Marco histórico y estado del arte de los modelos de evolución del paisaje y de erosión

Se presenta un análisis del marco histórico de modelos de evolución del paisaje y de erosión, además se expone el estado del arte de cuyo análisis se derivan los aspectos fundamentales que deben ser tenidos en cuenta en la formulación de un modelo de erosión a escala de cuenca. Se introduce el tema con un breve recuento de la evolución del conocimiento de modelos geomorfológicos, los cuales constituyen el marco general de los modelos de erosión. De dicho análisis surgen las preguntas básicas que debe abordar un modelo de erosión. Posteriormente se efectúa un análisis del desarrollo histórico de modelos de erosión, se reseñan las características principales de los modelos de erosión actuales y se enumeran las potencialidades y limitaciones de estos. Este artículo corresponde a una revisión bibliográfica tendente a la definición del marco teórico del proyecto de investigación titulado "Desarrollo de un modelo conceptual de producción, transporte y depósito de sedimentos"

Erosión local en pilas de puente: los procesos y su mitigación. Aplicación al pabellón puente de la Expo 2008 de Zaragoza

Se exponen los avances en el estudio de la erosión local en pilas de puente gracias a la experimentación en modelos a escala reducida en laboratorio. Se describe la evolución temporal, las características de la erosión local en pilas de base cuadrada y circular, la influencia de las presiones no hidrostáticas, así como también la protección que ha de utilizarse para mitigar la erosión. Desde el punto de vista de la ingeniería el uso de modelos reducidos es imprescindible debido a la complejidad de los fenómenos que intervienen. Se presenta la aplicación a la evaluación del riesgo de erosión fluvial en una pila compleja de gran anchura, construida en el cauce del río Ebro en Zaragoza. Se describe el problema de erosión local, las características del modelo físico ensayado y los mantos de escollera que consiguen detener la erosión, así como la ejecución y auscultación de esta protección.Peer Reviewe

Evaluación del riesgo de erosión hídrica, su distribución espacial y el efecto de la cobertura vegetal en el proceso erosivo, en la cuenca hidrográfica