan en los procesos erosivos de la cárcava, uno que está relacionado con la disgregación, involucrando los procesos de humedecimiento, sequedad, agrietamiento, gelificación y desgelificación de la humedad. El otro está relacionado con la capacidad de disgregar, y principalmente transportar, estos sedimentos puestos a disposición del proceso en el primer ciclo.

Independientemente de las fases en que se actúe, se observa un agrietamiento de la superficie de las paredes de la cárcava, debido a la expansión y retracción de las arcillas. Estas grietas forman plaquetas de aproximadamente 25 centímetros cuadrados de superficie, facilitando sobremanera el paso del agua a través del espacio interplaquetas, aumentando la infiltración y humedecimiento interior de la delgada capa superficial de la pared de la cárcava. Por último, esta

154

facilita un posterior congelamento, cuando la temperatura cae bajo cera.

Se observaron oscilaciones térmicas diarias de hasta 33 grados centígrados en la estación de El Vado. En la cuenca puede ser aún mayor, pues se trata de una área menos protegida.

Las agujas de hielo, formadas debajo de las plaquetas, provocan la elevación de las mismas y contribuyen sobremanera a disgregar las capas superficiales del material edáfico.

La dinámica de los procesos erosivos en la cárcava fue representada en la figura 39, donde se observa básicamente la constitución de 4 fases de actuaciones bien definidas.

Los procesos erosivos que actúan en la primera fase consisten en el impacto de la gota de lluvia, provocando la disgregación de los sedimentos por salpicadura, y la remoción del material fino a una distancia muy reducida. Esta acción predomina en las tormentas de gran intensidad y curtisima duración.

En esta fase no suele ocurrir escorrentía, por lo que la pérdida de material fino de la cárcava es nula.

En la fase 2, además de los procesos de la fase 1, se presenta una pequeña escorrentía conducida por las irregularidades y desniveles superficiales del terreno. La presencia de algunos obstáculos como piedras, zonas de discontinuidad estructural, vegetación aislada, etc. motiva una separación y posterior concentración del agua debajo del obstáculo, provocando excavación y remolinos, que pueden iniciar la formación de micro-regueros que posteriormente avanzaran tanto hacia arriba como hacia abajo.

155

Figura 39: representación esquemática de los procesos erosivos – Carcava del Retel.

156

La salpicadura, erosión laminar y en micro-regueros arrastra la lámina superficial de material edáfico más disgregada hacia el margen del lecho, que originariamente estaba cubierto con piedras y tenia anchura (a1). Ahora se encuentra cubierta con piedras más material fino y su anchura es (a2). Las dos anchuras del cauce son equivalentes en las dos situaciones.

En esta fase se observa un ligero incremento de la capa de suelo perdida (dH2).

En la fase 3 siguen ocurriendo los mecanismos de las dos fases anteriores y se observa la formación de "castillos de piedras", que evidencian una acción más profunda del proceso erosivo. La lámina de pérdidas de suelo dH3 es más profunda, los sedimentos de granulometría fina de las vertientes se depositan en el margen del cauce y/o pueden ser transportado aguas abajo, hasta donde el flujo disponga de capacidad para su arrastre.

Es interesante observar que durante las fases 2 y 3 la escorrentía generada en la cárcava proviene básicamente de la zona próxima a su lecho, y su capacidad de transporte es muy reducida, además de ser casi instantánea, lo que permite concluir que estos sedimentos realizan recorridos de pequeñas distancias, depositándose sobre el lecho del cauce. La anchura del cauce sigue igual que en las fases anteriores.

Predominando las tormentas típicas de la zona, con tiempo de recurrencia iguales o inferiores a 1 ó 2 anos, los procesos erosivos pueden ser englobados en estas 3 primeras li fases. Algunas piedras se desploman de las paredes y por rodadura se depositan en el lecho, ensanchándolo de forma muy sutil.

La última fase ocurre cuando se presentan tormentas de mayor tiempo de recurrencia, que generan fuertes escorrentías. La crecida es consecuencia de las escorrentías de todas las laderas, éstos juegan un substancial papel en la captación de agua y mueven hacia el cauce un gran volumen de materiales finos, provocando una gran pérdida de material edáfico.

Se podría decir que se produce un verdadero "lavado" del material edáfico en las paredes de las cárcavas, comprendiendo sedimentos de todas las clases granulométricas.

En el lecho se observa un fuerte transporte de sedimentos por suspensión y materiales gruesos por acarreo, además de su profundización en los tramas medias y superiores. En muchos tramas aguas arriba del retel se observó la disminución de la anchura (a4). Parte de las piedras de la pared pueden ser transportadas y parte quedan en el lecho, contribuyendo a configurar el nuevo fondo.

En el tercio inferior del lecho se observa un ensanchamiento (a4), producido por el acumuló de materiales gruesos en el interior del cauce.

La proximidad de la zona productora, el tiempo de concentración de la cárcava, la pendiente, la aportación externa del agua, y la distribución espacio-temporal de la tormenta, condicionan que determinados sedimentos provenientes de algunos sectores de la cárcava lleguen primero al punto de cierre.

Este hecho ha sido comprobado por las diferentes concentraciones obtenidas en calados distintos de una misma sección transversal del lecho en una crecida; así como en las dos tormentas mayores observadas en el período de estudio (ver figura 40 Sólidos en suspensión & calados de los muestreadores).

Bedient y Huber (1988) utilizando el mismo concepto de lluvia neta y el método de las isócronas, llegaron a definir volúmenes específicas de agua provenientes de diferentes zonas de la cuenca, dentro de un mismo hidrograma.

La diferencia de concentración de sólidos totales observada en los muestreadores durante la tormenta del 27/06/88 puede ser justificada por 3 causas principales:

a) Diferente disponibilidad de sólidos disgregados en las superficies inter isócronas.

157

b) Transporte inicial de todos los sólidos acumulados en la orilla del cauce, y en una segunda etapa de los de la pared de la cárcava.

c) Dilución de la concentración por inclusión de agua limpia de la cabeza de la cárcava (concentración cera gramas por litro).

Gilmour (1980) y CEMAGREF (1987) encontraron gran variabilidad en los datos de concentración de los sólidos totales en distintos calados durante una tormenta. Estas variaciones son debidas al comportamiento individual de cada tormenta y cada región, siendo muy difícil formula modelos teóricos con los niveles de datos y información disponibles hoy en día.

En el presente estudio se cuantificó la pérdida total de sedimentos tomándose en consideración esta variabilidad y el tiempo de llenado de cada muestreador.

Las partículas de mayor granulometría se depositan y/o asientan en el fondo del lecho de la cárcava, incrementando la componente de la carga de fondo. Las arcillas, limos y arenas finas quedan en suspensión por un considerable periodo de tiempo, hasta cuando la velocidad del flujo se reduce a cera.

En las sedimentaciones y tamizaciones de la mezcla de agua y material sólido, realizados en laboratorio, se observó una mínima decantación de los sólidos finos, incluso llegando a necesitar periodos superiores a 30 días para sedimentar parcialmente el volumen de material sólido de la mezcla de 1 litro.

158

Figura 40: Solidos en suspension & Calado de los muestradores

159

La arena fina es del tipo filita y micacea, con forma filiforme, motivo por el cual presenta gran.resistencia a la decantación. Su asociación a la arcilla y limo dá ese aspecto tan rojizo al agua en las crecidas observadas en la zona. Incluso después de estancada en los charcos, el color permanece durante mucho tiempo.

Analizando la composición granulométrica de los sólidos en la superficie de la pared de la cárcava y en la superficie externa próxima a la cárcava, cubierta con matorral, se encontró un alto contenido de arena como factor común. El suelo del matorral presentaba un mayor contenido de materiales finos que el de la pared de la cárcava (ver figura 41 Granulometría del suelo y de la pared de cárcava del retel).

La diferencia de un 20,2 por ciento de limo existente en un suelo con matorral respecto a la pared y el 3,2 veces mayor diámetro de las partículas de la pared de la cárcava en relación .a al suelo anterior, con diámetro al 40 %, avalan el efecto protector que la vegetación ejerce sobre el suelo.

40

40

d

d

)2(

)1( = 3,2 veces

donde:

(1) Pared de la cárcava (2) Suelo del matorral

El análisis granulométrico de una muestra del 20 por ciento de todos los sólidos retenidos en los muestreadores durante el período de estudio, es de 31,70 % de arcilla, 44,30 % de limo y 24,00 % de arena. Este material transportado por suspensión, relacionado con las pérdidas transportadas por acarreo, demuestra Ia gran diferencia existente entre estos dos tipos de transporte, bajo el concepto selectivo de la granulometría de los sedimentos (ver figura 42 Curva granulométrica de pérdida de sólidos en suspensión y acarreos en Ia cárcava del retel).

El material transportado por suspensión en crecidas generadas por pequeñas precipitaciones proviene principalmente de Ias inmediaciones del lecho (fase 2 - 3), y posee mayor contenido de arcilla. Cuando Ias lluvias son fuertes, proviene deI lecho, y principalmente de las paredes de Ia cárcava (fase 3 - 4). El comportamiento de la pérdida selectiva de materiales debe de ser próximo al del comportamiento media.

La curva granulométrica media de los sedimentos transportados por suspensión evidencia el alto contenido de materiales gruesos. Este hecho encuentra explicación en la pequeña distancia recorrida por los sedimentos (menos de 70 metros), que pueden no encontrar oportunidad para romper Ias estructuras originales.

160

Figura 41: Granulometría del suelo (motorral) y pared de la cárcava del retel.

161

Figura 42: Curva granulometrica de perdida de solidos em supension y acrreo de la carcava de retel.

162

Estos datos, relacionados con la pérdida total de sedimentos originada por la lluvia, permiten estimar selectivamente por granulometría el. material sólido evacuado de la cárcava (Cuadro 45 Pérdida de sedimentos - cárcava del retel).

La arcilla (4,84 t) Y limo (6,76 t) fueron los dos elementos liberados en mayor cantidad por la cárcava, y también las dos fracciones de más difícil sujeción. La fracción arena (3,77 t) y grava (1,45 t) complementaron la perdida total de 16,80 toneladas/periodo de estudio.

Durante el periodo de estudio se calculó una pérdida: total de sedimentos de aproximadamente 11,26 metros cúbicos, de los cuales 10,13 fueron transportados por suspensión y 1,13 por acarreo. O sea, el 10,04 por ciento de las perdidas se efectuó por acarreo y el 89,06 por ciento por suspensión.

La extrapolación de esta cifra a una superficie de 1 ha es imprecisa, pues en 1 ha de cárcava la magnitud de los procesos erosivos no aumenta de forma directamente proporcional. Aún así, y considerando nulo la aportación sólida del área externa y, tan sólo para fines de comparación con otras cárcavas, se estimó la pérdida total de la cárcava en superficie estándar de 1 ha en 229,12 t/período de estudio.

Estos datos son muy altos y no reflejan el comportamiento erosivo medio de la cárcava, pues este ano fue atípico en cuanto a precipitación se refiere. El 98 por ciento de las perdidas totales se verificaron en apenas una tormenta especial.

163

Cuadro 45: Perdida de sedimentos Cárcava del retel

Fecha Prec. Kilogramos

Arcilla Limo Arena

Susp. Acarreo Susp. acarreo Susp. acarreo

01 02/05/88 7,3 0,32 0,00 0,44 0,00 0,24 0,00

02 13/05/88 9,3 0,19 0,00 0,27 0,00 0,14 0,00

03 18/05/88 5,6 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

04 09/06/88 45,4 66,61 * 93,09 * 50,43 *

05 23/06/88 10,4 3,38 0,00 4,72 0,00 2,56 0,00

06 27/06/88 34,2 4.721,84 51,12 6.598,66 59,64 3.574.90 144,84

totales 4.843,45 6.756,82 3.773,12 * - desprecible

164


Se utilizaron criterios valorativos de ordenación de cuencas hidrográficas que pasan por la descripción del origen y posibles agentes activos que contribuyeron a la formación de la cárcava, hasta su actual nivel de actividad erosiva, así como la descripción y cuantificación de los procesos erosivos más significativos.

Se utilizó información recogida específicamente para atender el objetivo del estudio a través de un seguimiento periódico, además de las informaciones dejadas como testimonio de la actuación continuada de la intemperie sobre la cárcava, como son: forma de la cárcava, posición relativa en la ladera, forma del lecho, micro-regueros en las paredes, etc.

Hasta la fecha, no hay modelos matemáticos universalmente aceptados como métodos para describir, cuantificar, simular y estimar las pérdidas de suelos en cárcavas (Kirkby y Morgan,1984).

En 2 oportunidades distintas se registraron procesos erosivos de elevada magnitud en toda la cárcava, presentando las dos lluvias una intensidad horaria con tiempo de recurrencia superior a 10 anos.

Los danos causados por la primera lluvia fueron pequeños comparados con los de la segunda. Esto se debió a que en la primera ocasión el suelo se encontraba totalmente seco en el momento de la tormenta. Durante la segunda gran tormenta el suelo estaba muy húmedo y la tormenta presentó una mayor intensidad horaria instantánea.

Se establecieron relaciones entre el tipo de precipitación (altura - tiempo) y la generación de escorrentía en la cárcava y superficie aguas arriba.

Por último, se llegó a la conclusión de que la cárcava se originó a partir de un punto de desagüe fortuito, que probablemente surgió en función de una fuerte tormenta ocurrida hace más de 150 anos. El abandono del cultivo hace más de 50 anos y el establecimiento del matorral influyeron en la estabilización del proceso erosivo en la cárcava, produciendo hoy en día una tasa media anual de erosión que puede ser considerada baja para los patrones actuales del proceso erosivo en la región.

5.4 - Cárcava del trigal

5.4.1 -Descripción

Posee forma de punta de flecha con una anchura de 20 metros a la mitad de su longitud total. El tercio superior es muy estrecho, a medida que disminuye la altitud su anchura aumenta. Esta arquitectura es distinta a la de la cárcava del retel y también de la mayoría de las cárcavas de la región, pues caracteriza una fase de desarrollo que no tiene representación, bien por que las cárcavas grandes ya se encuentran en el máximo de su desarrollo, o por que las cárcavas pequeñas se encuentran en fase de regresión.

Está localizada a 600 metros del punto de cierre, se encuentra en la vertiente de orientación NE de la micro cuenca. Dista 185 metros de la cárcava del retel. Tiene 120 metros de longitud, ocupando el 63 por ciento de la longitud total de la vertiente. Dista 70 metros de la divisarla de la micro cuenca. Su desnivel altitudinal alcanza 26 metros, con una pendiente medía del 21,6 por ciento (ver figura 43 Perfil esquemático - cárcava del trigal).

Los primeros 70 metros desde el cauce de la micro cuenca presentan sección transversal en forma de "U". Los otros 50 metros en forma de "V".

Los 70 metros entre la divisaría de aguas de la vertiente y la cabeza de la cárcava están

165

ocupados por un cultivo de secano, donde se alternan por cada ano de sembrado (trigo) dos de barbecho. Durante este periodo se suele preparar la tierra cuatro o más veces.

La cárcava penetró aproximadamente 40 metros en la superficie de menor pendiente, actualmente cultivada con trigo. Ambos márgenes de La cárcava presentan el cultivo de secando.

La superficie de la cárcava fue dividida en tres zonas para el presente estudio:

-Cárcava propiamente dicha (0,1336 ha)

-Superficie de influencia aguas arriba (0,2102 ha)

-Parcela estudiada aguas arriba (0,06 ha)

La cobertura vegetal en su interior está constituida por jaras dispuestas espaciadamente entre si, ofreciendo escasa protección al suelo. Su superficie total es de 0,032 ha (24 por ciento de la cárcava).

166

Figura 43: Perfil esquemático – Cárcava Del trigal.

167


Se observó el comportamiento de los procesos erosivos en una parcela en el exterior y nueve parcelas en el interior de la cárcava. Se evaluaron desde los procesos erosivos en la pared de la cárcava, con distintas características, hasta la dinámica del cauce en sus diferentes tramas.

Fueron instalados muestreadores de caudales sólidos en el punto de cierre de la cárcava. Un muestreador de parcela fue instalado la parte superior, inmediatamente aguas arriba de la cárcava.

Se cúbico el volumen total de sedimentos producidos por la cárcava desde su origen hasta el presente, a través de mediciones de su superficie y profundidad realizadas en el campo y representadas en cartografía a escala 1:200.

La dirección predominante de las tormentas, datos de propiedades físico-hidrológicas del suelo y de los sedimentos transportados, fueron registrados y expuestos en las interpretaciones de los resultados.

5.4.3 - Resultados

Las alturas de las estacas fueron contrastadas entre sí, restando las lecturas más recientes de las inmediatamente más antiguas, obteniéndose así las diferencias en milímetros. Este dato se empleó para evaluar el comportamiento del proceso erosivo en las parcelas de la pared y lecho de la cárcava (ver cuadro 46 Resultados; Cárcava del trigal)

La asociación de estos datos con las demás informaciones obtenidas en el campo fue discutida en los apartados de interpretación de los resultados.


5.4.4.1 - Balance hídrico

Las precipitaciones medidas en el pluviómetro de la cuenca fueron divididas en 38 periodos menores. Su representación asociada a los volúmenes de mezcla colectados por los muestreadores puede ser observada en la figura 44 Precipitación & escorrentía -cárcava del trigal.

168

Cuadro 46: Resultado; Cárcava de trigal (mm)

Turno I

Turno II

Turno III Turno IV

Turno V

Estacas H1 H0 dH H2 H1 dH H3 H2 dH H4 H3 dH H5 H4 dH

91 90 89

599,0 479,0 592,0

599,0 479,0 592,0

0,0 0,0 0,0

515,0 452,0 574,0

599,0 479,0 592,0

-84,0 -27,0 -18,0

517,0 452,0 574,0

515,0 452,0 574,0

2,0 0,0 0,0

503,0 451,0 573,0

517,0 452,0 574,0

-14,0 -1,0 -1,0

404,0 451,0 563,0

503,0 451,0 573,0

-99,0 0,0

-10,0 88 87 86

666,0 533,0 574,0

666,0 533,0 574,0

0,0 0,0 0,0

666,0 516,0 561,0

666,0 533,0 574,0

0,0 -16,5 -13,0

- 545,0 571,0

- 516,5 561,0

- 28,5 10,0

- 537,0 575,0

- 545,0 571,0

- -8,0 4,0

- 502,0 560,0

- 537,0 575,0

- -35,0 -15,0

85 84 83

660,0 540,0 545,0

660,0 540,0 545,0

0,0 0,0 0,0

632,5 540,0 546,0

660,0 540,0 545,0

-27,5 0,0 1,0

646,0 540,0 542,0

632,5 540,0 546,0

13,5 0,0

-4,0

623,0 540,0 520,0

646,0 540,0 542,0

-23,0 0,0

-22,0

694,0 540,0 373,0

623,0 540,0 520,0

71,0 0,0

-147,0 82 81 80

513,0 482,0 623,0

513,0 482,0 623,0

0,0 0,0 0,0

521,0 420,0 660,0

513,0 482,0 623,0

8,0 -62,0 37,0

494,0 432,0 659,0

521,0 420,0 660,0

-27,0 12,0 -1,0

363,0 462,0 658,0

494,0 432,0 659,0

-131,0 30,0 -1,0

403,0 -

850,0

363,0 462,0 658,0

40,0 >2000 192,0

79 78 77

545,0 645,0 630,0

545,0 645,0 630,0

0,0 0,0 0,0

545,0 636,0 651,0

545,0 645,0 630,0

0,0 -9,0 21,0

545,0 640,0 639,0

545,0 636,0 651,0

0,0 4,0

-12,0

545,0 653,0 647,0

545,0 640,0 639,0

0,0 13,0 8,0

545,0 725,0 648,0

545,0 653,0 647,0

0,0 72,0 1,0

76 75 74

605,0 615,0 560,0

605,0 615,0 560,0

0,0 0,0 0,0

596,0 545,0 569,0

605,0 615,0 560,0

-9,0 -70,0

9,0

600,0 555,0 565,0

596,0 545,0 569,0

4,0 10,0 -4,0

610,0 545,0 568,0

600,0 555,0 565,0

10,0 -10,0

3,0

610,0 522,0 566,0

610,0 545,0 568,0

0,0 -23,0 -2,0

73 72 71

625,0 699,0 710,0

625,0 699,0 710,0

0,0 0,0 0,0

637,0 707,0 708,0

625,0 699,0 710,0

12,0 8,0

-2,0

630,0 709,0 716,0

637,0 707,0 708,0

-7,0 2,0 8,0

635,0 706,0 706,5

630,0 709,0 716,0

5,0 -3,0 -9,5

637,0 708,0 711,5

635,0 706,0 706,5

2,0 2,0 5,0

70 69 68

694,0 521,0 639,0

694,0 521,0 624,0

0,0 0,0 15,0

700,0 521,0 630,0

694,0 521,0 639,0

6,0 0,0

-9,0

693,0 521,0 632,0

700,0 521,0 630,0

-7,0 0,0 2,0

705,0 521,0 627,0

693,0 521,0 632,0

12,0 0,0

-5,0

689,0 521,0 626,0

705,0 521,0 627,0

-16,0 0,0

-1,0 67 66 65

674,0 624,0 600,0

674,0 624,0 600,0

0,0 0,0 0,0

674,0 624,0 599,0

674,0 624,0 600,0

0,0 0,0

-1,0

674,0 624,0 596,0

674,0 624,0 599,0

0,0 0,0

-3,0

662,0 624,0 590,0

674,0 624,0 596,0

-12,0 0,0

-6,0

672,0 620,5 553,5

662,0 624,0 590,0

10,0 -3,5

-36,5 64 63

681,0 702,0

681,0 702,0

0,0 0,0

681,0 733,0

681,0 702,0

0,0 31,0

681,0 686,0

681,0 733,0

0,0 -47,0

675,0 685,0

681,0 686,0

-6,0 -1,0

683,0 664,0

675,0 685,0

8,0 -21,0

Nota: dH (+) – erosión dH (-) - sedimentación

169

Figura 44: Precipitación & Ecorrentía Cárcav del Trigal.

170

Se utilizó para realizar el balance hídrico la siguiente división en zonas: cárcava propiamente

dicha y parcela aguas arriba de la cárcava. La tercera zona es de dificil delimitación en el campo, pues depende de la periodicidad del laboreo de la tierra, del tipo de trazado empleado por el tractorista y forma de laboreo. Su medición en el campo requiriria una especial estrategia de obtención de datos, que implicaria el uso de muchos muestreadores de parcelas sin garantizar con todo su precisión.

5.4.4.1.1 - Aportación del área externa

Se registró en 3 oportunidades escorrentia de la parte superior de la cárcava hacia su interior (ver figura 44). Comparativamente con la cárcava del retel, este dato tiene especial importancia pues las aportaciones externas hacia el interior de la cárcava indican el grado de vitalidad de los procesos erosivos en regiones con fuertes erosiones.

Un indice para evaluar la magnitud de los procesos de erosión acelerada en cárcavas puede ser la relación entre el origen de escorrentias: Las generadas en la parte externa y superior dividido por las generadas en su interior (ver cuadro 47 indice de vitalidad de los procesos erosivos en cárcavas).

Cuadro 47 Indice de vitalidad de los procesos erosivos en cárcavas cárcava

Escorrentía

Activa

Cárcava

Equilíbrio

Regresión

Q1-externa

Q2-interna

Q1>Q2

Q1=Q2

Q1<Q2

La cárcava del retel presentó Q1 menor que Q2 y se encuadra como fase de regresión. En el1a solo se observó en una oportunidad la presencia de escorrentia durante el período de estudio.

En la cárcava del trigal se observó que de las 10 oportunidades en que se produzo escorrentia, en 3 hubo aportación del área externa. O sea: el 30 por ciento de las veces que se registró escorrentia en la cárcava.

Las tres oportunidades en que se verificó escorrentia de la parte externa hacia el interior de la cárcava fueron en los dias 09/06/88, 23/06/88 y 27/06/88'.

Utilizando la metodologia del Servicio de Conservación de Suelos de U.S.A (número hidrológico) se estimó la escorrentia superficial de estos dias en 5,69, 3,62 Y 17,24 metros cúbicos respectivamente.

Los criterios empleados siguieron lo expuesto en el apartado “aportación del área externa" descrito en la cárcava del retel. El suelo pertenece a la clase "C" y el uso es de barbecho.

Estos resultados no corresponden a las espectativas esperadas en un primer análisis del problema. Teniendo en consideración la proximidad entre las dos cárcavas estudiadas (185 metros), la menor superficie de captación externa de la cárcava del trigal (58% menor), la menor relacián cárcava/vertiente (40% c. retel y 63% c. trigal), además de la menor pendiente del área superior a la cabecera de la cárcava del trigal, parece lógico pensar que la superfície sobre la cárcava del retel tiene mayor capacidad potencial de escorrentia.

La justificación de los resultados pasa por un análisis de las propiedades fisico-hidrológicas del suelo, donde la menor profundidad Y estructuración, disminuyen la capacidad de percolación del suelo, afectando a su infiltrabilidad durante las tormentas. Este suelo es equivalente al perfil 01 descrito en los anexos, pero laboreado.

Otros agentes causantes de este hecho son: el tipo de laboreo de la tierra y método de cultivo. Se alterna un solo ciclo de cultivo vegetal por cada 3 anos de labor de la tierra.

La falta de protección vegetal del suelo provoca una importante modificación de sus caracteristicas en 1as primeras capas del perfil. Durante el período de estudio se pudo comprovar como la pedregosidad superficial cambió de 15 a 40 por ciento después de 1a tormenta del 09/06/88. Dos dias antes el suelo habia sido labrado Y estaba totalmente disgregado, pero después de 1a lluvia se quedó totalmente uniforme, pasando los surcos del arado de tener entre 0,15 Y 0,25 a 0,01 metros de profundidada.

En la tormenta del 27/06/89 esta misma pedregosidad superficial, no muestreable en los

171

análisis granulométricos rutinarios de suelos, pasó del 40 al 60 por ciento. Esto induce a pensar que con otras dos tormentas de esta magnitud el suelo quedaría constituído básicamente de material rocoso. Es decir, igual al que es ocupado actualmente por matorral en la misma vertiente.

Este mismo dia se observó como toda la vertiente quedó “manchada" con los sedimentos finos transportados desde la zona cultivada. Estos datos explican el taponamento en 2 oportunidades de los muestreadores de parcela, dado el exceso de sedimentos contenidos en las mezclas provenientes de este sector.

En el pasado esta agua era conducida directamente a la cárcava, contribuyendo en gran medida a su desarrollo. Actualmente se concentra y pasa lateralmente a la cabeza de la cárcava, ingresando a los 80 -90 metros de longitud desde el cauce de la microcuenca.

Otro factor de gran significado en la región es la dirección predominante de las tormentas (SW). Esta incide directamente sobre la superficie aguas arriba de la cárcava, interceptando una lluvia neta por metro cuadrado superior a la de la cárcava del retel.

Evaluando el comportamento hidrico de la zona estudiada (parcela en barbecho), pendiente entre 5 - 15 por ciento, situada en la vertiente NE, se encontró una relación entre el comportamiento media de las tormentas y la generación de escorrentias representada a través de la figura 45 Precipitaciones que generan escorrentia en parcelas de la vertiente NE.

Esta figura guarda las mismas restricciones que las presentadas en el apartado de la cárcava del retel.

El barbecho presentó mayor escorrentia que el matorral, y estos dos más que las parcelas de matorral y pinar de la vertiente SW (figura 33).

La mayor susceptibilidad a la generación de escorrentia y menor espesura de la zona intermedia son las dos diferencias básicas entre ambas las vertientes estudiadas.

En la zona intermedia se encuentran las precipitaciones de gran intensidad y pequena duración, que ocurren cuando el suelo se encuentra seco. También ocupan esta región las precipitaciones de gran intensidad y pequena duración que ocurren en periodos de alta humedad del suelo.

Este hecho trajó como consecuencia un mayor desarrollo de la superficie media de las cárcavas existentes en la microcuenca. De esta forma la vertiente NE presenta mayor numero media de grandes cárcavas que la ve.rtiente SW (ver figura 10).

Esto supone por lo tanto una mayor pérdida de suelo en esta vertiente, debido a la erosión en cárcavas.

Las escorrentias generadas por cada tormenta en el área externa son menores que las generadas en el interior de la cárcava. Asi esta cárcava también se encuentra en una fase de evo1ución regresiva, según la clasificación del indice de vita1idad de los procesos erosivos en cárcavas. Pero existe probabilidad de convertirse en una cárcava en equilibrio, caso persista el actual plantemento de uso.

172

Figura 45: Precipitaciones que generan escorrentía en parcelas de la vertiente NE

173

5.4.4.1.2 - Escorrentia en la cárcava

Se registró escorrentia en 10 oportunidades en las 0,133ó ha de cárcava durante el periodo de estudio. En 9 de ellas se llenó el muestreador del nível 3, lo que indica una duración del hidrograma igual o superior a 140 segundos en el calado referente al muestreador (calado igual a 3 centimetros).

La especificación del cálculo de la escorrentia obedeció a los criterios expuestos en el apartado similar, descrito en la cárcava del retel. El resumen de las caracteristicas medidas V/o calculadas de cada evento son presentados de forma detallada en el cuadro 48 Tormentas & escorrentias en la cárcava del trigal.

Los datos dei cuadro 48 fueron utilizados para definir cualitativamente el hidrograma y para compararlas cuantitativamente con los obtenidos según el método de las isocronas (ver figura 46 Mapa y sección longitudinal de la cárcava del trigal).

La relación de los comportamientos de las precipitaciones que generan escorrentias en la cárcava fueron representadas en la figura 47 Precipitaciones que generan escorrentia en la cárcava del trigal. Se debe recordar las caracteristicas de esta cárcava situada en la vertiente NE, tiene 0,1336 ha de superficie, 24 por ciento de escasa cobertura vegetal, ocupa el 63 por ciento de la longitud de la ladera, tiene pendiente media de 25 por ciento y sección transversal en forma de "U".

Se observó un comportamento similar en las respuestas a tormentas en forma de escorrentia entre las cárcavas del Roubine y del trigal, aunque la cárcava del trigal genera menor escorrentia como respuesta a una misma tormenta.

Las dos cárcavas poseen dimensiones parecidas (Roubine 0,124 ha y trigal 0,1336 ha) pero la formación geológica de la cárcava francesa es más impermeable que la del trigal.

La diferencia entre el comportamento hidrico de las cárcavas del retel y del trigal, en cuanto a la transformación de la precipitación en escorrentia, queda patente cuando se comparan las dos figuras que las relacionan.

Las probables justificaciones de estas diferencias se basan en los siguientes puntos:

a) Mayor superficie de la cárcava del trigal.

b) Mayor ocupación relativa de la vertiente.

c) Orientación propicia a la recepción directa de las lluvias de mayor intensidad en la zona.

d) Mayor contribuyción hidrica del área externa.

174

Cudro 48: Tormenta & ecorrentías en la cárcava del trigal:

Fecha Precip. Direc. Muestreadores Calado Máx.

Instant.

Sección

Máx.

Escorr. Coef.

Escor.

Volumen Caudal

Punta *

(mm)

Nivel Vol.

(ml)

Tiempo

(seg)

(cm)

Inst.

(dm. dm)

(mm)

(%)

litros

l/s

01 04/04/88 14,5 SW 3 500 >140 7,5 2,42 4,61 31,80 6.136,00 40,11

02 18/04/88 14,1 NW 3 500 >140 5,0 1,04 0,59 4,20 792,08 11,26

03 25/04/88 21,0 SW 3 500 >140 6,5 2,42 2,99 14,26 4.002,00 30,85

04 02/05/88 7,3 SW 3

2

500

10

>140

1

9,0 3,34 4,92 67,46 6.579,00 48,76

05 13/05/88 9,3 SW 3 500 >140 4,0 0,68 1,65 17,73 2.202,91 6,02

06 18/05/88 5,6 NW 3 360 92 2,0 0,22 0,29 5,35 400,50 1,07

07 24/05/88 13,9 E 3 193 49 4,0 0,68 4,23 30,42 5.650,20 6,97

08 09/06/88 45,4 SW 3

2

1b

1a

21+

500

700

485

350

6

>140

26

75

53

-

18,0 12,64 17,57 38,71 23.473,52 265,19

09 23/06/88 10,4 NE 3

2

21+

500

10

26

>140

1

-

8,0 2,76 7,85 75,48 10.487,60 40,30

10 27/06/88 34,2 SW 3+

2+

1b

1a

21

-

-

500

500

1000

>140

>40

>80

>80

-

30,0 35,76 31,30 91,53 41.816,80 1.273,79

+ con problemas * segun ecuacion de Manning

175

Figura 46: Mapa y sección longitudional de la Cárcava del trigal.

176

Figura 47: Precitaciones que generan escorrentía en la Cárcava del trigal.

177

5.4.4.2 - Erosión


La pérdida total de suelo producida en la cárcava desde su inicio hasta hoy es del orden de 1.986,03 metros cúbicos. Este material sólido equivale a 2.979,05 toneladas (densidad igual a 1,5 gr/centimetro cúbico).

Como en la cárcava del retel, estos datos fueron obtenidos a través de la cubicación individual de varios tramos medidos en el campo y representados en cartografia escala 1:200.

Se puede observar en estos datos que la relación entre superficies y volúmenes de las cárcavas del trigal y retel son casi el doble. La longitud es 1,6 veces mayor, lo que trae como consecuencia el hecho de que la cárcava del trigal haya sufrido más erosión de fondo y una menor expansión fisica de su superficie.

De hecho, la sección transversal tipica es en forma de “U”, lo que confirma las especulaciones morfométricas discutidas anteriormente, además de resaltar el carácter inconsolidado del substrato asi como su gran susceptibilidad al proceso erosivo, tanto del suelo como del subsuelo de la región.

La edad de esta cárcava es una incógnita, al igual que la de la cárcava del retel. Se puede asumir que tiene más de 150 anos, lo que permite deducir que la producción media de sedimentos en la cárcava es inferior a 19 toneladas/ano.

Se observó una ligera evolución longitudinal de la cárcava (aproximadamente 2-3 metros) en estos últimos 16 anos (fotografia aérea del 1972). Hoy en dia este avance se encuentra estabilizado.

Existe un ensanchamento lateral en la zona inferior a 2/3 de la cárcava, producto de la concentración y conducción del agua de la parte externa (cultivo de secano) hacia su interior.

Este tema se desarrollará en la discusión de los procesos erosivos, cuando se aborde el esquema de la evolución de la cárcava del trigal.

5.4.2.2 - Cuantificación

Se midieron las pérdidas de suelo en 6 parcelas de la pared de la cárcava utilizando las estacas como elemento de , control. Se emplearon otras 2 parcelas de 8,26 Y 44,56 metros cuadrados de superficie en la parte superior de la cárcava (ver gura 46), donde se utilizó la trampa-hoyo como elemento de dición.

Se evaluó la dinámica de los procesos erosivos en el uce de la cárcava, a través de 14 estacas situadas estratégimente en su interior.

Finalmente se calcularon las pérdidas de sedimentos ,tales producidasen la cárcava Y transportadas por suspensión. Se relacionaron las concentraciones de só1idos totales medidas en los muestreadores Y los hidrogramas calculados por el método de las isocronas.

Durante el periodo de estudio se registraron las lecturas de las estacas en 6 oportunidades. Las diferencias entre lecturas fueron evaluadas por “turnos", concepto este ya explicado anteriormente en otros capitulos.

El comportamiento del proceso erosivo por turno en las parcelas se manifiesta básicamente en cuatro posibilidades principales:

a) Predominio de la erosión (mayor número de estacas que sufrieron erosión).

b) Alternancia entre erosión/sedimentación.

c) Equilibrio (lecturas iguales entre ambos procesos por turnos).

d) Predomínio de la sedimentación.

Para fines de cuantificación de los procesos erosivos en las paredes de la cárcava del trigal,

178

se utilizó el resultado final de cada parcela extrapolado para las zonas afines (homoleneas), dentro de la misma cárcava.

La descripción resumida de las parcelas se presenta a continuación.

Parcela 01

Situada a 95 metros del inicio de la cárcava, sin cobertura vegetal, suelo disgregado, relieve plano, únicamente recibiendo agua directamente de la precipitación.

Orientación 331N, NW, pendiente de 23 grados, anchura de 1 metro, longitud 3 metros, pedregosidad superficial del 10 por ciento.

La pérdida total de suelo, considerando el balance entre erosión/sedimentación por turno, durante el periodo de estudio, fue equivalente a una lámina de 10,5 milimetros de espesor, transformada en volumen representa 0,031 metros cúbicos.

Parcela 02

Situada a 95 metros del inicio de la cárcava, en el lado opuesto a la parcela 01. No presenta cobertura vegetal, suelo disgregado, relieve plano, no recibe agua de otras zonas y si directamente de las lluvias.

Orientación 151N, SE, pendiente de 57 grados, anchura de 1 metro, longitud 1,4 metros, pedregosidad superficial del 12 por ciento.

La pérdida total de suelo considerando las erosiones/sedimentaciones durante el periodo de estudio, fue equivalente a una lámina de 9,32 milímetros de espesor, ó 0,013 metros cúbicos.

Parcela 03

Situada a 94 metros del inicio de la cárcava, sin cobertura vegetal, suelo medianamente disgregado, relieve cóncavo, punto de concentración del exceso de agua de la zona cultivada.

Orientación 45N, NE, pendiente de 8,5 grados, 1 metro de anchura, 3 metros de longitud, pedregosidad superficial del 18 por ciento.

El volumen total del suelo removido durante el periodo de estudio considerando la alternancia entre erosión/sedimentación, equivale a una lámina de 7,43 milimetro depositada sobre el nivel original. Lo que supone 0,022 metros cúbicos de aterramento en la parcela durante el período de estudio.

Parcela 04

Situada a 90 metros del inicio de la cárcava, sin cobertura vegetal, suelo disgregado, relieve plano, no recibe aportación externa de agua.

Orientación 292N, NW, pendiente de 42,8 grados, 1 metro de anchura y 1,5 metro de longitud, pedregosidad superficial del 8,0 por ciento.

La perdida total de suelo durante el periodo de estudio, considerando la alternancia entre erosión/sedimentación, fue de una lámina de 40,0 milimetros, transformada en volumen equivale a 0,06 metros cúbicos.

Parcela 05

Situada a 89 metros del inicio de la cárcava, en la pared opuesta a la parcela 04, sin cobertura vegetal, suelo disgregado, relieve plano, no recibe aportación lateral de agua.

Orientación 112N, SE, pendiente de 32,3 grados, 1 metro de anchura, 2,2 metros de longitud, pedregosidad superficial de 10 por ciento.

La perdida total de suelo durante el período de estudio, considerando la alternancia entre erosión/sedimentación, fue equivalente a una lámina de 11,5 milimetros, que transformado en volumen equivale a 0,025 metros cúbicos.

179

Parcela 06

Situada a 26 metros del inicio de la cárcava, no tiene cobertura vegetal, suelo disgregado, relieve plano, no recibe aportación externa del agua.

Orientación 158N, SE, pendiente de 19,6 grados, 2 metros de anchura, 8,4 metros de longitud, pedregosidad superficial del 20 por ciento.

La perdida total de suelo durante el periodo de estudio, considerando la alternancia entre erosión/sedimentación, fue la correspondiente a una lámina de 6,66 milimetros, que transformado en volumen equivale a 0,112 metros cúbicos.

Parcela 07

Situada a 104 metros del inicio de la cárcava, con 14 por ciento de cobertura vegetal, superficie de 8,26 metros cuadrados, suelo cohesionado, ligeramente encostrado, relieve ligéramente cóncavo, no recibe aportación externa de agua.

Orientación 70N, NE, pendiente de 4 grados, 3,0 metros de anchura y 2,75 metros de longitud, pedregosidad superficial de 15 por ciento.

Procedimento para la medición de la erosión: trampa-hoyo

La pérdida total de suelo durante el periodo de estudio fue la correspondiente a una lámina de 1,21 milimetros, que transformada en volumen equivale a 0,010 metros cúbicos.

Parcela 08

Situada a 104 metros del inicio de la cárcava, al lado de la parcela 07, con un 15 por ciento de cobertura vegetal, superficie de 44,56 metros cuadrados. Ubicada en el lecho de la cárcava en el final del tercer tercio. Suelo ligéramente disgregado, relieve cóncavo, no recibe aportación externa de agua.

Orientación 70N, NE, pendiente del 6,27 grados, 13,0 metros de ancho y 3,42 metros de largo, pedregosidad superficial de 15 por ciento.

Procedimento para la medida de la erosión: trampa-hoyo.

La pérdida total de suelo durante el periodo de estudio fue la correspondiente a una lámina de 2,02 milimetros de espesor, que transformada en volumen equivale a 0,09 metros cúbicos.

Parcela 09

Situada a lo largo de los 120 metros del cauce, 0,5 metros de anchura, 60 metros cuadrados de superfície, pendiente media de 14 grados, lecho revestido por material de granulometria variada: desde la fracción fina hasta cantos rodados.

Cobertura de 10 por ciento de vegetación, relieve cóncavo, recibe aportación de agua de la superfície externa, orientación 70N, NE.

Procedimento para la medición de la erosión: estacas.

La pérdida total de suelo durante el período de estudio, considerando la alternancia entre erosión/sedimentación, fue la correspondiente a una lamina de 120,11 milimetros, que transformada en volumen equivale a 7,20 metros cúbicos.

Las caracateristicas de cada parcela y de las pérdidas totales de suelo observadas durante el período de estudio se encuentran en el cuadro 49 Caracterización de parcelas y resultados en la cárcava del trigál.

180

Cuadro 49: Caracterizacion de parcelas y resultados (cárcava del trigal).

Parcela Sist.

Car.

Orient. Pend. Superf. Relieve Cob.

Veg.

Pedr. Lamina Perdida Volumen * Masa **

#

Norte

grados

M2

Tipo

(%)

(%)

(A)

(mm)

(B)

(mm)

(A) (B) (A) (B)

01 3/3 331 23,0 3,00 Plano 0,0 10,0 10,50 15,50 105,00 155,00 157,00 232,50

02 3/3 151 57,0 1,40 Plano 0,0 12,0 9,32 15,66 93,20 156,60 139,80 234,90

03 33 45 8,5 3,00 Concavo 0,0 18,0 -7,43 12,96 -74,30 129,60 -111,40 194,40

04 2/3 292 42,8 1,50 Plano 0,0 8,0 40,0 44,50 400,00 445,00 600,00 667,50

05 2/3 112 32,3 2,20 Plano 0,0 10,0 11,50 22,00 115,00 220,00 172,50 330,00

06 1/3 158 19,6 16,80 Plano 0,0 20,0 6,66 32,82 66,60 328,82 49,29 99,90

07 3/3 70 4,0 8,26 Concavo 14,0 15,0 1,21 - 12,10 - 18,15 -

08 3/3 70 6,3 44,56 Concavo 15,0 15,0 2,02 - 20,20 - 30,30 -

09 1-3/3 70 14,0 60,00 Concavo 10,0 95,0 120,11 185,36 1202,10 1853,60 1801,60 2780,40 Nota:

(A) – Procedimento que considera la media de todos los dH´s (+,-) (B) - Procedimento que considera la media de los dH´s (+) * - Metros cubicos/Ha periodo de estudio ** - Toneladas/Ha periodo de estudio

181

Se observó una gran variación entre las alturas de las láminas de pérdida de suelos en las diferentes parcelas de la cárcava, que responden a la acción de las tormentas, asociada a la interacción de factores que actúan en los procesos erosivos.

El procedimento (A) del cuadro 49 consiste en la suma de los valores medidos de los dH's obtenidos en cada parcela en los diferentes turnos.

El criterio de selección e instalación de las 9 parcelas se basó en la representatividad de los diferentes tramas especificas de la cárcava. Se evaluaron las siguientes caracteristicas:

-Pendiente de la pared.

-Longitud de parcela/pared.

-Orientación. -Situación relativa.

-Pedregosidad.

-Procesos erosivos.

Esto permitió considerar el comportamento de los procesos erosivos de las parcelas como semejantes al de determinados segmentos de cárcava, supuestos homogéneos (zonas homogeneas).

Extrapolando los resultados obtenidos por el procedimento (A) a las zonas homogeneas, se obtuvieron 24,218 metros cúbicos de pérdida de suelo, que corresponde a 16,14 t/cárcava.periodo de estudio ó 271,8 t/Ha.periodo de estudio.

Dado que la zona cubierta con vegetación no fue muestreada, se consideró su pérdida equivalente a la de la parcela situada en frente, donde vegetación es nás abundante.

El proceso erosivo contempla varias etapas, entre ellas las de erosión y sedimentación. En el cuadro 49 se registró el valor promedio de la variación de ambos a lo largo del tiempo en cada parcela, o sea: en un determinado período pudo haber erosión y sedimentación en estacas distintas, se promedió y acumuló por turno este valor para el total del periodo (procedimento A).

¿Este valor media se puede considerar como efectiva pérdida de suelo?

Algunos autores consideran como erosión cualquier remoción de material de su origen, pudiendo ser transportado a pocos milimetros o varias Kilómetros de distancia. Según este planteamiento la pérdida de suelo es la suma acumulada de las medias de todas las erosiones en los turnos.

..."erosión, por supuesto, significa desgaste, abrasion y se refiere a los procesos de degradación y no a los de acumulación y desarrollo del suelo" (Zachar,1982).

Adoptando este planteamiento, se determinó la erosión media por turno y se acumuló por periodo de estudio (procedimento B) .

Extrapolando los resultados del cuadro 49 para las regiones homogéneas de la cárcava utilizando el procedimento (B), se encontró una pérdida total de sólidos de 57,184 metros cúbicos, lo que equivale a 38,12 t/cárcava.periodo de estudio. Este dato transformado a hectáreas equivale a 642,03 t/Ha.periodo de estudio.

Este volumen total de pérdidas de suelo equivale a la abrasión vertical media de una lámina de material edáfico de 1,81 y/o 4,28 centimetros en toda la cárcava del trigal. La diferencia de estas dos cifras se basa en los planteamientos de cálculo anteriormente citados.

Los materiales de granulometria fina y moderada son transportados por suspensión, abandonando de forma casi instántanea la cárcava en cuanto empieza la escorrentia. Cuando la capacidad de transporte del flujo tiende a cera, el sedimento se deposita sobre el lecho, quedando disponible para ser transportado en la próxima crecida.

182

Se midió la concentración de sólidos totales transportados por suspensión durante 263 dias, en el punto de cierre de la cárcava. Se registró escorrentia en 10 oportunidades distintas.

Las concentraciones de sólidos totales observadas en los muestreadores del nivel 1, 2, 3 y de parcelas, están presentadas gráficamente en la figura 48 Precipitaciones & sólidos totales - cárcava del trigal.

Se observa que además de las tormentas del 09/06/88 y 27/06/88 también el dia 23/06/88 se observó un significativo transporte de material sólido en suspensión.

En 2 oportunidades las boquillas de entrada del muestreador de parcelas se obstruyeron con los propios sedimentos. En una oportunidad los muestreadores 2 y 3 también presentaron taponamiento y sus registros fueron descartados.

Los volúmenes de sólidos transportados individualmente por la crecida en suspensión, fueron calculados utilizando informaciones del hidrograma, tiempo de llenado de cada muestreador y de las concentraciones medias de sólidos totales (ver cuadro 50 Pérdida de sólidos en suspensión - cárcava del trigal).

Se completó las concentraciones de los muestreadores 2 y 3 del dia 27/06/88 utilizando la media entre los datos del 1a y 1b.

183

Figura 48: Precipitación & sólidos totales cárcava del Trigal

184

Cuadro: 50 Pérdida de sólidos em suspensión (Cárcava Del trigal).

Fecha Precip. Mustreador Calado Conc. Pérdida

(mm)

Nivel

Vol.

(ml)

Tiempo

(seg)

Máx.

(cm)

Sólidos

(g/l)

Masa

(Kg)

01 04/04/88 14,5 3 500 >140 7,5 1,622 7,20

02 18/04/88 14,1 3 500 >140 5,0 0,802 0,48

03 25/04/88 21,0 3 500 >140 7,5 0,978 2,57

04 02/05/88 7,3 3

2

500

10

>140

1

9,0 8,943

1,800

42,10

05 13/05/88 9,3 3 500 >140 4,0 1,976 2,85

06 18/05/88 5,6 3 360 92 2,0 2,755 0,98

07 24/05/88 13,9 3 193 49 4,0 5,263 10,11

08 09/06/88 45,4 3

2

1b

1a

21

500

700

485

350

6

>140

26

75

53

-

18,0 42,597

29,912

27,847

33,143

86,166

976,36

09 23/06/88 10,4 3

2

21+

500

10

26

>140

1

-

8,0 15,863

14,400

25,423

115,98

10 27/06/88 34,2 3+

2+

1b

1a

21

-

-

500

500

1000

>140

>40

>80

>80

32

30,0 -

-

47,028

52,124

81,853

26,852,09

total 28.010,72 Nota:

+ com problemas

185

Las dos crecidas que presentaron mayor significado en cuanto la proceso erosivo fueron las del 09/06/88 y 27/06/88. Estas emitieron 0,97 y 26,8 toneladas de sedimentos transportados en suspensión.

El procedimento de cálculo de la erosión por diferencia entre láminas de suelo en el tiempo y el método hidrológico (hidrograma más concentraciones de sólidos), presentaron las siguientes caracteristicas:

• Los dos métodos integrados miden sedimentos disgregados en el cauce, en el punto de cierre de la cárcava, además del desprendimiento de su lugar de origen.

• Son complementarios en el estudio de los procesos erosivos y estan parcialmemte superpuestos en la cuantificación de las pérdidas de sedimentos.

• El resultado final obtenido por el procedimento de las estacas, considerando los dos planteamentos, fue de 16,14 y 38,12 t/cárcava.periodo de estudio.

• Por el procedimento hidrológico se calculó la erosión en 28,01 t/cárcava.periodo de estudio.

Finalmente, estas cifras pueden ser consideradas como dentro de un mismo intervalo de confianza, donde el valor media corresponde la obtenido por el procedimento hidrológico.

La cuantificación precisa de los sedimentos producidos por una cárcava es una tarea dificil, dado el caracter efimero de su drenaje y las peculiaridades de sus procesos erosivos. Aún en cuencas experimentales, dotadas de sofisticados equipamientos de medición de los recursos hidricos y de lãs concentraciones de sólidos, se encuentra gran dificultad para calcular la pérdidas de suelos (CEMAGREF, 1987 y JICA,1980).

Los volúmenes emitidos en suspensión por cada crecida en la cárcava del trigal, superan en prácticamente más del doble de los emitidos en la cárcava del retel. Esto se debe a la variación del comportamento de los agentes que actúan en los procesos erosivos: superficie de cárcavas, orientación, ângulo predominante de incidencia de las tormentas de significado erosivo y mayor captación del área externa.

Otros factores pueden interactuar con los anteriormente mencionados, contribuyendo a modificar lãs caracteristicas de los procesos erosivos en el interior de la cárcava.

El estudio e interpretación de estos procesos erosivos es abordado en el próximo apartado.

5.4.4.2.3 - Procesos

Se estudió el comportamiento erosivo de la cárcava del trigal durante el periodo de estudio en diferentes sectores de la pared de la cárcava con pendiente, orientación, longitud y relieve distintos, además del lecho.

Los primeros 70 metros de la cárcava, desde el cauce de la microcuenca, presentan sección transversal tipica en forma de "U", caracteristica de zonas no consolidadas y con idéntica susceptibilidad la proceso erosivo, tanto del suelo como de la roca madre. Además delata el paso de un considerable volumen de agua, responsable del abultado desarrollo de la componente vertical de la cárcava.

El origen de esta cárcava y la del retel está relacionado con la actividad antrópica en el pasado.

La principal diferencia entre ambas consiste en el continuado laboreo de la tierra en la cima de la vertiente. Esta actividad ha demostrado ser el principal agente causante del incremento del proceso erosivo en la cárcava.

La cárcava del trigal sigue siendo hoy en dia el canal de desague del excedente de agua producido en la zona agricola, concentrando y conduciendo gran volumen de escorrentia por su interior.

La cárcava del retel se encuentra en una fase claramente regresiva, mientras que la del trigal

186

presenta intervalos de fuerte actividad, aunque su comportamento general sea similar a una cárcava en regresión.

La estabilidad de sus procesos erosivos es precaria y resulta fácilmente desestabilizada por una fuerte tormenta.

En el presente periodo se observaron 2 tormentas de fuerte intensidad (tiempo de recurrencia > 10 anos), precedidas por periodo seco y húmedo respectivamente, además de otras lluvias consideradas comunes (tiempo de recurrencia < 2 anos). Por ello se pudo evaluar el comportamiento del geodinamismo torrencial en casi todas sus facetas.

En un pasado reciente (1972), la longitud del eje principal de la cárcava era 2 -3 metros menor que la actual.

El campo es laboreado en el sentido de la pendiente, con un trazado muy particular: El tractorista utiliza la cárcava como punto de referencia para dividir el campo en 2 áreas de labranza, pasando además dos veces la punta de mayor profundidad del arado por la linea que define el borde de cada área. Esto, unido a la información anterior, hace que se produzca un surco de unos 30 - 40 centimetros de profundidad, en la linea divisoria de las zonas, que seria como una prolongación del eje principal de la cárcava en la zona cultivada. Este surco capta el excedente de agua y lo conduce a la cabeza de la cárcava, que lo encauza hasta el cauce de la microcuenca.

Este hecho justifica la forma atilada y puntiaguda de la cárcava entre los 80 y 120 metros a partir del lecho de la microcuenca.

El tractorista aprovecha al máximo la superficie para el cultivo, llegando a aproximar el paso del arado al borde de la cárcava incluso menos de 10 centimetros. Como consecuencia de esto, se produce un desnivel entre la superficie arada y el borde de la cárcava que alcanza actualmente una altura media de 12 centimetros. Esta altura es suficiente como para impedir que actualmente la escorrentia ingrese por la cabeza de la zona puntiaguda y afilada de la cárcava.

Este hecho ha provocado las siguientes consecuencias basicas:

a) Aislamento hidrológico de la cabeza de cárcava de la zona cultivada, contribuyendo a estabilizar su desarrollo longitudinal.

b) Creación de un canal de drenaje lateral, que tiende a profundizar con el tiempo, aumentando el desnivel entre la zona de cultivo y la cárcava original. Además este canal desvia todo el excedente de agua de la zona de cultivo a la lateral de lã cárcava (80 - 90 metros desde el lecho de la microcuenca). Contribuyendo a ensanchar lateralmente la cárcava vieja, a partir del nuevo cauce generado.

La presencia del cultivo de secano próximo a la cabeza de la cárcava, trajó como consecuencia un desarrollo diferenciado de su superficie. Se observan progresiones laterales sucesivas a partir de los últimos 10, 30 y 78 metros. Las progresiones longitudinales obedecen al comportamento patrón observado en las demás cárcavas (ver figura 49 Esquema de la evolución de la cárcava del trigal).

La evolución longitudinal de las cárcavas se verifica en niveles sucesivos que dependen de la magnitud de las lluvias y principalmente de la estabilidad momentánea de la cárcava.

187

Figura 49: esquema de la evolucción de la Cárcava de Trigal.

188

La cárcava del retel se encuentra con nível de desarrollo correspondiente a A,B3,C3. La presencia de la fuerte tormenta del 27/06/88 apenas causó modificaciones en su forma interior.

La cárcava del trigal se ecuentra en el nivel A,B5,C5 pasando para A,B5,C6. En cuanto a su desarrollo lateral se observó una profundización del cauce secundário (número 3 del iten b).

Las sucesivas modificaciones laterales de la direccióln del flujo de agua externa a la cárcava han provocado expansiones laterales especificas en determinados sectores, además de dejar bloques de la vertiente intactos, totalmente desconectados de la misma, en el interior de la cárcava. Este material es incorporado a las pérdidas de suelos, por la acción de la socavación del lecho, fenómeno también conocido como erosión en cascada (Peralta, l977).

Aprovechando el aislamento hidrico entre la superficie afilada de la cárcava y la superficie del cultivo, se evaluó el papel que la cabeza de la cárcava juega en los procesos erosivos.

La instalación de la parcela 08 en el interior de la cabeza de la cárcava, permitió evaluar el comportamiento erosivo de este tramo, además de relacionarlo con toda la cárcava.

Estos 44,56 metros cuadrados de cabeza de cárcava están muestreados por una trampa-hoyo de sedimentos más 2 estacas dispuestas a una distancia de 2 metros entre si(parcela 08).

Durante los turnos I, II y III en la parcela 08 no se observaron modificaciones en la profundidad del lecho en este tramo de cárcava. En el turno IV la estaca próxima a la trampa-hoyo presentó aterramiento de l2 milimetros, pero .la otra estaca situada a 5,4 metros de la trampa-hoyo permaneció con la altura original. Antes de este momento, la trampa-hoyo se encontraba con un volumen de sedimentos despreciable: Después de la tormenta del 09/06/88, presentó un aterramiento de aproximadamente 5 Kilogramos.

Esta tormenta generó escorrentia con potencial de acarreo suficiente para transportar los sedimentos depositados sobre el lecho y parte de los sedimentos de las paredes de la cárcava. Estos sedimentos fueron parcialmente depositados en el lecho sin que pudieran llegar a la trampa-hoyo.

Parte de este mismo volumen, l0 milimetros depositados próximos a la trampa-hoyo, asociados al material oriundo de las paredes, fueron los responsables de los l0 kilogramos de aterramiento de la trampa-hoyo, además de la sedimentación de 3,5 milimetros en la estaca más lejana del hoyo durante la tormenta del 27/06/88.

La asociación entre la actividad erosiva y los procesos de erosión y acumulación en la superfície ya discutidos, fue complementada con un análisis granulométrico del suelo de la pared de la cárcava y del material depositado en el interior de la trampa-hoyo (ver figura 50 Curva granulométrica de la cárcava & interior trampa-hoyo - parcela 08).

La relación entre diámetros al 40 por ciento del material de las 2 muestras es de 8 veces mayor en el material de la pared de la cárcava.

40

40

d

d

)2(

)1( = 8

donde:

(1) pared cárcava

(2) interior trampa-hoyo

Esta conclusión demuestra la gran importancia que posee la erosión por salpicadura en el arrastre de los materiales finos de las paredes de la cárcava.

La separación de los procesos de disgregación por salpicadura y transporte, para determinar el proceso que tiene mayor significado en las pérdidas del suelo, es dificil de evaluar cuantitativamente

189

en un estudio como el presente.

El mayor incremento de las pérdidas de suelo ocurre cuando aumenta la turbulencia del flujo que transporta los sedimentos y, más especificamente, cuando el flujo tiene profundidad de 10 - 12 milimetros, donde el efecto de la salpicadura es fuertemente inhibido por la columna de agua del flujo (Mirtskhulava,1970; citado por Zachar,1982).

La figura 50 también sirve para demostrar la eficiencia de la trampa de sedimentos, puesto que se observó una gran retención de sedimentos de granulometria fina. Esto fue corroborado por la escasa fuga de agua del hoyo, observada en el campo con ayuda de paja de trigo puesta sobre el lugar del vertido de la trampa-hoyo.

Ahora bien, los sedimentos gruesos en el interior del hoyo son los teóricamente esperados, pués la distancia del recorrido más largo hasta la trampa-hoyo es de apenas 13 metros. Esto no permite una gran disgregación de los sedimentos transportados.

En la parcela 07, la distancia de mayor recorrido de los sedimentos es de 3,00 metros, con una pendiente del 7 por ciento. El comportamiento de los sedimentos depositados en el interior del hoyo y los de la superfície (8,26 metros cuadrados) fue distinto al de la parcela 08. Se observó distribuiciones de granulometria prácticamente iguales (ver figura 51 Curva granulométrica de la superfície & intérior de la trampa-hoyo parcela 07 - fracción fina) para ambas muestras.

190

Figura 50: Curva granulométrica de la carcava & interior trompa-hoyo (parcela 08)

191

Figura 51: Curva granulométrica de la superficie & interior de lo trampa – hoyo (parcela 07).

192

La relación entre diámetros al 40 porciento es de 1,25 veces superior:

40

40

d

d

)2(

)1(= 8

donde:

(1) superficie captación

(2) interior trampa-hoyo

Entre las posibles causas que justifican este resultado se encuentran:

-Mayor encostramiento de la superficie del suelo en la parcela 07.

-Condición de antiguo lecho de desvio del excedente de agua del cultivo de secando

-Mejor redistribuición de las arcillas y materiales coloidales.

-Bloqueo de los orificios existentes en el suelo.

La asociación entre el encostramiento y el taponamento de los poros en la capa superficial del suelo genera mayor escorrentia, que en este caso no está asociada a una mayor pérdida de suelo por metro cuadrado de superficie muestreada.

Los 1,8 kg/metro cuadrado de pérdida de suelo en la parcela 07 y los 3,0 Kg/metro cuadrado en la parcela 08 caracterizan la mayor resistencia del suelo en la parcelas 07. La justificación de este hecho se basa en la presencia de una minima cohesividad del suelo en la parcela 07, 10 que dificulta su disgregación y consecuente pérdida de suelo.

Esta parcela produjo 9 kilogramos de sólidos, 3 en la tormenta del 09/06/88 y 6 en la del 27/06/88. Este dato refleja una abrasión vertical total de 1,21 milimetros durante el periodo de estudio.

Otra justificación de este hecho seria la diminuta distancia de transporte del sedimento disgregado (menos de 3,00 metros): que no dá oportunidad de que sus estructuras originales se quiebren, pues es atrapado en el hoyo en el momento de su separación del suelo.

La última justificación se debe a las caracteristicas inherentes al perfil de un suelo en una zona de aproximadamente 10 centimetros (parcela 07), y O -50 centimetros de profundidad (parcela 08). En la segunda hay un predominio de mayores profundidades, pues el fondo y el principio de ladera están a cotas que varian entre 30 y 50 centimetros.

Al analizar toda la muestra, incluyendo la fracción gruesa, se observó un comportamento similar al de la parcela 08 (ver figura 52 Curva granulométrica de la superficie de captación & hoyo-trampa / parcela 07).

Las caracteristicas de los sedimentos producidos por la erosión laminar varian en función de la textura y de la agregación del suelo. Suelos de textura fina producen sedimentos gruesos, debido a que muchos de las sedimentos finos estan considerablemente agregados (Meyer,1985).

Estos agregados tienen una densidad de 2,0 gramas por centimetro cúbico y usualmente un mayor contenido de arcilla que las suelos in situ (Meyer,1985).

El comportamiento de los procesos erosivos varia de un punto a otro en la cárcava. Estan supeditados a la interacción entre los factores activos y pasivos involucrados en el proceso, por lo que se analizó individualmente cada parcela a luz de los resultados obtenidos.

Situadas en la parte superior de la cárcava se encuentran las parcelas 01; 02; 03.

La parcela 03 esta situada dentro de la principal toma de agua del área externa a la cárcava, y su comportamento estuvo fuertemente influido por la escorrentia de la zona del cultivo.

En los dos primeros turnos del periodo de estudio no se registraron aportaciones hidricas de la zona de cultivo. Se observó erosión media de 12,96 milimetros. Durante las turnos III, IV y V, con

193

presencia de escorrentia externa, se produjo un aumento de las sedimentaciones en el interior de la parcela 03; 16.6 ;4.3 y 16.5 milimetros respectivamente.

Cuando la escorrentia es única y exclusivamente generada en la parcela, se observó predominio de érosión. Cuando proviene de la superficie externa predomina la sedimentación.

Dos conclusiones importantes se pueden deducir:

a) Predominando la sedimentación, la tendencia es bloquear el paso del agua, que buscará otro sitio con mayor desnivel y formará otro brazo de drenaje (discutido en el esquema de la evolución de la cárcava del trigal). Esta provocará un aumento de la superficie de la cárcava.

b) El gran volumen de sólidos transportados desde la superficie externa, asociado a la fuerte pendiente del drenaje secundaria, confieren un gran poder de abrasión que provoca una fuerte socavación del fondo del cauce secundario.

194

Figura 52: Curva granulométrica de la superficie de captación & trampo – hoyo (parcela 07).

195

Las parcelas 01 y 02 componen la sección transversal de la cárcava, a 95 metros del cauce de la microcuenca.

El comportamiento de ambas parcelas fue similar, produciéndose alternancia entre erosión y sedimentación independiente de los turnos.

La parcela 01 presentó una mayor erosión respecto a la 02 (diferencia = 1,18 milimetros), lo que no permite deducir que fue como consecuencia de su mayor longitud (diferencia = 1,60 metros) o por su exposición NW.

Las parcelas 04 y 05 componen otra sección transversal de la cárcava situada a 89 metros del cauce de la microcuenca.

Se observó una nitida predominancia de la fase erosión en la parcela 04, principalmente en los turnos IV y V, cuando se verificaron las tormentas de mayor significado erosivo.

En la parcela 05 se observó un sincronismo de los procesos erosivos similar a los de la parcela 01 y 02.

A pesar de su menor longitud, la parcela 04 presentó mayor pérdida de suelo que la parcela 05. El motivo probable está relacionado con su mayor pendiente. La orientación no favorece al impacto directo de las tormentas de dirección SW.

La parcela 06, situada a 26 metros del cauce de la microcuenca, presenta uniformidad en cuanto al comportamiento erosivo se refiere. Cuando se produjo erosión en la estaca superior, tambien se observó en la estaca situada 1 metro abajo. Esto mismo es válido para el comportamento de la sedimentación.

Esta abrasión vertical uniforme puede ser consecuencia de la gran longitud (8,4 metros) de la pared de la cárcava, debido a la cual se pueden uniformizar los procesos erosivos.

Esta uniformidad se quebró en el V turno, cuando la estaca superior sufrió erosión de 71,0 milimetros y parte de este material fue depositado en la estaca situada abajo (15,0 milimetros).

El cauce de 120 metros de longitud presenta 4 tramas especificas en la cárcava, caracterizados por sus comportamentos erosivos semejantes.

El primer tramo corresponde a la parte alta. Comprende 30 metros, distando 90 metros del cauce de la microcuenca. Se observó poco movimiento vertical de tierra en el cauce, erosión media de 6,0 mm y 6,10 milimetros de sedimentación media.

El resultado media total del proceso erosivo en el tramo fue 0,10 milimetros de sedimentación, lo que evidencia la gran estabilidad del cauce en este sector durante el periodo de estudio.

El segundo tramo es de 20 metros, situado a 70 metros del cauce de la microcuenca. Se trata de la zona de mayor pendiente del lecho de la cárcava. Se observó un desnivel del 33 por ciento entre los extremos del tramo, aunque localmente, cerca de la estaca 81, el desnível es del 70 por ciento.

Este tramo presentó un acúmulo medio de 23,2 milimetros en su parte superior y una fuerte erosión en todo el resto del tramo (erosión media 388,8 milimetros).

En la crecida del 27/06/88 este tramo acusó 192 milimetros de erosión en la estaca 80 y aproximadamente 2 metros en la estaca 81. Hubo un avance de aproximadamente 1,95 metros de esta zona de fuerte pendiente hacia la divisoria de aguas de la vertiente. Este avance se debió a la fuerte crecida registrada en la cárcava en el dia 27/06/88 (ver lineas descontinuas en la figura 46).

En oportunidades anteriores ya se habian registrado fuertes erosiones: 62,0, 12,0 y 30 milimetros en los turnos II, III y IV respectivamente.

El desarrollo espacial de la cárcava del trigal es inapreciable en el tiempo, pero el avance vertical del cauce en su tramo medio fue muy grande. No se pueden comparar, a pesar de todo, a los obtenidos por Blong (1970), Peterson (1950) y Brice (1966), este útimo autor registró un avanze de 228 metros entre los anos de 1937 y 1952, de los cuales 107 metros fueron en apenas una tormenta en el

196

ano 1951.

El tercer tramo es de 64 metros, empieza a 8 metros del lecho del cauce de la microcuenca y presenta alternancias entre los dos procesos principales estudiados, con predomínio de la sedimentación (altura media = 48,8 milimetros). Es una zona caracterizada por gran transporte y sedimentación parcial.

La erosión media fue de 19,4 milimetros y se verificó en apenas el 34 por ciento de las lecturas, mientras que la sedimentación ocurrió en 66 por ciento de las veces. La modificación vertical media del lecho fue de 2,9 centimetros de aterramiento.

El último tramo es de 6 metros y se trata de una zona de sedimentación. Se situaron 4 estacas transversalmente al lecho para evaluar la altura media de sedimentación (31,7 milimetros).

En este tramo se observó sedimentación durante todo el período de estudio.

Los ciclos de los procesos erosivos representados en la figura 39 también se observaron en la cárcava del trigal.

Del sumatorio de las láminas medias de pérdida de suelo en las 4 fases de la referida figura se puede afirmar con el 95 por ciento de probabilidad, que está comprendido entre 2,38 +/- 1,29 centimetros. Se utilizó el procedimento estadistico de calculo de intervalos de confianza empleando la distribuición "t" de Student.

En la tormenta del 07/06/88 también se encontró una variación de la concentración de sólidos totales captados en distintas cotas de muestreo por los muestreadores. Fue similar a la presentada en la figura 40.

Las magnitudes de las diferencias fueron menores que las observadas en la cárcava del retel, como se puede observar en el cuadro 50. Sus justificaciones son semejantes a las de la cárcava del retel, con la reserva de que en la cárcava del trigal existe mayor oportunidad para la quiebra de las estructuras del material erosionado dada su mayor extensión (120 metros). El volumen de sólidos finos del cultivo también contribuye para aumentar las concentraciones en el punto de cierre de la cárcava del trigal.

Una muestra integrada de aproximadamente el 20 por ciento de todos los sedimentos captados en los muestreadores permitió determinar la composición media de los sólidos que abandonan la cárcava transportados basicamente por suspensión.

Su composición granulométrica está constituida de un 46 por ciento de arcilla, 36 por ciento de limo y 18 por ciento de arena (ver figura 53 Curva granulométrica de muestras de sólidos transportados en suspensión en la cárcava del trigal). Contrastadas con los mismos datos obtenidos en la cárcava del retel, reflejan 1,09 veces mayor contenido de la fracción fina que en esta última cárcava.

Esta diferencia, a pesar de no ser muy grande es significativa, pues se debe principalmente al contenido de arcilla, 1,45 veces mayor.

Su justificación se basa en el mayor tramo recorrido por la mezcla, el mayor caudal por crecida y a la aportación de sedimentos finos del área externa. El fuerte gradiente altitudinal del lecho confiere gran torrencialidad a la cárcava, contribuyendo al fracturamento de los agregados transportados y aumentando el contenido de la fracción fina.

Considerando la misma relación entre pérdida total de materiales transportados por suspensión y acarreo de la cárcava del retel, se calculó separadamente las clases granulometricas liberadas durante el periodo de estudio (ver. cuadro 51 Pérdida de sedimentos -cárcava del trigal).

197

Figura 53: Curva granulometrica de muestras de solidos transparentes en suspension en la carcava del trigal

198

Cuadro 51: Pérdida de sedimentos en la Cárcava del trigal

Fecha Prec. Kilogramos

Arcilla Limo Arena

Susp. acarreo Susp. acarreo Susp. acarreo

01 04/04/88 14,5 3,31 - 2,59 - 1,30 -

02 18/04/88 14,1 0,22 - 0,17 - 0,09 -

03 25/04/88 21,0 1,18 - 0,93 - 0,46 -

04 02/05/88 7,3 19,37 - 15,16 - 7,58 -

05 13/05/88 9,3 1,31 - 1,03 - 0,51 -

06 18/05/88 5,6 0,45 - 0,35 - 0,18 -

07 24/05/88 13,9 4,65 - 3,64 - 1,82 -

08 09/06/88 45,4 449,13 - 351,49 - 175,74 -

09 23/06/88 10,4 53,35 - 41,75 - 20,08 -

10 27/06/88 34,2 12351,95 133,72 9666,75 87,37 4833,38 195,83

totales 13.018,64 10.171,23 5.236,97

199

Las pérdidas de sólidos de la carcava fueron: arcilla (13,02 toneladas), limo (10,17 toneladas), arena (5,24 toneladas) y fracción gruesa (2,68 toneladas). La masa total constituye 31,11 toneladas/periodo de estudio.

A pesar de ser la arcilla el elemento mas facilmente exportable por la acción de las tormentas, se observó un mayor contenido de arcilla en la pared de la carcava en los primeros 10 centimetros de profundidad.

La relación entre porcenajes de las fracciones arcillas de la pared de la carcava y del suelo del barbecho, en la misma profundidad, fue superior 1,63 veces (ver figura 54 Curva granulometrica suelos: matorral, cultivo de secano y pared de ia carcava).

Utilizando el diametro al 40 por ciento, indice recomendado por Zachar(1982), para este tipo de comparaciones, se observa un comportamento similar entre la relación granulométrica del cultivo de secano y el matorral, siendo el diametro del primero 1,07 veces mayor que del segundo.

40

40

d

d

)2(

)1(= 1,07

donde:

(1) Cultivo de secano

(2) Matorral

El diametro del grano de la pared de la carcava es 1,84 veces superior al del matorral, utilizando la misma relación entre diametros (d40). Conclusiones estas que reflejan la degradación del material edafico de la carcava.

40

40

d

d

)2(

)1(= 1,84

donde:

(1) Pared de la carcava

(2) Matorral

El matorral presentó 0,5 veces menos contenido de arcilla que el suelo de la pared de la carcava.

Este dato es parcialmente justificado por la naturaleza sedimentaria de la formación geológica en la zona, que contiene un alto contenido de arcilla. El mayor tiempo de exposición a la acción de la intemperie sobre la vertiente juega un importante papel, pues permitió el arrastre de las arcillas de la vertiente en tiempos pasados. El material edáfico de las carcavas se encuentra constantemente en fase de renovación, pues la erosión arranca las capas superficiales dejando nuevas capas con mayor contenido de arcilla.

200

Figura 54: Curva granulométrica de los suelos Matorral, Cultivo de secono y pared de la cárcava.

201

Actualmente, con el nível incipiente de estabilidad de los procesos erosivos logrado por el matorral y el pinar en la vertiente (SW), y por el matorral y las piedras en esta vertiente (NE), se espera que las propiedades texturales del suelo se estabilizen con un ligero mayor contenido de elementos finos en las vertientes. De hecho, en la vertiente de la cárcava del retel se refleja la eficiencia protectora del matorral al suelo (ver figura 55 Granulometria de los suelos de las vertientes NE & SW).

La vertiente SW presenta mayor fracción fina que los de la vertiente NE. Este resultado demuestra la menor pérdida de elementos finos del suelo en esta vertiente y corrobora los hechos de que los factores erosivos dominantes en la zona son: dirección y orientación de las lluvias, además de las caracteristicas inherentes a los suelos que reciben más y menos sol durante todo el ano.

202

Figura 55: Granulometría de los suelos de los vertientes NE & SW.

203


Utilizando el mismo procedimento empleado para el estudio de la dinámica de los procesos erosivos en la cárcava del retel, se desarrollaron los siguientes temas:

− Estudio hidrico de la vertiente y de la cárcava.

− Cuantificación de los procesos erosivos.

− Estudio de los procesos erosivos.

Esta cárcava presentó gran diferencia en cuanto al comportamiento de los procesos erosivos observados en la cárcava del retel, a pesar de sus escasos 185 metros de separación.

Se observó una dinámica de los procesos erosivos más acusada, que fue relacionada con la presencia del cultivo de secano en la cumbre de la vertiente, asi como con su orientación NE.

Las diferencias principales se refieren al modelado del desarrollo de la cárcava, sección transversal y perfil longitudinal.

5.5 - Microcuenca de Puebla de Vallés

5.5.1 - Descripción

La descripción de las propiedades edáfo-climáticas de esta microcuenca de 33,5 hectáreas se encuentra detallada en el capitulo III de la presente memoria.

En este apartado se discutirán los procesos erosivos que actúan en la microcuenca, excepto los ya discutidos anteriormente en los apartados dedicados a las cárcavas y a las vertientes.

Por lo tanto, se ana1izará más detenidamente los procesos que ocurrieron en el cauce, buscando relacionarlos con otros sectores de la microcuenca.

El cauce de pendiente media de 2,69 grados (4,7 %) y presenta suaves desniveles a lo largo de su longitud (ver figura 56 Cauce y perfil longitudinal de la microcuenca).


Se evaluó el comportamiento de los procesos erosivos a lo largo de los 1.230 metros de longitud del cauce, a través de 65 estacas situadas en diversos puntos de sus secciones transversales.

La distribuición de las estacas en el campo obedeció a criterios especificas para la evaluacián de cada proceso. Las secciones transversales compuestas por 3 estacas situadas en las proximidades del dique permitieron, evaluar la sedimentación producida por cada crecida debida a la reducsión de la velocidad del agua.

La distancia entre secciones transversales tambien varió en función de los objetivos perseguidos. Se redujo las longitudes entre secciones transversales (5 - 10 metros) en las proximidades del dique, y en las regiones que presentaron un ligero ensanchamiento del cauce.

Para las demás circunstancias se utilizó un muestreo sistemático, con las distancias entre secciones de 20 metros.

Las variaciones entre los procesos de sedimentación y erosión en cada estaca en el interior del cauce fueron registradas periódicamente y medidos en las mismas seis ocasiones que en los demás tratamientos.

204

Figura 56: Cauce & perfil longitudional de la microcuenca. Escala horizontal 1:5.000 Escala vertical 1:1.000

205

Se consideró el dique de mamposteria gavionada como punto de cierre de la microcuenca, punto donde el material transportado por acarreo debe de quedar depositado. Para la cubicación de este volumen depositado durante el período de estudio, se utilizó la información de las mismas estacas.

Se estimá el volumen del material retenido aguas arriba del dique desde su construcción (enero de 1983) hasta la fecha del inicio de la toma sistemática de la información de campo (noviembre de 1987).

Fue instalada la misma bateria de 4 muestreadores de caudales sólidos en las proximidades del dique para evaluar la cantidad de sólidos en suspensión evacuados de la microcuenca.

Se midió el calado máximo instantáneo, sección transversal y granulometria del lecho.

5.5.3 - Resultados

Las alturas de las estacas fueron contrastadas entre si restando las lecturas más recientes de las inmediatamente más antiguas, obteniéndose las diferencias en milimetros. Este dato se empleó para evaluar las modificaciones morfométricas de los 1.230 metros de cauce en sus tres tramas especificados en la figura 56.

Estos tramas fueron definidos en función de las caracteristicas de la cuenca. El tramo bajo está ubicado en una zona donde la ocurrencia de cárcavas es minima. El tramo del media coresponde a la zona con más cárcava.s y finalmente el tramo alto presenta pocas cárcavas y un relieve menos abrupto.

Se estimaron los lugares con más tendencia apresentar erosión o sedimentación dentro del cauce y a partir de qué condiciones pluviométricas el cauce produce escorrentia, causando variaciones morfológicas en el cauce.

Los resultados son presentados conjuntamente con la interpretación de los procesos erosivos registrados durante el periodo de estudio.


5.5.4.1 - Balance hidrico

Las precipitaciones medidas en el pluviómetro de la cuenca fueron divididas en 38 periodos menores. Su representación gráfica asociada a los volumenes de mezcla recogidos por los muestreadores en el punto de cierre de la microcuenca, se presenta en la figura 57 Precipitación & escorrentia - microcuenca.

La microcuenca acusó mayor presencia de agua en el lecho del cauce que en las cárcavas anteriomente estudiadas.

A medida que aumenta la superficie de captación en la superficie de la parcela, aumenta la posibilidad de que se presente escorrentia, dado que las condiciones pluviométricas de las lluvias varian para cada evento. Una misma cárcava puede no presentar igual rendimiento hidrico para dos lluvias de la misma magnitud.

La microcuenca registró escorrentia en 11 ocasiones, mientras que la cárcava del trigal presentó en 10 y la del retel solo en 6.

La sección transversal del punto de cierre de la microcuenca es más ancha que la de las cárcavas. Como consecuencia de esto, tan sólo se registró en una única ocasión caudales en los niveles de los muestreadores del nivel 1 (la y lb): 14 y 10 centimetros de calado respectivamente.

206

La transformación de precipitación en escorrentia se realiza principalmente en las 5,10 hectáreas de suelo de la clase hidrologica "D", según la clasificación del Servicio de Conservación de Suelos Americano. Esta zona corresponde a la superficie del lecho del cauce y de las cárcavas de la microcuenca.

Los suelos de clase "B”y "C' contribuyen en la medida que la intensidad de precipitación sea superior a su capacidad de infiltración.

El comportamiento pluviométrico media de la zona se caracteriza por la presencia de tormentas de gran intensidad y pequena duración. Las dos grandes lluvias registradas en los dias 09/06/88 y 27/06/88 fueron de 30 y 20 minutos de duración respectivamente, reuniendo condiciones especiales de erosividad que se encuentran fuera del patrón general de las lluvias erosivas en la zona.

La contribuición del flujo básico a la generación de escorrentia es practicamente nula, dada la elevada tasa de evapotranspiración y el régimen de las lluvias. El flujo hipodérmico puede presentar mayor apàrte, dependiendo del grado de humedad antecedente de las vertientes.

207

Figura 57: Precipitación & escorrentia microcuenca

208

En el dia 06/02/88, con el suelo húmedo debido a los 10,9 milimetros precipitados durante la semana anterior, presenciamos en el campo una tormenta con intensidad de 35,4 milimetros/hora con 7 minutos de duración.

A pesar del suelo húmedo, no se registró escorrentia en las parcelas de la vertiente. Apenas una cárcava de aproximadamente 0,5 hectáreas presentó indicios de escorrentia, quedando su lecho con una lámina delgada (aproximadamente 0,5 centimetros) y discontinua de agua.

El cauce, al igual que la cárcava grande, presentó la misma lámina discontinua de escorrentia. La turbidez del agua de la cárcava fue superior a la de la microcuenca.

En zonas más degradadas, cárcavas con superficie superior a 0,7 hectáreas, con paredes verticales, próximas a la microcuenca, se observó una fuerte escorrentia y un gran transporte de materiales sólidos.

Durante el periodo de estudio se registró escorrentia en 11 ocasiones, de las cuales una no llegó allenar el deposito del muestreador del nivel 3. Esto indica que la duración del hidrograma fue inferior a 140 segundos en el calado de 2 centimetros (sección transversal de 0,80 decimetros cuadrados).

Para el cálculo de la lluvia efectiva se empleó el método del Servicio de Conservación de Suelos de Estados Unidos. Se determinó el número hidrológico teniendo en consideración las 3 clases hidrológicas de los suelos de la cuenca.

El resumen de las caracteristicas medidas y/o calculadas de las escorrentias de la microcüenca es presentado de forma detallada en el cuadro 52 Tormentas & escorrentia en la microcuenca.

Durante el período de estudio se registró un volumen total de lluvia de 622,9 milimetros, producidos en 72 eventos.

A partir del período de ajuste y puesta a punto de la metodologia llovieron 375,9 milimetros en la microcuenca, de los cuales 43,4 escurrieron. El coeficiente de escorrentia fue del 11,6 por ciento.

Tomando en consideración la elevada evapotranspiración media de la zona, se puede asumir que durante estos meses de finales de primavera y verano existe en el suelo un estado casi de permanente de sequedad. Anadiendo su elevada capacidad inicial de infiltración, debido a que su clase textural es franco arenosa, y la buena distribuición espacial de las tormentas durante el periodo de estudio, se puede considerar este coeficiente de escorrentia como dentro del rango teóricamente aceptable.

209

Cuadro 52: Tormentas & escorrentía en la microcuenca

* según ecuación de Manning

Fecha Precip.

(mm)

Direc. Muestreadores Calado Máx.

instant.

(cm)

Sección Máx. inst.

(dm2)

Escorr.

(mm)

Coef. Escor.

(%)

Volumen

litros

Caudal Punta*

l/s

Nivel Vol (ml)

Tiempo (seg)

01 04/04/88 14,5 SW 3 500 >140 3,0 1,40 0,13 0,90 43,55 47,00

02 11/04/88 10,7 - 3 12 5 2,5 2,00 0,01 0,10 0,45 1,00

03 18/04/88 14,1 NW 3 475 120 6,0 12,00 0,22 1,62 73,70 30,07

04 25/04/88 21,0 SW 3 480 121 3,0 1,40 1,74 8,28 582,90 47,00

05 02/05/88 7,3 SW 3 2

500 700

>140 26

9,0 58,50 1,88 25,84 629,80 196,00

06 13/05/88 9,3 SW 3 500 >140 3,0 1,40 1,02 10,96 341,70 47,00

07 18/05/88 5,6 NW 3 2

500 52

>140 2,5

7,5 27,00 0,04 0,77 14,48 79,0

08 24/05/88 13,9 E 3 2

500 35

>140 2,0

8,0 32,00 2,17 15,63 726,95 97,00

09 09/06/88 45,4 SW 3 2

500 690

>140 25

35,0 309,30 8,91 19,63 2.985,52 2.542,00

10 23/06/88 10,4 NE 3 2

500 730

>140 27

9,0 58,50 3,28 31,57 1.098,80 196,00

11 27/06/88 34,2 SW 3 2 1b 1a

500 1000 500 500

>140 >40 >80 >80

54,0 486,00 23,98 70,13 8.033,30 5.307,00

210

Como dato significativo de estas caracteristicas hay que añadir que la microcuenca solo presentó escorrentia en 11 oportunidades durante el periodo de estudio.

Escarré et all (1984) en el "Barranc de l'Avic", en una microcuenca de 55 hectareas, impermeable, con desniveles de 300 metros, cubierta por vegetación compuesta por encinas, determinaron un coeficiente de escorrentia anual del 14,2 por ciento. Analizaron 2 anos de datos y entre las tormentas estudiadas encontraron una de 63,5 litros con duración de dos horas y media, que apenas 0riginó caudal de avenamiento, dado el extraordinario deficit hidrico existente en el suelo durante este periodo.

Las pérdidas por evapotranspiración encontradas en la microcuenca de Puebla de Vallés corresponde al 88,4 por ciento del volumen precipitado, valor que excede a los citados para climas temperados (Swanson et all, 1982) y es del orden de magnitud del máximo citado para la zona de California (Rowe y Colman, 1951).

La generación del hidrograma para la cuenca no fue realizada utilizando el procedimiento de las isocronas, porque el trazado preciso de lineas con igual tiempo de concentración en la microcuenca, recogiendo los efectos hidrológicos producidos por las superficies de las cárcavas, presentó gran incertidumbre, dado que el tiempo de concentración no solo depende de las longitudes fisicas de los recorridos del agua.

La última cárcava de la microcuenca, situada en el punto más lejano del cierre, puede tener menor tiempo de concentración que una zona de media ladera en el primer tercio de la microcuenca.

Se determinó el hidrograma a través del procedimiento desarrollado por Témez para pequenas cuencas (MOPU,1987).

Al igual que en los demás apartados donde se calculó el hidrograma, se utilizó la formula de Manning para cotejar los caudales punta obtenidos por el procemiento de determinación del hidrograma.

Teóricamente esta ecuación no fue concebida para flujo variado, pero es un instrumento de cálculo muy empleado en control de torrentes, y sus ajustes son relativamente bien sancionados por los datos prácticos.

Hattinger(1981) propone un ajuste de la rugosidad entre 0,066 - 0,040 para recojer el 17 - 25 por ciento de reducción de la velocidad del flujo en torrentes con arrastres.

Para concluir la discusión sobre el cálculo del hidrograma, se presenta el caudal punta calculado para el dia 27/06/88 por los siguientes procedimientos: Témez (4,66), Soil Conservation (5,29) y Manning (5,31 metros cúbicos por segundo).

La caracterización del meteoro que genera escorrentia en la microcuenca se representa de forma gráfica en la figura 58 Precipitaciones que generan escorrentia en la microcuenca de Puebla de Vallés.

Al igual que las figuras similares ya presentadas relacionando la precipitación con la escorrentia, es importante destacar que existen las limitaciones Y aspectos positivos ya mencionados.

Comparándolo con las figuras similares obtenidas para la cárcava del retel y trigal se observa que la microcuenca posee mayor susceptibilidad en transformar láminas de lluvia en láminas de escorrentia.

Esta relación no implica una mayor relación volumen superficie transformada en lámina de escurrido. Se observá que la mayor transformación por superficie de la precipitación en escorrentia ocurre en las cárcavas. La variación de esta capacidad depende de otros factores ya discutidos en los apartados de la cárcava del retel y trigal.

La menor lluvia neta en la microcuenca se debe a que el 84,7 por ciento de su superfície corresponde a suelos que tienen capacidad de infiltración moderada o alta. Lluvias de

211

pequenas magnitud son transformadas en escorrentias tan solo por el agua que incide directamente sobre el cauce.

La figura 58 presenta los resultados obtenidos para la microcuenca de Laval, de 86 hectareas, altitud de 850 m.s.n.m., con el 78,8 por ciento de suelo desnudo, precipitación media anual de 900 milimetros, situada en los Alpes Franceses en la Estación Experimental de Draix (CEMAGREF, 1987).

Asi como en la cárcava del retel y Roubine, estos datos reflejan el mejor estado ambiental de la microcuenca de Puebla de Vallés en relación a la microcuenca de Laval.

5.5.4.2 - Erosión


Como se expuso en el apartado anterior, la microcuenca transforma con más frecuencia las tormentas en escorrentias que las cárcavas Y demás sectores de las vertientes.

Como ejemplo, una tormenta de 35,4 milimetros/hora de intensidad Y duración de 7 minutos, precedida por un periodo húmedo, presentó excasa Y discontinua escorrentia, alternando tramas en el cauce con pocos milimetros de calado y tramas humedecidos

212

Figura 58:n Precipitaciones que generan escorrentía en la microcuenca de puebla de valles.

213

Los procesos erosivos de la cuenca vertiente ya fueron detallados en los apartados anteriores, faltando enlazarlos con los del cauce, para hacer integral el estudio del geodinamismo torrencial de Ia microcuenca.

Todos los procesos geomorfológicos que actúan en un determinado tramo del cauce o en todo el cauce de la microcuenca, guardan una relación directa con su funcionamento hidrico.

En el cauce se alternan estados sucesivos de erosión y sedimentación de una forma armoniosa, de modo que muchas veces no nos damos cuenta de lo que está ocurriendo, dado que sus caracteristicas morfológicas presentan una excasa variación temporal, que en el contato periódico con el campo no es perceptible a simple vista.

Para estudiar estas interacciones se instalaron 65 estacas dispuestas de forma estratégica para evaluar las erosiones y sedimentaciones, no solo en el lecho sino tambien en toda la sección transversal del cauce.

Fueron instalados 14 conjuntos de 3 estacas, una en el centro y en ambos bordes, justo donde el máximo caudal suele pasar en tormentas de larga recurrencia.

Estas secciones fueron elegidas por presentar un ligero ensanchamiento del cauce, sintoma interpretado como zona habitual de sedimentación, definida como micro-llanura de sedimentación.

Las estacas situadas individualmente en el centro de la sección transversal, tuvieron como principal objetivo evaluar los procesos ocasionales de erosión y sedimentación que alli ocurrieron.

La figura 56 presenta la situación en planta de las estacas, donde se recoje los sítios cón muestreo de la seccion transversal y los que tienen sólo una estaca en el centro del cauce.

Las secciones transversales próximas la dique presentaron una menor distancia entre estacas, con el objetivo de evaluar mejor los movimientos alli existentes.

El periodo efectivo de estudio se remonta desde 21/11/87, cuando se hizo la primera lectura de las estacas, hasta el 10/08/88, oportunidad en que se hizo la última lectura de las estacas. Este periodo es similar para todas los sectores estudiados de la microcuenca y suma un total de 263 dias.

Se experimentó todo tipo de climatologia durante el periodo de estudio: hubo periodos de sequia, de lluvias débiles, con lluvias fuertes precedidas por larga sequia y finalmente de tormenta fuerte precedída por un periodo húmedo.

Esta gran variación de situaciones climatológicas no exime el caracter preliminar de las conclusiones de este estudio, pues hace falta un mayor período de investigación para sancionar los resultados producidos por este estudio.

El final del tramo alto no fue muestreado debido a que su cauce es angosto, anchura media variando entre 3 - 5 metros, los márgenes y vertientes son de pendientes suaves y presentan abundante vegetación de ribera, lo que se interpretó como lecho estable y por lo tanto con minima actuación de los procesos erosivos.

El tramo media está constituído por un gran número de cárcavas y teóricamente es la zona que más debe presentar modificaciones en su cauce, dado el gran tránsito de sedimentos que por alli pasan.

En el cauce, próximo a cada cierre de cárcava, se situá una estaca con el objetivo de evaluar las modificaciones en el lecho, que pueden ser debidas a las aportaciones de la cárcava y/o a la dinámica de sus propios procesos erosivos.

El tramo bajo presenta el cauce encajado aproximadamente lo metros, cifra ésta estimada en función de la extrapolación del relieve actual de las vertientes. Las vertientes tienen fuerte discontinuidad en las proximidades del cauce. La anchura media varia entre 14 - 16 metros.

214

Las anchuras medias del cauce son proporcionales a lo largo de su recorrido, variando de 5 metros en el tramo alto, lo metros en el tramo media y 15 metros en el tramo bajo.

A estas variaciones se debe el hecho de que lluvias de baja magnitud presentan escorrentia en la microcuenca, pues la mayor superficie del cauce permite más captación y transformación de lluvia en escorrentia.

Como los procesos erosivos en el cauce dependen del volumen y forma del hidrograma, que a su vez está relacionado con una serie de factores de gran variabilidad en la microcuenca, se optá por discutir los procesos erosivos y cuantificarlos de forma conjunta.

5.5.4.2.2 - Cuantificación y procesos

Los cauces torrenciales permanecen secos durante casi todo el ano y súbitamente pueden presentar un gran volumen de sólidos en sus caudales, correspondiente a todo el transporte de sólidos registrado en un rio considerado media durante un largo periodo.

Durante este pequeno lapso de tiempo en que ocurre la crecida, se verifican en el cauce muchos procesos que aún no son totalmente conocidos en los dominios de la hidráulica fluvial.

En el presente estudio se evalúa el estado erosivo del cauce en situación de pre y post tormenta. Se pretende conocer cómo quedará el cauce después de la acción integrada de varias componentes del flujo y del lecho con el paso de una crecida.

Se utilizó los "turnos” como periodos patrón para evaluar los cambios morfológicos del cauce. Las tormentas de cada turno estan especificadas en el apartado de clima de la descrición del área.

El cauce presentó en 109 ocasiones erosión, es decir el 33,5 por ciento de las observaciones totales. Las sedimentaciones se observaron en 92 oportunidades, 28,3 por ciento del total de las observaciones. En 124 veces no se registró variación, totalizando el 38,2 por ciento de las observaciones.

De los 124 dH's iguales a cero, el 50 por ciento se encuentran en el primer turno. Esto indica dos cosas:

− El primer turno no presentó modificaciones en el cauce. − El cauce se presenta en constante movimiento de ajustes, recibiendo y distribuyendo los

sedimentos de las cárcavas, en los demás turnos.

En los turnos en que ocurrieron tormentas normales (tiempo de recurrencia inferior a 2 anos), se observó en el cauce un equilibrio entre los procesos de erosión y sedimentación.

Las variaciones encontradas y sus particularidades especificas fueron descritas individualmente por turnos.

En el turno I hubo erosión en 3 ocasiones, totalizando una altura de 1,3 centimetros, lo que equivale a una erosión media de 4,3 milimetros por estaca afectada.

Las 2 sedimentaciones totalizan 2,1 centimetros, lo que corresponde a una media de lo,5 milimetros por estaca afectada.

El 92,3 por ciento de las estacas no presentaron modificaciones de sus lecturas originales.

Las lluvias ingresadas en este turno totalizan 81,2 milimetros, observándose 2 eventos de aproximadamente 20 milimetros en 24 horas. Todas las precipitaciones fueron de larga duración.

Durante el turno II se observó que el 41,5 por ciento de las estacas presentaron 17,4 centimetros de erosión, lo que equivale a una erosión media por estaca de 6,5 milimetros.

215

El 24,7 por ciento de las estacas no presentaron modificaciones alguna.

El 33,8 por ciento de estacas presentaron suma total de 18,5 centimetros de sedimentación, correspondiendo a una media de de 8,4 milimetros por estaca afectada.

Estas son algunas de las conclusiones obtenidas a raiz del análisis de los datos del II turno:

− Las erosiones (17,4 centimetros) y sedimentaciones (18,5 centimetros) pueden ser consideradas similares en cuanto a sus magnitudes total en todo el cauce.

− Se observó movimiento del lecho en el 75,3 por ciento de las estacas del cauce.

− El proceso de erosión ocurre de forma regional y el de sedimentación de forma menos regional.

− En el tramo bajo se observó mayor sedimentación total (10,2 centimetros) que erosión (7,9 centimetros). La sedimentación media por estaca fue de 8,54 milimetros y la erosión media fue de 4,67 milimetros.

− En el tramo media ocurrió lo contrario: la erosión total fue de 11,06 centimetros y la sedimentación de 5,93 centimetros.

− La erosión media por estaca afectada fue de 11,00 milimetros y la sedimentación de 8,47 milimetros.

− Parte de los sedimentos acumulados en el tramo bajo provienen del tramo media.

− El tramo alto presentó pocas variaciones.

En el turno II llovieron 176,5 milimetros, distribuídos en 21 eventos de baja intensidad y gran duración, además de 3 tormentas superiores a 20 milimetros en 24 horas.

Las contribuciones de só1idos de las cárcavas fueron principalmente de sedimentos finos, que son depositados y retirados de un determinado punto del cauce con relativa facilidad.

El tramo media emitió más que depositó los sedimentos, el tramo bajo depositó más que emitió y el tramo alto recibió y erosionó una pequena lamina. Todas estas evidencias demuestran un sincronismo entre producción y depósito en el cauce para este turno II.

En el turno III llovieron 203,ó milimetros en 25 lluvias de diferentes caracteristicas. Este turno presentó escorrentia en 8 semanas consecutivas, con gran variabilidad en cuanto a las concentraciones de los sólidos totales transportados.

El 66,1 por ciento de las estacas presentaron modificciones de sus lecturas anteriores, predominando la suma total de erosiones (16,4 centimetros) sobre las sedimentaciones (11,0 centimetros).

La erosión media (7,1 milimetros) por estaca afectada fue superior a la sedimentación (5,5 milimetros).

Estas son algunas de las conclusiones obtenidas a través de los analisis de los datos del turno III:

− Mayor precipitación que en el turno II.

− Se observó movimiento del lecho en el 66,1 por ciento de las estacas.

− El predomínio de las erosiones sobre las sedimentaciones es evidente a través del mayor numero de estacas afectadas por erosión (35,4 por ciento), que por sedimentación (30,7 por ciento), o por la mayor lámina total verificada: erosión (16,4 centimetros) y sedimentación (11,07 centimetros).

− En el tramo bajo del cauce se observó similar altura de lamina total de erosión (62,5 milimetros) y sedimentación (55,1 milimetros), las sedimentaciones ocurrieron de forma

216

ligéramente mas puntual (media por estaca afectada 6,11 milimetros), que las erosiones (media 4,81 milimetros).

− En el tramo media se verificá 77,8 milimetros de suma de las erosiones y 55,6 milimetros de las sedimentaciones.

− La erosión se manifestó de forma mas puntual (31,8 por ciento de las estacas), presentando media de 11,1 milimetros. La sedimentación fue mas regional en el tramo media: 50 por ciento de las estacas con media de 5,05 milimetros.

− El mayor volumen de sólidos sedimentados en todo el cauce durante el turno II debió haber sido erosionado en el turno III.

− El tramo media presentó nitido comportamiento erosivo en los turnos II y III.

− El tramo alto presentó 24 milimetros de erosión total en 3 estacas, lo que equivale a 8,0 milimetros de erosión media por estaca afectada.

En el turno IV llovieron 53,7 milimetros de los cuales 45,4 fueron en sólo una tormenta. El suelo se encontraba extremadamente seco, con 14 dias seguidos sin lluvias y una elevada evapotranspiración caracteristica del mes de junio (94,2 milimetros según el método de Thorntwaite).

El 66,1 por ciento de las estacas presentaron modificaciones en el lecho del caulee durante el IV turno, puesto que el sumatorio de las erosiones (9,9 centimetros) fue similar al de las sedimentaciones (10,7 centimetros) en todo el caule.

El 35,4 por ciento de las estacas presentaron erosión que corresponde a una media de 4,3 milimetros, mientras que el 30,7 por ciento de las estacas presentó sedimentación lo que corresponde a una media de 5,3 milimetros.

Estas son algunas de las conclusiones obtenidas a raiz del análisis de los datos del IV turno.

− Turno de lluvia única, con gran intensidad, pero que generó una crecida atenuada por el efecto de la sequedad antecedente del suelo.

− El 66,1 por ciento de las estacas presentaron modificaciones de sus lecturas originales.

− En cuanto a la magnitud total de la lámina erosionada V/o sedimentada, se observó igual tendencia que los demâs turnos anteriores.

− Al igual que en todo el caule, se observó similar lámina de erosión (66,0 milimetros) y sedimentación (65,5 milimetros) en el tramo bajo.

− La única diferencia presentada en este tramo bajo reside en la distribuición ligéramente más puntual en el 30,5 por ciento de las estacas que sufrierón sedimentación, mientras que el 36.1 por ciento de las estacas con erosión presentaron caracter ligéramente más regional.

− Lo mismo ocurrió en el tramo medico El 45,4 por ciento de las estacas presentaron 33,0 milimetros de erosión y el 27,2 por ciento presentó 32,0 milimetros.

− El tramo alto presentó ligera sedimentación (media 3,3 millmetros).

− El gran volumen de materiales sólidos apartados por las cárcavas, transportado en suspensión fue responsable del equilíbrio observado entre los procesos erosivos en el caule. Esto induce a considerar que los transportes por suspensión no afectan o afectan poco la erosión del caule.

En el V y último turno se registró 107,2 milimetros de precipitacibn total, distribuida en 5 tormentas de las cuales una fue de 34,2 milimetros con duración de 20 minutos en condición de

217

suelo con gran contenido de humedad.

Esta tormenta provocá espetaculares modificaciones en el cauce y presentó modificaciones en el 79,9 por ciento de las estacas situadas en el mismo.

Predominó con gran diferencia las sedimentaciones (sumatorio igual a 2,8 metros) sobre las erosiones (sumatorio igual 1,6 metros) registradas en las estacas. Las sedimentaciones ocurrieron de forma regional y totalizaron el 43,0 por ciento de las estacas, las erosiones fueron más localizadas, presentándose en el 36,9 por ciento de las estacas.

Estas son algunas de las conclusiones obtenidas a raiz de los análisis de los datos de las estacas durante la tormenta del 27/06/88 del V turno:

− Turno con dos tormentas, siendo una de excepcional intensidad horaria. Tiempo de recurrencia superior a 10 anos (Elias Castillo y Ruiz Beltran, 1979).

− Además de su gran intensidad, su efecto erosivo fue incrementado por que el suelo se encontraba saturado en el momento de la tormenta.

− Se observá un claro predominio general de las sedimenta- cíones sobre las erosiones en el

cauce.

− Los sedimentos emitidos por las cárcavas fueron sensible- mente superiores a la capacidad de transporte de la crecida en el cauce. .

− Se observá un fuerte transporte de materiales de granulometria gruesa desde las cárcavas. La cárcava del retel presentó 1,13 metros cúbicos de ararreos, constituidos por materiales de granulometria gruesa.

− La asociacibn entre acarreos y transporte de sólidos en suspensión, formando un conjunto de granulometria hetero- génea, contribuyó a la gran modificación de la morfologia del lecho.

− Los 1,2 metros de erosiones totales contrastados con los 2,1 metros de sedimentaciones registrados en el tramo bajo del cauce, asociado a que el 86,00 por ciento de sus estacas presentaron modificaciones de sus lecturas originales, demuestra la magnitud de los procesos erosivos generados por esta tormenta.

− Las crecidas que generan caudales sólidos, principalmente los acarreos, son uno de los principales factores que modifican al morfologia del cauce, no sólo por las sedimentaciones, sino también por las erosiones.

− Las 5 primeras secciones transversales del tramo bajo, dispuestas secuencialmente a distintas longitudes respecto al dique (longitud 75 - 120 metros; ver figura 56), presentaron sedimentación (sedimentación media de 89,9 milimetros).

− Las 5 seguientes secciones (longitud 140 - 220 metros) presentaron erosión. La erosión media fue de 50,1 milimetros.

− Las 6 siguientes secciones (longitud 240 - 355 metros) presentaron sedimentación. La sedimentación media fue de 34,2 millmetros.

− Esta última sección prácticamente coincide con el final del tramo bajo. Está inmediatamente aguas abajo de al cárcava de 0,5 hectáreas de superficie. Parte de los sedimentos emitidos, además de los de otras cárcavas, se depositarón en este tramo de 115 metros de longitude

− La deposición de al fracción gruesa en el tramo 240 - 355 metros, originó un nuevo estado del flujo, que fue el causante de al erosión de 50,1 milimetros en el lecho del tramo 140 - 220 metros.

− Los 89,9 milimetros sedimentados en el tramo 75 - 120 metros, deben de haber sido

218

constituidos por los materiales erosionados del tramo ãnterior, más los sedimentos gruesos transportados por acarreo que se depositarón en el lecho, debido al efecto amortiguador de al velocidad y energia del agua, en función de la presencia del dique.

− A partir de los 375 metros de longitud se observó erosión media de 36,0 milimetros en las 2 secciones del tramo comprendido entre 375 - 395 metros. Dos son los probables factores causantes: el ligero incremento de al pendiente del cauce, y el proceso similar al descrito para el tramo de 140 - 220 metros.

− En las 8 secciones transversales siguientes se observó un predominio de sedimentaciones, con una media de 38,0 milimetros. El tramo está conprendido entre las longitudes 415 -555 metros.

− El tramo 575 - 595 metros no presentó modificaciones.

− El tramo 615 - 655 metros presentó predominio de al erosión, acusando una erosión media de 38,3 milimetros.

− El último tramo estudiado, longitud superior a los 675 metros, presentó pocas variaciones de las lecturas originales, sin definir una tendencia determinada. Esta conclusión coincidió con el criterio de que sus caracteristicas de abundante vegetación de ribera, cauce angosto y márgenes con pendientes suaves son buenos indicadores del estado actual del paisaje erosivo.

Estas conclusiones permiten delimitar una clara relación entre las cárcavas productoras de sedimentos y las caracteristicas de los procesos erosivos en el cauce. Zonas con cárcavas de gran producción de sedimentos, presentan en el cauce inmediatamente aguas abajo tramas con clara tendencia a la sedimentación.

Este material que constituye al mezcla de sólidos más agua pierde al fracción gruesa en esta zona y sigue con más homogeneidad granulométrica. Como el volumen de agua y al pendiente son los mismos, el flujo incrementa su velocidad y busca un nuevo estado de equilibrio, incorporando a su cuerpo materiales del lecho. Esta pérdida de material del lecho fue evaluada en el presente estudio como erosión.

El cauce se encuentra en fase joven de evolución geológica, lo que significa que una zona que presentó sedimentación en esta tormenta, puede presentar erosión en alguna otra tormenta de iguales caracteristicas en el futuro.

En el pasado el cauce pudo disminuir hasta 1,5 metros de profundidad por debajo de su actual nivelo Se observó que el actual cauce esta constituido básicamente por material de relleno, tocando al base del suelo original en el tramo media y alto.

Este hecho, asociado a los surcos provocados por la erosión del cauce, evidencian el nivel incipiente de evolución geológica de la zona y más concretamente del cauce. No existe una pendiente de equilibrio estable en el cauce, pues esta se encuentra en fase de ajuste.

Esta información aplicada a fines de gestión hidrológico-forestal es de gran importancia, pues el hecho de existir un flujo pasando por debajo del cauce topográfico, facilita el escurrimiento de aguas subsuperficiales y genera fenómenos de tubificación en las obras transversales.

En al zona se observó un sifón, por debajo del dique de más de 300 metros de longitud.

La combinación del efecto del sifón y de al erosión remontante provocó al creación y el avance en una única vez de 40 metros de un gran surco, que llegó a al base del dique, descubriendo su zapata, comprometiendo su buen funcionamiento para el futuro. El surco tiene aproximadamente 6 - 8 metros cuadrados de sección transversal.

El análisis de los procesos erosivos que ocurrieron en la microcuenca, asociado al comportamiento de la obra transversal, evidencian que la construcción de rastrillos en los tramos

219

con predominio de erosión, o en el inicio de los tramos con caracteristicas de zonas de sedimentación, podrian presentar una alternativa en cuanto a la protección de los cauces, a los diques de cierre.

Durante el período de estudio el dique presentó resultados efectivos en los 45 metros en sus proximidades, propiciando una retención de 44,96 metros cúbicos de sedimentos.

El volumen de sólidos retenidos en el turno V fue de 44,51 metros cúbicos, correspondiendo al 98,9 por ciento del volumen total de sedimentos retenidos por el dique.

A lo largo del cauce durante la tormenta del 27/06/89 predominó el proceso de sedimentación sobre el de erosión, que fue de distribuición más intensa en determinados lugares.

En las crecidas normales verificadas en la microcuenca se observó lo contrario a lo anteriormente expuesto.

En cada sección estudiada se observaron resultados distintos, que son consecuencia de las interacciones entre todas las fuerzas que actúan en los procesos erosivos.

En el tramo 265 - 525 metros, además de las variaciones generales registradas en los resultados anteriores, se observá la formación de canales de pequena longitud en el interior del cauce. Su probable explicación puede ser la fuerte concentración del agua originada por el acúmulo de los gruesos en la sección transversal del cauce.

En los sectores donde predominó la sedimentación durante el turno V, el volumen total de sedimentos depositados sobre el cauce fue de 49,16 metros cúbicos para el tramo entre 240 - 355 metros de longitud y de 39,90 metros cúbicos para el tramo entre 415 - 555 metros.

El volumen total de sedimentos retenidos en el cauce debido en la última tormenta fue de 89,06 metros cúbicos, que sumados a los 44,52 metros cubicos recogidos debido al dique, totalizan 133,57 metros cúbicos de sedimentos gruesos.

Estos volúmenes depositados sobre el cauce durante el período de estudio, asociados al volumen recogido por el dique desde su puesta en funcionamento (Enero de 1983) hasta Noviembre de 1987, que totaliza 67,95 metros cubicos de sedimentos, demuestran la necesidad e importancia de actuar en el interior del cauce de la microcuenca.

Todos los movimientos registrados en el cauce durante el periodo de estudio, se deben principalmente a los arrastres de materiales con granulometria superior a la de las arenas finas.

Antes y después del periodo de estudio se tomaron muestras del lecho

aproximadamente a 3 metros aguas arriba del dique (ver figura 59 Curva granulométrica

de los sedimentos atrapados en el dique antes y después del periodo de estudio).

La evaluación comparativa de las dos composiciones granulométricas permite concluir:

− La relación diamétrica, al 40 por ciento, refleja que el diámetro después es 1,5 veces mayor que el diámetro de antes del periodo de estudio.

− La composición granulométrica de las dos muestras puede ser considerada similar.

− En ambos los casos la fracción gruesa (diámetro superior 2,0 milimetros) es de aproximadamente el 80 por ciento del peso total.

El 21,4 por ciento de los sedimentos depositados debido al dique están constituidos por diámetros menores de 2,0 milimetros.

Con el objetivo de evaluar comparativamente la capacidad de selección de sedimentos en el dique de mamposteria gavionada, se utilizó la curva granulométrica entre las muestras de aterramiento del dique y del retel recogidas después de la tormenta del dia 27/06/88 (ver figura 60 Curva granulométrica de los sedimentos atrapados en el retel y dique - fracción gruesa).

220

La fracción fina retenida en el dique de malla en la cárcava del retel representa el 10,9 por ciento de todos los sedimentos atrapados, mientras que el dique de mamposteria gavionada retuvo el 21,4 por ciento.

Este resultado es justificablé por la menor pendiente del cauce, mayor volumen en peso de los sólidos en suspensión por volumen similar de agua, además de la mayor sección transversal en las próximidades del dique. Todos estos factores contribuyen a reducir la energia cinética y aumentar las deposiciones de los sedimentos finos en las proximidades del dique. Los gruesos se depositan anteriormente en el cauce.

Esta menor disponibilidad de sedimentos gruesos, la menor capacidad de transporte, radio hidráulico y menor pendiente, son los principales factores que influyen en la menor llegada y consecuentemente menor retención de sedimentos gruesos en el dique, presentando mayor relación entre las fracciones finas/gruesos que el retel.

La relación del diámetro al 40 por ciento demuestra que los materiales retenidos en el retel son 4,44 veces superiores a los del dique.

221

Figura 59: Curva granulométrica de los sedimentos atrapados en el dique antes y despues del periodo de setudio.

222

Figura 60: Curva granulométrica de los sediemntos atrapados en el retel y dique (fracción gruesa)

223

Estos resultados ratifican las discusiones, por lo que se concluye que los cantos rodados emitidos por las cárcavas y vertientes, se quedan depositado en las várias micro-llanuras de sedimentación existentes en el cauce de la microcuenca. Los trozos de piedras que llegan al dique, deben de provenir de sus inmediaciones, o ser transportados desde zonas de erosión en el cauce próximas al dique.

El cauce del retel tiene pendiente de 23 por ciento y una superficie de captación total de 0,0737 hectareas. El cauce próximo al dique presenta pendiente de 4,0 por ciento y su superficie de captación es de 33,5 hectáreas.

Estas características hacen inviable una simple comparación entre estas dos estructuras de retención, pero ofrece un orden de magitud de los tipos de sedimentos atrapados por tormentas similares.

A pesar de haber retenido más elementos finos que el retel, el dique no presentó mejor selectividad en cuanto a la retención de materiales finos (ver figura 61 Curva granulométrica de los sedimentos atrapados en el retel y dique - fracción fina).

Los materiales de granulometria fina y moderada son emitidos de las cárcavas cuando se presenta escorrentía, transportados hasta el cauce pueden o nó llegar al dique.

Las cárcavas pequenas producen menos escorrentia que las mayores y que la microcuenca.

Este caudal producido en las cárcavas posee un gran poder de arrastre, que es minimizado al llegar al cauce de la microcuenca, pues se encuentra con una menor concentración del agua dada su mayor sección transversal. Esta modificación del flujo trae como consecuencia una disipación de la energia de transporte y la deposición de los sedimentos sobre el lecho.

Este hecho se observa con mayor claridad durante las lluvias de baja capacidad erosiva, cuando el lecho del cauce queda cubierto con una capa de arcilla, formando una delgada lámina sellante.

Las tormentas que generan grandes crecidas transportan además de los sólidos en suspensión producidos en las cárcavas el material depositado sobre el lecho dejado por la anterior crecida.

Las grandes crecidas transportan un gran componente de sedimentos procedentes de las cárcavas, mientras las pequenas crecidas suelen transportar los sedimentos depositados en el lecho por las tormentas anteriores.

224

Figura 61: Curva granulométria de los sedimentos atrapados en el retel y dique (fracción fina)

225

Las concentraciones de sólidos transportados en suspensión fueron registradas individualmente por crecida, a través de una bateria de 4 muestreadores situada en el punto de cierre de la microcuenca (ver figura 62 Precipitación & sólidos totales - microcuenca).

Considerando como similares los tiempos de lluvia requeridos para formar una lámina de agua de 2 centímetros en el lecho del cauce y de las cárcavas, asi como su superficie de captación, se evaluaron las concentraciones transportadas por los flujos de estas distintas zonas.

Se empleó el test "t" para medias adaptado a comparaciones de grupos de desigual número de casos y varianzas (Cochran y Cox, 1957).

Los resultados no presentaron diferencias estadisticamente significativas entre medias de las 3 zonas estudiadas para los muestreadores del nível 3, utilizando 0,05 de nível de probabilidad (ver cuadro 53 Comparación entre medias de concentraciones del muestreador - nivel 3).

Cuadro 53 Comparación entre medias de

concentraciones - nível 3

Suma

gr/l

Media

gr/l

Varianza n

Cuenca 86.97 7.91 179.19 11

Retel 71.74 11.95 17.69 06

Trigal 135.76 13.57 374.51 10

La gran diversidad de magnitudes de concentraciones registradas en las áreas estudiadas, y el tamano reducido de la muestra, contribuyeron a aumentar las varianzas internas de los conjuntos de datos. Aún asi, en cuanto a las magnitudes de la concentraciones observadas en cada crecida y refiejadas a través de su valor media, permite observar una menor concentración de sólidos en suspensión por inicio de tormenta para un mismo volumen muestreado en la microcuenca.

Este hecho tiene dos posibles explicaciones:

− Parte del volumen de sólidos se queda depositado en el lecho de la microcuenca.

− El caudal generador del transporte se origina en zonas con distintas disponibilidad de sedimentos.

226

Figura 62: Precipitación & solidos totales Microcuenca

227

Haciendo este mismo análisis para los datos del muestreador del nível 1a y lb, que estan a mayores calados, y utilizando los datos de la tormenta del del 27/06/88, asumiendo que las 11 cárcavas de la cuenca contribuyen en la aportación de sólidos, se encontrótendencia similar, aunque no muy clara, a la observada para los muestreadores del nível 3 (ver cuadro 54 Concentraciones del dia 27/06/88).

Cuadro 54 Concentraciones del dia 27/06/88 (gr/l)

Muestreador Retel Trigal Cuenca

1a 28,82 52,12 31,43

1b 66,52 47,08 49,84

Los datos del cuadro 54 corresponden a las concentraciones de sólidos totales del caudal con la caracteristica común de provenir de zonas distantes del muestreador, una vez que el material lavado de sus proximidades ya fue transportado.

En los 263 dias del periodo de estudio se registraron 11 crecidas en la sección de cierre de la microcuenca, que presentan distintas concentraciones de sólidos en suspensión.

Discutida la relación y transporte de los sedimentos en la microcuenca, su cuantificación es función del hidrograma de cada crecida.

El cuadro 55 presenta las pérdidas de sólidos en suspensión en la microcuenca, que fue calculado utilizando el hidrograma generado por el procedimento descrito por Témez.

El total de las pérdidas de sólidos transportados en suspensión es de 361,15 toneladas en toda la microcuenca, lo que equivale a un volumen de 240 metros cúbicos.

El volumen de sólidos transportados por acarreo y depositado próximo al dique fue de 49,96 metros cúbicos.

El tramo del cauce que sólo presentó sedimentación situado entre las 240 y 355 metros, con 115 metros de longitud, erosión media de 34,2 milimetros y anchura media de 12,50 metros, presentó 49,16 metros cúbicos de materiales depositados.

La segunda llanura de sedimentación tiene 140 metros de longitud, 7,5 metros de anchura media y 38,0 milimetros de sedimentación, presentando 39,90 metros cúbicos de volumen de materiales depositados.

228

Cuadro 55 Pédrdida desólidos en suspensión (microcuenca)

Fecha Precip.

(mm)

Muestreador Calado

Max.

(cm)

Conc.

Sólidos

(g/l)

Perdida

Masa

(Kg)

Nivel Vol.

(ml)

Tiempo

(seg)

01 04/04/88 14,5 3 500 >140 3,0 0,88 27,44

02 11/04/88 10,7 3 12 5 2,5 0,16 0,54

03 1804/88 14,1 3 475 120 6,0 4,23 234,31

04 25/04/88 21,0 3 480 121 3,0 0,58 243,74

05 02/05/88 7,3 3

2

500

700

>140

26

9,0 5,34

2,33

1.541,44

06 13/05/88 9,3 3 500 >140 3,0 1,17 285,86

07 18/05/88 5,6 3

2

500

52

>140

4

7,5 0,38

1,07

8,38

08 24/05/88 13,9 3

2

500

35

>140

2,0

8,0 15,60

2,14

2.834,29

09 09/06/88 45,4 3

2

500

690

>140

25

35,0 12,70

44,75

72.181,27

10 23/06/88 10,4 3

2

500

730

>140

27

9,0 0,93

9,22

5.195,29

11 27/06/8 34,2 3

2

1b

1a

500

1000

500

500

>140

>40

>80

>80

54,0 45,00

39,98

31,43

49,84

278.597,35

total 361.149,91 Kg

229

Las pérdidas totales de sólidos de granulometria gruesa en la microcuenca fueron de 139,02 metros cúbicos.

Este volumen sumado a las pérdidas de sólidos transportados en suspensión totaliza 379,02 metros cúbicos de material erosionado.

De esta cifra total, 289,96 metros cúbicos puede considerarse que efectivamente abandonaron la microcuenca.

Considerando el concepto de degradación especifica aplicado a la microcuenca de Puebla de Vallés, se observaron 1.298,3 t/Km2.periodo de estudio.

Este valor contrastado con los 71,7 t/Km2.ano medidos en el reconocimiento batimétrico del embalse de El Vado entre los anos 1954 Y 1979 (MOPU, 1979), permiten concluir:

− El efecto del tamano creciente de la cuenca (El Vado tiene 426 Km2) es muy importante en la reducción de la producción de sedimentos. Probablemente los sedimentos depositados en el embalse provienen de las vertientes contiguas al vaso de agua.

− Las microcuencas lejanas al embalse del tipo de la estudiada en esta tesis contribuyen en su aterramiento proporcionalmente a las escorrentias (caudales de avenida), y éstas transportan fundamentamente los sedimentos finos que se depositarán parcialmente en el embalse, continuando el resto de la carga aguas abajo de la presa.

− En cuanto a los acarreos no llegarán al rio Jarama, sino que en todo caso se retendrán en la cola del embalse.

Leopold et all (1964) encontraron que aproximadamente el 50 por ciento de los sedimentos producidos en cuencas hidrográficas se retenian en las planícies de sedimentación del cauce y que menos del 7 por ciento se quedaban en el embalse. Basado en este estudio, concluyeron que la medición de sedimentos en descargas de sólidos no es un indicador seguro de los procesos erosivos que se manifiestan en la cuenca, recomendaron desarrollar mejores teorias para relacionar superficie de drenaje y producción de sedimentos.

La relación entre la medicción de sedimentos en un punto de la cuenca y el total actual de sedimentos erosionados aguas arriba de este punto se define como "radio de dispersión de sedimentos - RDS"

Roels (1962) encontró que el RDS varia desde 3 hasta 90 por ciento. Trimble (1977) estimó el RDS en 5 por ciento para grande parte de Georgia y Carolina del Norte.

Pequenas cuencas con suelo altamente disgregable y en elevado proceso de erosión poseen gran eficacia en el transporte de sedimentos, casi igual a cuencas urbanizadas. En estos cauces el RDS es de aproximadamente 100 por ciento (Campbell,1985).

Transformando la pérdida de suelos en lámina de abrasion vertical media en toda la microcuenca, se encontró una altura de 0,86 milimetros.

En realidad las zonas que realmente pierden sedimentos son las cárcavas y el cauce, que totalizan una superfície de 5,10 hectáreas. La abrasión vertical en esta zona fue de 5,6. milimetros.

Varias fueron las estacas que acusaron lecturas superiores a este valor, lo que de cierta forma apoya el procedimiento de cálculo de la metodologia empleada.

La pérdida media de suelos de la zona de estudio calculada por esta metodologia fue de 12,98 toneladas/hectárea.periodo de estudio. Como el período de estudio fue de, aproximadamente un ano se puede decir que este dato coincide con los obtenidos por ICONA (1987) de 12 - 25 t/ha.ano.

Escarré y colaboradores (1984) utilizando el procedimiento de cálculo de la evolución edafogenética desarrollado por Barth (1961), encontraron para Alicante una cifra preliminar de 613 Kg/ha.ano, que equivale a una lámina de 2,4 millmetros de roca en cada 100 anos.

230

Esta cifra puede ser equivalente a la de la microcuenca estudiada, y cuando se contrasta.con los 5,6 milimetros de pérdida anual en las cárcavas, demuestra que si no se ayuda a la naturaleza a revertir el proceso erosivo, éste se extenderá hasta alcanzar equilibrio por retroalimentación positiva.

La zona es pobre en nutrientes, con escasa población y deprimida económicamente, con gran propensión a seguir despoblandose con el tiempo.

Estas condiciones pueden facilitar una mayor actuación del Estado facilitando su potenciación como región de producción hídrica, ya que reúne estas condiciones dada su proximidad a ciudades como Madrid y alrededores, Guadalajara y Alcalá de Henares. Incluso ya existe un proyecto de construcción de un embalse para el abastecimiento de agua.

En caso de concretarse estas perspectivas, esta tesis podria contribuir a la minimización de los procesos erosivos en la zona.

5.5.5 -Comentaria final

Se discutió los procesos erosivos y sus posibles agentes actuantes en el cauce de la microcuenca.

Se concluyó que la zona se encuentra en fase de ajuste geológico y que uno de los principales agentes erosivo es de naturaleza pasiva: el factor erosionabilidad de los suelos.

La vegetación no presenta gran capacidad de recubrimiento del suelo, dadas las escasas condiciones nutricionales del suelo asociadas a las limitaciones de naturaleza climática.

El cauce presentó un variado comportamiento morfológico durante todo el periodo de estudio. Con la tormenta del dia 27/06/88 se puso de manifiesto que existen zonas de nitida tendencia al predominio de erosión o de sedimentación.

Se recomienda utilizar la información generada en el presente estudio para futuras restauraciones hidrologico forestales de cuencas hidrográficas en la región.

Vl - CONCLUSlONES

6.1 - lntroducción

La evolución de los procesos erosivos fue descrita basándose en las interpretaciones del desarrollo del paisaje y en los conocimientos existentes sobre la zona, empleando sobre todo los datos observados en el campo, utilizados como indicadores del estado actual del paisaje y como testimonio de los procesos ocurridos en el pasado.

Las conclusiones de las observaciones realizadas de los procesos ocurridos en la microcuenca durante el periodo de estudio se encuentran en el interior de la memoria. Las conclusiones presentadas en este apartado son de caracter más amplio y fueron divididos en dos categorias: generales y zonales.

6.2 - Conclusiones generales

− Las cárcavas y los procesos erosivos acelerados se remontan a fechas superiores a 150 anos. Su origen es a partir de la intensa actividad antrópica en terrenos con gran susceptibilidad a los procesos erosivos.

− Los procesos erosivos en la cuenca se encuentran en estado de regresión. La producción de sedimentos tiene lugar de forma mayoritaria en sus 11 cárcavas.

231

− Las cárcavas también se enctientran en fase de regresión de los procesos erosivos, pero cada una de ellas posee un nivel distinto de equilibrio y consecuentemente niveles de producción de sedimentos distintos.

− La susceptibilidad de los suelos y principalmente de su substrato son los factores de mayor significado erosivo en la zona. El segundo factor son las tormentas de dirección sudoeste, tormentas huracanadas de gran intensidad instántanea y alta energia cinética.

− La producción de sedimentos de las cárcavas depende de su tamano, orientación y contribuición externa de agua. La cárcava del trigal produjo 3 veces más sedimentos que la cárava del retel.

− Los sedimentos producidos en las cárcavas son finos y fácilmente transportables en las crecidas. Predominando las filitas, lo que facilita su transporte dada la dificultad en sedimentar.

− El principal proceso erosivo en las cárcavas es el transporte, porque el subsuelo se encuentra totalmente disgregado con gran disponibilidad para ser conducido.

− El efecto disgregador provocado por la acción del hielo en las particulas del suelo desnudo alcanzó espesores que varia desde pocos milimetros a 2 - 3 centimetros del perfil edáfico en lugares muy sombreados.

− La pérdida de sedimentos gruesos transportados basicamente por acarreo alcanzó el 20,8 por ciento de las pérdidas totales de los sedimentos de la microcuenca.

− Los resultados de este estudio no pueden ser considerados como valores medios, dado que en el presente ano las tormentas fueron de especial significado erosivo. Como ejemplo se puede citar los 67,9 metros cúbicos de sedimentos retenidos en el dique de cierre desde enero de 1983 hasta noviembre de 1987, y los 49,9 metros cúbicos retenidos desde finales de noviembre de 1987 hasta principio de agosto de 1988. O sea, en menos de un ano hubo un aterramiento que supone el 73,5 por ciento de un periodo de 5 anos. Esta cifra es aún más esclarecedora debido a que el 98,9 por ciento de este volumen de aterramiento ocurrió en apenas una tormenta.

− Los resultados de la cuantificación de las pérdidas de suelos obtenidos por el procedimiento de las diferencias de alturas y por el procedimiento hidrológico, pueden ser considerados como dentro de un mismo intervalo de confianza, considerandose sus magnitudes similares.

− El método de las estacas permite sectorializar las zonas mas criticas o con mayor producción de sedimentos, además de facilitar el estudio de los procesos erosivos.

− La metodologia descrita en el capitulo III queda como un resultado más de este estudio, pudiendo ser perfeccionada y contrastada en laboratório para mejorar los resultados futuros en los estudios de erosión en vertientes, cárcavas y cauces torrenciales.

− Las siguientes caracteristicas permiten encuadrar la microcuenca en una fase juvenil del proceso de desarroll0 geomorfológico: Gran superficie con procesos de erosión acelerada, discontinuidad de las pendientes y movimientos del cauce en fuertes crecidas.

6.3 - Conclusiones zonales

Vertiente del Pinar

− Esta vertiente no presentó erosión perceptible durante el periodo de estudio. El suelo es menos pedregoso y ligeramente más profundo que el de la vertiente opuesta. No presentó escorrentia superficial.

− Existe flujo subsuperficial moderado en la vertiente, lo que asociado a la impermeabilidad del perfil, propicia una mayor susceptibilidad a movimientos en masa.

232

− El estado de vitalidad del pinar en las diferentes posiciones de la vertiente sirvió para ratificar las hipótesis sobre infiltración, escurrimiento superficial y movimientos en masa de la vertiente.

− Basándose en la descripción de las variaciones de los comportamientos de los musgos, piedras sujetas, profundiad y propiedades del perfil del suelo, índice de cabida cubierta y mediciones en parcelas, se definió cualitativamente la hidrologia de la vertiente.

− Se recomienda la implantación de arboles en el sector del barranco próximo al cauce, pues además de disponer de más agua durante el ano, contribuirá en el drenado de la vertiente, disminuyendo el riesgo de deslizamiento, además de aumentar el peso en la base de la vertiente. Vertiente del Matorral

− Como resultado de la intensa labor erosiva en el pasado, los suelos presentan un manto de piedras en su superficie que pueden alcanzar el 100 por cien de la cobertura total.

− En condiciones de igualdad de actuación de los factores erosivos en la vertiente, el principal agente erosivo es la tormenta con dirección sudoeste.

− Las jaras desempenan un papel relevante en la sujección de las piedras sobre el suelo de la vertiente.

− La asociación entre la pedregosidad superficial, pendiente, comportamiento de las lecturas de las estacas y disposición de las jaras, permitieron detectar un sistema de microred de drenajes superficiales en la vertiente. El comportamiento de esta microred facilitó la definición de la hidrologia superficial de la vertiente.

− Los espacios internos definidos por la micro-red de drenaje constituyen sectores en estado de equilibrio. Este equilibrio se ha alcanzado despu’s de muchos anos de intensa pérdida de suelos.

− Los suelos son ligeramente menos profundos que en la vertiente del pinar, más pedregosos y presentan escorrentia superficial. La vertiente tiene mayor evapotranspiración y menor flujo subsuperficial y consecuentemente menor disponibilidad de agua.

− Las escorrentias son conducidas por el complejo sistema de micro-red de drenaje, cuyos lechos se encuentran totalmente revestidos por piedras finas en su interior y gruesas en las bordes.

− El agua que circula por la micro-red de drenaje transporta un contenido minimo de sólidos.

− Las modificaciones de lectura de las estacas se debieron a la presencia de pequenas piedras que se mueven por rodamiento. La erosión en la vertiente es minima.

Cárcava del Retel

− Se encuentra en clara fase de regresión de los procesos erosivos. El principal mecanismo que indujo a la estabilización de los procesos erosivos, reduciéndolos en los niveles minimos fue la disminuición de las contribuiciones hidricas externas.

− Su reducido tamano y su orientación opuesta a la de las lluvias torrenciales (sotavento) también contribuyó positivamente a estabilizar su desarrollo, manteniendo una baja tasa de pérdidas de suelo.

− Aún estando estabilizada, la cárcava presenta un bajo nivel de colonización vegetal. Tan sólo el 8,2 por ciento de su superficie está cubierta con vegetación.

− La tasa media probable de pérdidas de suelo de la cárcava del retel es inferior a 6,8 metros cúbicos/ano.

233

− La producción de sedimentos actualmente es pequena, dado que es baja la capacidad de transformación de precipitación en escorrentia. Cuando se presentan eventos extremos, la relación de pérdida de sedimentos por metro cuadrado de superficie es mayor a la de la cárcava del trigal, dado que existe una gran disponibilidad de sedimentos disgregados aptos para ser transportados.

− La tasa de erosión es uniforme en todas las paredes y en el cauce de la cárcava. La erosión del cauce tambien presentó comportamiento homogeneo. Los sedimentos provienen principalmente de las paredes de la cárcava.

− Se desarrolló un modelo de evolución de los procesos erosivos en el interior de la cárcava, donde intervienen dos actividades fundamentales: transporte y disgregación, asociadós a los principales factores erosivos involucrados en cada una de las 4 fases.

− Los acarreos medidos en la tormenta del 27/06/88 totalizan el 10,0 por ciento de las pérdidas totales de sedimentos de la cárcava.

Cárcava del Triqal

− Presenta origen similar a la cárcava del retel, con la diferencia de que aún hoy en dia se cultiva la superficie superior, por lo que se puede observar un desarrollo continuado de sus procesos erosivos hasta el presente.

− Es una cárcava con mayores niveles de actividad erosiva que la del retel, presentando escorrentia en mayor número de veces.

− En zonas especificas (superficies reducidas) predominan fuertes erosiones. Más de la mitad de los sedimentos emitidos por la cárcava provienen de sus paredes. En algunos tramos predominaron mayores pérdidas de sedimentos en el lecho.

− La tasa de erosión es mayor en la mitad de la cárcava y decrece de forma gradual hacia los sectores mas bajos. En la parte alta las pérdidas son sensiblementes menores.

− La tasa media probable de pérdida de suelos en la cárcava es inferior a 19,8 metros cúbicos/ano.

− El ensanchamiento de la cárcava por las sucesivas modificaciones del curso de agua drenada de la superficie externa, fue recogido en forma de modelo de su evolución en tres dimensiones. Este modelo permite comprender mejor su desarrollo.

− Esta cárcava está situada en la vertiente NE de la microcuenca, que posee mayor número de cárcavas grandes, además de presentar vestigios de mayor erosión en sus laderas. Evidencias éstas, que se relacionan con la dirección predominante de las tormentas de mayor significado erosivo y la escasa vegetación existente, que no puede establecerse por limitaciones de disponibilidades hidricas.

− La abrasión vertical media de las paredes de la cárcava del trigal fue entre 1,0 y 3,6 centimetros durante el periodo de estudio.

− Los sedimentos transportados desde .las paredes de las cárcavas son emitidos instantaneamente para su exterior.

− En situaciones de lluvia normales el cauce de la cárcava generalmente no sufre modificaciones, si bien puede en algún punto presentar ligeras alteraciones.

− La zona de cultivo agricola presenta una gran pérdida de sólidos. Este material es incorporado al cauce de la microcuenca a través de la cárcava, trayendo como consecuencia su ensanchamiento y mayor erosión del lecho.

− El conductor del trator maximiza el uso de la tierra cultivada en la parte superior, aprovechando asi el borde de la cárcava para pasar el arado, con gran riesgo de seguir expandiendo su superficie.

234

− La pérdida total de sedimentos, calculada por el método de diferencia entre láminas de suelo en el tiempo y el método hidrológico, ofreció valores dentro de un mismo intervalo de confianza (16,14 - 38,12 t/cárcava.periodo de estudio).

− Los sedimentos disgregados de las paredes por salpicadura y lavado son fraccionados a medida que aumenta la longitud de su recorrido.

− El cauce de la microcuenca presentó escorrentia más veces que los de las cárcavas.

− En lluvias normales se alternan las magnitudes totales de las erosiones y sedimentaciones.

− En tormentas con intensidades muy fuertes y de corta duración suelen predominar, con ligera diferencia, las sedimentaciones sobre las erosiones.

− En tormentas con intensidad fuerte o moderada, con duración superior a las descritas en la conclusión anterior, predominan las erosiones sobre las sedimentaciones.

− Este equilíbrio entre los procesos erosivos provoca minimas modificaciones en el cauce cuando las tormentas no son extraordinarias.

− Existen zonas con marcada tendencia a sufrir erosión y otras a sufrir sedimentación, pero la gran mayoria de los tramas sufren los dos procesos en periodos alternados.

− En función de la tormenta los procesos pueden ocurrir distribuidos de forma regional en el cauce o de forma casi puntual.

− Después de la tormenta del 27/06/88 se observaron 2 zonas con predominio de sedimentación y 3 con predominio de erosión.

− Los procesos de erosión y sedimentación durante una fuerte crecida están intimamente ligados. Cuando el flujo pierde los acarreos debido a la sedimentación, busca un nuevo estado de equilíbrio socavando el suelo. En el tramo siguiente, vuelve a perder velocidad y depositar materiales, constituyendo una nueva zona de sedimentación.

− Estos procesos son regulados por las escasas diferencias de los gradientes de pendientes del lecho, y principalmente por las próximidades de las cárcavas con mayor l aportación de sólidos transportados por acarreos.

− El volumen de sólidos tranportados por acarreo sedimentado a lo largo del cauce, fue superior al depositado en las proximidades del dique.

− El cauce sigue encajandose sobre el lecho de la microcuenca, esta continuará sufriendo socavavión del lecho y espandiendose lateralmente y en el sentido longitudinal. Este cuadro se manterá debido al incipiente nível de desarrollo geomorfológico de la zona.

Se contrastaroón los resultados de la microcuenca con los obtenidos por el aterramiento del embalse de El Vado. Se llegó a la conclusión de que el "radio de dispersión de sedimentos" de la cuenca de El Vado es muy bajo, mientras que el de la microcuenca es muy alto.

235

VII -BIBLIOGRAFIA

Allue Andrade, J. L.(1986) Subregiones fitoclimaticas de España. M. Agric. Inst. For. de Invest. y Experiencias. Madrid. 58p.

Bedient, P. B. y Huber, W. C. (1988) Hidrology and flood plain analysis. Addision - Wesley P.C. New York. 650p.

Beer, C. E. y Johnson, H. P. (1963) Factors in gully growth in the deep loess area of Westem Iowa. Trans. Am. Soc. Agric. Eng. (6); 237 - 240.

___________ (1965) Factors related to guIly growth in the deep loess area of Western Iowa. Proc. Interagency Sed. Conf., 1963 U.S.Depto Agr. (Misc. publico # 970).

Bennett, J. P. (1974) Concepts of mathematical modeling of sediment yield.Water Resources Research (10); 485 - 492.

Blong, R. J. (1970) The development of discontinuos guIlies in a punic catchment.Amer. J. Sci. 268; 369 - 383.

Bochet, J. J. (1983) Ordenación de Ias cuencas hidrográficas: participación de Ias poblaciones de montañas. O.N.U. Roma. Guia para Ia conservacion - FAO # 8. 219p.

Bollinne, A. (1985) Adjusting the universal soil loss equation for use in western Europe. In: Soil Erosion and Conservation. Edit. S.A. ElSwaify, W:C. Moldenhauer y Andrew L. Soil Cons. Soc. pf Am. 206 - 213p.

Bradford. J. M. y Piest, R. F. (1980) Erosional develoment of valley bottom gullies in the upper midwesten United State. Geomorphology. London; 75 - 101p.

Brice, J. C. (1966) Erosion and deposition in the loess-mantled Great Plains, Medicine Creek drainage basin, Nebraska. U.S. Geol. Survey. Prof. paper. 352 - H, 255. 339.

Briggs, D. (1977) Soils. Butterworths. London.

Carrera Morales, J. A. (1985) Lucha contra Ia erosión: Ia experiencia española. Rev. Montes (8) 33 – 43p.

Campbell, I. A. (1977) Stream discarge, suspended sediment and erosion rates in the Red Deer River basin. Alberta. Canada. Int. Assoc. Hydrol. Sci. Pub. (122); 244 - 259p.

____________ (1985) The partial area concept and its application to the problem of sediment source area. In: .Soi1 Erosian and Conservation. Edit. S.A El Swaify, W.C. Moldenhauer y Andrew Lo. Soil Cons. Soc of Am. 128 - 138p.

Ceballos, L. y Fernandez de Cordoba (1942) Aperçu des types de foret et de vegetation en Espagne. Berlin. Intersy1va - vol.especial # 1. 11p.

236

C.E.M.A.G.R.E.F. (1987) Bassins versants experimentaux de Draix. Compte rendu de recherche # 1 en erosion et hidraulique torrent.ia11e. CEMAGREF Division Protection Contre les Erosions Grenoble. Francia. 128p.

Christofoletti, A. (1974) Geomorfo1ogia. Ed. Edgard Blucher Ltda. Ed. Uni versidad de São Paulo. Brasil. 149p.

Cirugeda Guardiola, J. (1987) Apuntes de1 curso lnternaciona1 de hidrologia aplicada. CEDEX. Madrid.

Cochran, W. G. Y Cox, G. M. (1957) Experimenta1 Designs. John Wiley and Sons. New York. 454p.

C.S.I.C (1970) Mapa de sue1os de la P rovinia de Guadalajara. Dept. de Suelos. Madrid. 89p.

Dalrymple, J. B. y colaboradores (1968) A hypotetical nine unit landsurface model. Zeitschrift fur Geomorpho1ogia(12); 60 - 76.

Dhruva Narayana, V. V. y Sastry, G. (1985) Soil conservation in India. In: Soi1 Erosion and Conservation. Edit. por S.A El Swaify, W.C.Moldenwer y Andrew Lo. Soil Cons. Soc. of Am. 3 - 9p.

Dunne, T. (1977) Studying patterns of soil erosion in Kenya. FAO Soils Bull. (33) 109 - 122p.

_____________ (1986) Evaluation of erosion conditions and trends. In: Guide1ines for watershed management. FAO Conservation Gu.ide (1); 53 -83p.

Einstein, H. A. (1950) The bed-load function for sediment transportation in open channel flows. U.S. Dept. Ag SCS Tech. Bull. 1026.

Elias Castillo, F. y Ruiz Beltran, L. (1973) C1asif lcacion agro-c1imatica de España. 145p.

_____________ (1979) recipitaciones máximas en Espana. Estimaciones basadas en metodos estadistico. ICONA - monografia 21. 545p.

Ellison, W. D. (1944) Studies of raindrop erosion. Agric Eng. 25(4)131 - 136.

_____________ (1947) Soil erosion studies. III some effects of soil erosion on lnfiltration and surface runoff. Agrlc. Eng. 28: 245 - 248.

Elwell, H. A. (1977). Soil loss estimation system for southern Africa. Department of Conservation and Extension, Research Bulletin # 22. Salisbury, Rodesia.

Emery, K. A. (1975) Identification of soil erosion from aerial photographs. Soil Conser. Journal 219 - 240p.

Escarre A.; Lledo M. J.; Sanches, J. R. Y Clemente, A. (1984) Compartimentos y flujos biogeoquimicos en un encinar, distinto predomínio de factores físicos y blológicos en su

237

control. Rev. del jardim Botânico Nacional Vol V(3) 65 - 80p.

Espejo, S.R. (1981) Estudio del perfil edáflco y caracterización de las superficies tipo raña en el sector Cananero - Horcajo de los Mostes. Tesis presentada como requisito para optar al titulo de Doctor. E.T.S.I. Agronomos. Madrid. 484p.

____________ (1985) The ages and soil of two levels of "raña" surface in central Spain. Geoderma, 35: 223 - 239

FAO; PNUMA Y UNESCO (1980) Metodologia provisional para la evaluación de la degradación de los suelos. FAO Rome.86p.

____________ (1980a) Guia para la descripción de perfiles del suelo. Oficina de publicaciones de la U.L.A - Facultad de Ciencias Forestales. Venezuela. 60p.

FIASP (1961) The single - stage sampler for suspended-sediment. Inter-Agency Report 13: Minneapolis, Minn.,St. Anthony Falls Hydraulics Lab. 105p.

____________ (1966) A study of methods used in measurement and analysis of sediment loads in streams. Anthony Falls Hidraulic Lab. Minneapolis, Minnesota.

Foster, G.R. y Wischmeier, W.H. (1974) Evaluating irregular slope for soil loss prediction. Trans. A.S.A.E. 305 - 309p.

Lane, L. J.; Nowlin, J. D.; Laflen, J. M. y Young, R. A.(1981) Estimating erosion and sediment yield on field - sized areas.Am. Soc. Agric. T rans. (24):1253 – 1262.

Fournier, F. (1960) Climat et erosion: La relation entre l’erosion du sol par l"eau et les precipitation atmospheriques.P.U.F. Paris. 201p.

Gandullo, J. M.; Palomares, O. S. y Serrada, R. (1978) Prácticas de geologia y edafologia. E.T.S.I de Montes. Madrid. 180p.

___________ (1984) Clasificación.básica de los suelos españoles. Fund. Conde del Valle de Salazar. E.T.S.I. Montes Madri. 61p.

___________ (1985) Ecologia Vegetal. Fund. Conde del Valle de Salazar. E.T.S.I. de Montes. Madrid. 208p.

Gilmour, D. A. (1980) Echantillonnage des cours d'eau pour l'etude des sediments in suspension d’apres des observations effectuees en foret tropicale humide. In: Conservation des sols FAO # 2 : 23 - 29p.

Glymph, L. M. Jr. (1957) Importance of sheet erosion as a source of sediment.Trans. Am. Geophys. Union (38): 903 -907p.

Gomez de Larema, J. (1916) Bosquejo geográfico, geologico de los Montes de Toledo. Trabajos Museu C.C. Naturales (Sección geologia), 15: 74p.

238

Gong, S. y Jiang, D.(1977) Soil erosion its control in small gully watersheds ln the rolling loess area on the middle reaches of the Yellow River. Scientia Sinica 22(6).

Goujon, M. M. y Roche, M. M. (1968) Conservation des sols en Afrique et a Madagascar. Revue Bois et Forets des tropiques. # 118 - 121.

Gravilovic, S. y Djorovic, M. (1974) Quantitative classification of torrent waterways. Institute for Forestry and wood Industr y - Belgrado.

Gregory, K. J. y Walling, D. F. (1985) Drainaje basin form and process. A geomorphological ápproach. John Wiley & Sons. New York. 456p.

Guillen, G. B. (1987) Problematica mundial. de la sedimentación en los embalses. in: Curso sobre erosion: evaluacion y actuaciones para su controlo CEDEX. Madrid.

Guy, H. P. y Norman, V. W. (1970) Field methods of measurement of fluvial sediment. Techniques of water - resources investigations of the United State Geological Survey. U.S Geol. Survey. Book 3, Chapter C2. 55p.

Haggett, P. (1961) Land use and sediment yield in an old plantation tract of the Serra do Mar, Brasil .Geographical Jour. vol 127:50 - 62p.

Hattinger, H. (1981) Correcion de torrentes. Manual II. Universidad de los Andes. Facultad de Ciencias Forestales. Merida/Venezuela. 127p.

Hernandez Bermejo, J. E. y Sainz, H. (1978) Ecologia de los hayedos meridionales ibéricos: El Macizo de Ayllón. Sec.Com. Tec. Ministério Agricultura.

Horton, R. E. (1932) Drainage basin characteristics. T rans. .Amer.Geophys. Union (13):350 – 361.

Hubbel, D. W. (1964:) Apparatus and technique for measuring bed load. US Geol. Survey Water Supply Paper 1748.

Hudson, N. W. (1957) The disgn of fieId experiments on soil .erosion. Journ. Agric. Eng. Research (2):56 - 65p.

____________ (1961) An introduction to the mechanics of soil .erosion under conditions of subtropical rainfall. Rhodesia Science Association Proceeding. 49, 14 -25 Nueva York. 320p.

____________ (1980) Erosion prediction with insufficient data. In: M. de Boodt and D. Gabriels, ed., Assessment of Erosion, J. Wiley, Chichester, 279 - 284:p.

____________ (1981) Soil conservation. Batsford, London. 324:p.

Ibañez Marti, J. J. (1986) Ecologia deI paisaje y sistemas edaficos en el Macizo deI Ayllon. Tesis presentada como requisito para optar aI titulo de Doctor por Ia U.C. de Madrid. 330p.

ICONA (1982) Paisajes erosivos en el sureste español. Ensayo de metodologia para el estudio de

239

su cualificacion y cuantificacion. ICONA Madrid Monografia # 26 Servicio de Publicaciones deI MAPA. 67p.

___________ (1987) Mapa de estados erosivos de la cuenca deI Tajo ICONA. Madrid,71p.

I.G.M.E (1962) Mapa geologico de España a escala 1:50.000. Hoja 4:85: VaIdepeñas de Ia Sierra / Guadalajara.

I.R.Y.D.A (1985) D.iseño y construccion.. de pequeños embalses. Manuales técnicos numero 2. IRYDA. Madrid. 179p.

J.I.C.A (1980) Report of .implementation disign survey on the japonese technical cooperation project for the forest research .in São Paulo. São Paulo/Brasil. 284p.

Jenny, H. (1946) Arrangement of soil series and types according to functions of soll forming factors. Soil Science 61(5)375-391.

__________ (1980) T he soil resource. Spring Verlag. New York.

Jiang, D; Leidi, Q. y Jiesheng, T. (1981) Soil erosion and conservation in the Wuding River Valley, China. Soil Conserv.: Problems and Prospects, ed. R.P.C. Morgan, Wiley, Chichester, 576p.

Kennedy, J. F. (1963) The mechanics of dunes and antidunes in erodible bed channels. Jour. of Fluid Mechanics. Vol 16.

Khanbilvardi, R. M y Rogowski, A. S. (1984) Mathematical model of erosion and deposition on a watershed. Trans. ASAE .V. 27(1) 73-79

Kirkby, M. J. (1976) Hidrological slope models: the influence of climate. In: Geomorphology and climate (E. Derbyshire, Ed.), J. Wiley Londres. pag 247 - 267.

____________ y Morgan, R. P. C. (1984) Erosión de suelos. Editorial Limusa S.A. Mexico. 375p.

Lal, R. (1980) Soil erosion as a constraint to crop production. In: Soil related constraints to food production ln the tropics. IRRI

Langbein, W. B. Y Schumm, S. A. (1958) Yields of sediment in relation to mean annual precipitation. Trans. Am. Geophys. Uno Vol 39.

Leopold, L. B.; Wolman, M. G. y Miller, J. P. (1964) Fluvilal processes ln geomorphology. W.H. Freemann Co., San Francisco, California 522p.

Lopez Cadenas de Llano, F. y Blanco Criado, M. (1976) Hidrologia forestal. Parte 1. E.T.S.I. de Montes. Madrid. 387p.

_____________ Y Mintegui Aguirre, J. A. (1976) nventario de las cuencas alimentadoras de los embalses de las grandes presas españolas. ICONA. Madrid.

240

_____________ (1986) Hidrologia de superfície. Fund. Conde del Valle de Salazar. E.T.S.I de Montes. Madrid. 224p.

Lopez Vera, C. G. y Pedraza, J. (1976) Sintesis geomorfologica de la Cuenca deI Rio Jarama en los alrededores de Madrid. Est. Geol. 32, 499 - 508.

Maene, L. M. y Wan Harun, W. S. (1980) Status of soil conservation research in peninsular Malaysia and its future development. Soil Science and Agricultural Developmentin Malaysia 307 -324p.

Marin, E. M. (sin fecha) Hidrâulica fluvilal. E.T.S.I. de Caminos, Canales y Puertos. Madrid. 205p.

Martinez, F. M. (1987) Sintesis de las leciones de hidráulica fluvial. Curso Internacional de Hidrologia General y Aplicada CEDEX. Madrid. 82p.

Morgan. R. P. C. (1977) Soil erosion in the United Kington: Field studies in the Silsoe Area 1973 -1975.Nationa1 Co11ege Agricu1tura1 Engineering. Ocasional paper # 4. 41p.

_____________ (1986) Soil erosion and .it’ s contro1. Coletanea de varios autores editada por Morgan y publicada por Van Nostrand Reinhold Company N.Y. 308p.

_____________ (1987) Soil erosion model as a planning tool for CEC Countries. Relatorio de avance. Anales del Seminario: Estrategias de lucha contra la desertificacion en la Europa Mediterranea 7 -9 Julio de 1987. Valencia. 8p.

Mortillet, G. (1900) Le prehistorique origine et antiquete de l’home. 3 ed. Bibliotheque des Sciences Contemporaines. Paris.

Mosley. M. P. (1974) Experimental study of rill erosion. Trans. Am. Soc. Agric. Engrs. 17. 909 - 916.

_____________ (1978) Erosion in the protection forests. In: Proc. Conf. Erosion Assessment and Control .In New Zealand. New Zealand Assoc. Soil Conservators. Christchurch. pp 79 - 92.

Muñoz Jimenez, J. y Asencio Amor, I. (1974) Los depositos de rana en el borde norocidental de los Montes de Toledo.Est. Geogr. Tomo homenaje aI Prof. Teram. 36: 779 - 805.

Nakano, H. (1986) A propriedade da floresta de conservar a água do solo e o aproveitamento desta. Instituto Florestal de São Paulo. 78 p.

Nissen. O. y colaboradores (1985) A microcomputer program for t.he design, management, and analysi.s of agronomic reseach experiences, Michigan State Univevsity.

Oehme. R. (1935) Die ranas, eine spanische schuttlandschaft. Z. Geomorphol. fur Bol. IX H.I. 9:25 - 42.

Onstad, C. A.; Piest, R. F. y Saxton, K. E. (1976) Watershed erosion model validation for southwest Iowa. Proc. of the third federal Inter-Agency Sedimentati.on conference.

241

PB 245 - 100, Water Resources Council, Washington DC. Pag. 1.22 - 1.34

Peralta, M. P. (1977) Las carcavas y su control. Manual # 5 de Ia Univ. de Chile Facultad de Ciencias Forestales. 82p.

Peterson. H. V. (1950) The problem of gulluing in western valley. In: P.D. Trask (ed) Applied Sedimentation. New York. 412 - 436p.

Piest, R. F.; Bradford, J. M. y Spomer, R. G. (1975) Mechanism of erosion and sediment movement fron gullies. In: present and prospective technology for prediting sediment yields and sources- proceeding of sedimentyield workshop, U.S.Depto of Agric. Sedimentation Laboratory, Oxford, Mississippi, November 1972 Report ARS-S-4O, Washington DC 162 - 176p.

______________ Beer, C. E. y Spomer, R. G. (1976) Entrenchement of drainage systems ln western Iowa and northwestern Missouri. Proc. of the third Federal Inter-Agency Sedimentation Conference, PB 245 - 100 Water Resources Council, Washington, D.C. 5.4:8 - 5,60p.

Plus-Ware Product (1985) Statgraphics. Maryland.USA

Rapp, A. (1986) Methods of soil erosion monitoring for improved watershed management ln Tanzania. In: Guidelines for watershed management. FAO Conservation Guide # 1: 85 - 97p.

Renard, K. G.; Simanton, J. R. y Osborn, H.B. (1974) Applicability of the universal soil loss equation to semiarid rangeland conditions in the southwest. Hydrology and Water Res. in Arizona and the soutwest, Amer. Water Resources Association Arizona. Section and Arizona Academy of Science, Hydrology Section, Proc. of April 19 - 20 Meeting, Flagstaff, Arizona, 4, 18 - 31p.

Rhoades, E. D.; Welch, N. H. y Colemam, G. A. (1975) Sedimentyield characteristics fron unit source watersheds. In: Present and Prospective Technology for Predicting Sediment Yieldsn and Sources. ARS-S-40.US Depto. Agr. Washongton, DC 125- 129p.

Rivas-Martinez, S. y colaboradores (1987) Memoria del mapa de séries de vegetacion de Espana. ICONA. 268p.

Roehl, J. W. (1962) Sediment source areas, delivery ratios and lnfluencing morphological factors. Int. Assoc.Sci. Hydro. Pub.59:202 - 213p.

_______________ y Jonker, P. J. (1983) Probability sampling techniques for estimating soil erosion. Jour. Soil Science Soc. of Am. 47:1224 - 1228p.

_______________ (1985) Representativity and accuracy of measurements of soil loss from runoff plots. Am. Soc. Agric. Engineers Trans. 28.

Rowe, P. B. y Colman, E. A. (1951) Disposition of rainfall in two ri mountain areas of California U.S.Depto Agric. techo Bull. 1018.

242

Rubio, J. L.; Sanchez, J.; Sanroque, P. y Molina, M. J. (1984) Metodologia de evaluacion de Ia erosion hidrica en el area mediterranea. I Congr. Nac. de la Ciencia del Suelo. Madrid. II: 827 - 836p.

Ruiz de Ia Torre, J. (1981) Vegetacion natural y matorrales de Espana. Tratado del medio natural. ICONA Madrid, tomo II. Universidad Polit. de Madrid.

Samroque Munos, P. (1988) E studio de la erosionabilidad del suelo en las comarcas septentrionales de la Provincia de Valencia. Tesis presentada a Ia Univ. de Valencia como requisito para optar aI titulo de Doctor. 368p.

Sastry, G.; Husse Nappa, V.; Bansal, R. C. y Tejwani, K. G (1981) Hydrological aspects of farm ponds on Doon valley.BulI. # 6 Central Soil and water Cons. Res. and training, Dehva Dun, India.

Schick., A. P. (1971) A desert flood; physical characteristics; effects on man, geomorphic signirlcance, human adaptation. A case study of the southern Arava watershed. Jerusalen study Geogr. 2: 91 - 155p.

Schwezner, J. E. (1936) Zur morphologie der Zentralspanisehen hochlandes. Geogr. Abhand. H, 10:1-128. Translated lnto Spanish by C. Vidal Box. 1943. In: Boletin Real Sociedad Española de Historia Natural, 41:121-148p.

Selby, M. J. (1966) Methods of measuring soil creep.J. Hydrol (NZ), 5(2):54-63p.

Serrada Hierro, R. (1981) Proyecto de ordenacion agrohidrologica de la cuenca del tramo medio del Rio Jarama. ICONA. Guadalajara. Tomo III.

Shalash, M. y Salah, E. (1977) Erosion and solid matter transport in inland waters with reference to the Nile basin.lnt. Assoc. Hydrol. Sci. Pub. 122:278-283p.

Simons, D. B. Y colaboradores (1963) Form or bed roughess in alluvial channels. Transactions, ASCE vol. 128

Smith, D. D. (1941) Interpretation of soil conservation data for field use. Agric. Eng. 22, 173 - 175p.

___________ (1947) Estimating soil losses from field area of claypan soil. Proc. Soil Sci.Soc. Am., 12,485 - 490.

Soil Conservation Society or America (1977) Soil erosion: prediction and control. Proceeding of a National Conference on Soil Erosion.SCSA, Iowa. USA. 393p.

Soll Taxonomy (1975) A basic system of soil classification for making and lnterpreting Soil Survey. Soil Conservation Service U.S Depart. of Agriculture. Agriculture HandbooK # 436 754p.

Spomer, R. G.; Heinemann, H. G. y Piest, R. F (1971) Consequences of historic rainfall on western Iowa farmland. Water Res. 7:524-535.

Stalling, J. H. (1957) Soil conservatior. Englewood Cliffs, New Jersey.

243

StehliK, O. (1970) GeograficKa rajonizace erozepudy CSR, Sudia. Geographica 13, GeograficKy ustav CSAV.

StocKing, M. (1981) A worKing model for the estimation of soil loss suitable for underdeveloped areas. Development studies. Ocasional paper. University of East Anglia. England. 54p.

Storie, R. E. (1970) Manual de evaluacion de suelos. Union Tipografica Editorial Hispano Americana, Mexico.

Strahler, A. N. (1957) Quantitative Analysis of Watershed Geomorphology. Trans. Amer. Geophys. Union. 38, 913-920p.

Striffler, W. D. (1964) Sediment, streamflow, and land use regulations in nothern Michigan, U .S.Forest Service. LS - 16, U.S.Depto of Agric.Washington.DC.

Suarez de Castro, F. (1980) Conservacion de suelos. IICA. Costa Rica.315p.

Sundborg, A. (1986) Probemes d 'erosion, transport solide et ssdimentation dans les bassins versants. Etude et rapports d'hydrologie #35 UNESCO.161p.

Swanson, F.J.; FredriKsen, R.L. y McCorison, F.M. (1982) Material transfer in a western Oregon forested watershed.R.L.Edmonds (ed). Analysis of coniferous forest ecosystems ln the wes tern United State. U.S/I.B.P Synthesis series, 14 Hutchinson Ross, 233 - 266p.

Tayaa, M. Y BrooKs, K. N. (1986) A model to predict stormflow and sedment yield. Comunicación XV Reunión de ordenación de cuencas hidrograficas de montaña. Comision Forestal Europea - FAO InnsbrucK - 35p.

Tellez, R. y Ciferri, F. (1954) Trigos arqueologicos de España. Instituto Nacional de Investigación Agronomicas. Madrid.

Temple, P. H. (1972) Measurements of runoff and soil at an erosion plots scale with particular reference to Tanzania. Geogr. Ann. 54A,3-4:203-220p.

Thames, J. L. (1980) Some simple hydrological techniques for reconnaissance worK in watershed management. Forest Resources Division, FAO conservation guide # 2. 45-52p.

Thompson, J. R. (1964) Quantitative effect of watershed variables on rate of gully head advancement. Trans. Am. Soc. Agric. Engrs. 7,54 - 55p.

Thornes, J. B. (1975) Lithological control of hillslope erosion in the Soria Area, Duero - Alto, Spain. Boletin Geologico Minero, 85;11 - 19p.

Toebes, C. y Ouryvaev, V. (1970) Representative and experimental basins. An international guide for research and practice. UNESCO. Paris. 348p.

Trimble, S. W. (1977) The fallacy of stream equilibrium in contemporary denudation studies. Am. Jour. Sci. 2 77:876 - 887p.

244

Ursic, S. J. y Dendy, F. E. (1965) Sediment yields fron small watersheds under various land uses and forest covers. Proc. Federal Inter-Agency Sedimentation Conference ,U.S.D.A. Misc. Pub. 970, 47 - 52p.

U.S.Bureau of Plant Industry and Agricultural Engineering (1962) Soil survey manual. Rev. ed. Washington,D.C. (USDA HandbooK # 18). 503p.

U.S.Soil Conservation Service (1966) Procedures for determining rates of land damage, land depreciation, and volume of sediment proceduced by gully erosíon. Edicion Tecnica # 32, U.S.D.A Washington,DC. .

U.S.D.lnterior (1982) Diseno de presas pequenas: Una publicacion tecnica de recursos hidraulicos Traductor J.L.Lepe. Compañia Editorial Continental. 639p.

Valcarcel, R.(1982) Clasificacion y mapeo de sitios en la Estación Experimental San Eusebio basada en criterios fisicos hidrologicos del suelo. Tesis presentada como requisito parcial para optar al titulo de M.Sc. de Ia Universidad de los Andes/Merida -Venezuela. 122p.

Vivas, L.(1975) Significado hidrologico de las variables fisico-geografica en una cuenca replesentativa. Cuadernos # 44 Escuela de geografos. Univ.de Los Andes. Merida/Venezuela. 44p.

Wendelaar, F. E. (1978) Applying the Universal Soil Loss Equations ln Rhodesia. Soil and water Eng. Sect. Institute of Agricultural Engineering, salisbury, Zimbadwe.

Williams, J.R. y Berndt, H.D. (1972) Sediment yield computed with universal equation. J. Hydraulics Div., Am. Soc. Civil Eng. ,98 (HY12) 2087 - 2098p.

________________ y Hann, R. W. (1973) H. Y.M.O: Problem – oriented computer language for hydrologic modeling. United States Department of Agric. y Texas Agric. Experiment Station. 76p.

_______________ y Berndt, H. D. (1976) Sediment yield prediction based on watershed hydrology. Transaction of A.S.A.E. Michigan. 1100 - 1104p.

Wischmeier, W. H. (1976) Use and misure of the universal soil loss equation. J.soil and d Water Conserv. 31(1): 5 - 9p.

_______________ (1978) Predicting rainfall erosion losses. A guide to conservation planning. Agriculture Handbook # 537 USD of Agricult.. Washington. D.C. 58p.

_______________ ; Smith, D. D. y Uhland, R. E. (1958) Evaluation of factors in the soil - loss ecuation. Agric. Eng.; 39:458 - 462.

Woodburn, R. (1949) Science studies a gully. Soil Conservation 15(1):11-13p.

Zachar, D. (1982) Soil erosion. Development in soil science 10. Elsevier Scient. Publ. Comp. Amsterdan. 547p.

245

ANEXO 02

Descripción de las unidades edáficas

Perfil del Suelo 01 Fecha : Abril de 1988 Vegetación: Matorrral/cultivo de secano Pendiente: 10% Material originário: sedimentos detríticos siliceos Drenaje: moderadamente bien drenado Altitud: 990 m.s.n.m Pedregosidad: 60%. Fase de pendiente: cumbre de la vertiente

HOR PROF.

(Cm)

DESCRIPCION

01 0 – 14 Color 10YR5/4, ocurrencia de gran actividad biológica, presencia de raicillas finas y algunas raices medias. Estructura migajosa debil y de tamaño fino. Consistencia en seco: suelta. Esqueleto aprox. 20%.. Textura franca. Cambio con el limite inferior gradual y ondulado.

02 14 – 20 Color 10YR5/4, presencia de raicillas finas y de raices medias. Estructura migajosa debil de tamano grueso. Esqueleto aprox. de 20%..Textura franca. Cambio brusco y ondulado con el horizonte inferior.

03 20 - 33 Color 7,5YR5/6, presencía de raices medias, Estructura en bloque angulares debil y de tamano grueso, consistencia en seco dura. Esqueleto aprox. de 60%.. Textura franco arcillosa. Cambio con limite inferior brusco yondulado.

04 > 33 Color 7,5YR5/6. actividad biológica varia de pocas raices a nula. Estructura varia de bloque subangulares debil, con tamano grueso, a prismática. Esqueleto de aproxo 60%.. Textura arcillosa.

Nota: En la imposibilidad de se determinar analiticamente los parametros necesario para la clasificación del suelo, se definio sus caracteristicas con los datos de campo (01 - probable A1; 02 - prob A2; 03 – prob. A3 ; y 04 prob. C)

246

Perfil del. Suelo 02

Fecha: Abril de 1988 Vegetación: Matorral/Pinar Pendiente: 10%. Material originário: Sedimentos detriticos siliceos Drenaje: mderadamente bien drenado Altitud: 990 m.s.n.m Pedregosidad 50% Fase de pendiente: cumbre de la vertiente

HOR PROF.

(Cm)

DESCRIPCION

01 0 – 10 Color 10YR5/7. Abundancia de raicillas finas y medias. Ocurrencia de musgos en la superf. del suelo. Estructura migajosa debil de tamano medio. consistencia en seco; suelta. Esqueleto de aprox. 20%. .Textura franco arenoso. Cambio al limite inferior gradual y ondulado.

02 10 – 30 Color 10YR5/5. Pocas raices finas y algunas medianas. Estructura blocosa angular debil y de tamano medio, consistencia en seco blanda. 20% de esqueleto y textura franco arenosa. Cambio con el horiz. inferior brusco y ondulado.

03 30 – 40 Color 7,5YR5/6. Alguna actividad biológica, con presencia de raices medias y gruesas. Estructura blocosa subangular debil de tamano

muy grueso, consistencia en seco: dura. Esqueleto aprox. 60%. textura franco arcillosa. Cambio con horiz. inferio brusco y ondulado.

04 30 - 40 Color 7,5YR5/6. Actividad biológica casi nula Estructura Prismatica. Esqueleto de aprox. 60%.Textura franco arcillosa

Nota: (01 – prob. A1; 02 – prob. A2; 03 prob.A3/B1; y 04 -prob C)

247

Perfil Del suelo 03

Fecha: Mayo de 1988 Vegetación: Matorral/Pinar Materialoriginario: sedimentos detriticos siliceos Drenaje: moderado a poco bien drenado Altitude 970 m.s.n.m Pedregosidad : 50% Fase de pendiente: media ladera

HOR PROF.

(Cm)

DESCRIPCION

01 0 – 10 Color 10YR5/4. Abundante presencia de raicillas Estructura migajosa debil y de tamano medio, consistencia en seco suelta. Esqueleto de aprox.20% y textura franco arenosa. Cambio con horiz. inferior gradual.

02 10 – 18 Color 10YR5/5. Presencia de raicillas y raíces medias. Estructura blocosa angular debil 'y' de tamano medio. Consistencia en seco blanda. Esqueleto 20%. Textura franco arenosa.

03 18 – 30 Color 7,5YR5/6. Actividad biológica moderada con presencia de raices medias y gruesas. Estructura varia de bloques subangulares a prismatica. Consistencia en seco: dura. 60% de esqueleto. textura franco arcilloso. Cambio abrupto al horiz. inferior.

04 > 30 Color 7,5YR5/6. Poca raices o casi inexistente Estructura prismatica. 60%. de esqueleto. Tex tura arcillosa.

Nota: (01 -prob A1; 02 – prob. A2; 03 .- prob.A3/B1; Y 04 - probo C)

248

Perfil del suelo 04

Fecha: Mayo de 1988 Vegetación: Matorral Pendiente: 70%. Material originario: sedimentos detritico siliceos Drenaje: moderado a poco bien drenado Altitud: 970 m.s.n.m Pedregosidad: 70% Fase de pendiente: media ladera

HOR PROF.

(Cm)

DESCRIPCION

01 0 – 6 Color 10YR5/4. Presencia de raicillas. Estructura migajosa debil y de tamano fino. Consistencia en seco suelta. 30% de esqueleto. Textura franco arenoso. Cambio al horizonte inferior suave e ondulado.

02 6 – 15 Color 10YR5/4. Presencia de raicillas y de raices medianas. Estructura migajosa debil y de tamano grueso. Consistencia en seco blanda. 30%. de esqueleto. Textura franca.

03 15 – 22 Color 7,5YR5/6. Presencia se raices gruesas. Esqueleto de aprox. 60% Textura Franco arcillosa.

04 > 22 Color 7,5YR5/6. Sin actividad biológica. Estructura prismática. Consistencia en seco dura. 60% de esqueleto. Textura franco arcillosa.

Nota: (01 –prob. A1; 02 –prob. A2; 03 –prob. A3/B1 y 04 - prob.C)

249

Perfil del suelo

Fecha: Mayo de 1988 Vegetación: Matorral Pendiente: 70% Material originario: sedimentos detritico sillceos Drenaje: moderado a poco bien drenado Altitud: 970 m.s.n.m Pedregosidad: 70% Fase de pendiente: media ladera

HOR PROF.

(Cm)

DESCRIPCION

01 0 – 6 Color 10YR5/4. Presencia de raicillas. Estructura migajosa debil y de tamaño fino. Consistencia en seco suelta. 30% de esqueleto. Textura franco arenoso. Cambio al horizonte inferior suave e ondulado.

02 6 – 15 Color 10YR5/4. Presencia de raicillas y de raices medianas. Estructura migajosa debil y de tamño grueso. Consistencia en seco blanda. 30% de esqueleto. Textura franca.

03 15 – 22 Color 7,5YR5/6. Presencia se raices gruesas. Esqueleto de aprox. 60%. Textura Franco arcillosa.

04 > 22 Color 7,5YR5/6. Sin actividad biológica. Estructura prismática. Consistencia en seco dura. 60% de esqueleto. Textura franco arcillosa

Nota: (01 - prob. A1; 02 – prob. A2; 03 – prob. A3/B1 y 04 - prob.C).

250

Perfil del suelo 05

Fecha: Mayo de 1988 Vegetación: muy escasa Pendiente: 15%. Material originario: sedimentos detríticos silíceos Drenaje: poco bien drenado Altitud: 960 m.s.n.m Pedregosidad: 40% Fase de pendiente: pared de cárcava

HOR PROF.

(Cm)

DESCRIPCION

01 0 – 5 Color 7,5YR5/6. Actividad biológica nula o casi nula. Estructura migajosa en los primeiros 2 cm, debido a la poca cohesividad del material y principalmente por la .acción del proceso de criotubación. Predomina estructura blocosa y prismatica en el resto del horizonte. 50% de esqueleto. Textura franca.

02 > 5 Color - 7,5 YR5/6. No hay actividad biológica. Estructura masiva. 60% de pedregosidad. Textura franco argilosa

Nota: (0.1 – prob. C ; y 02 prob. D)

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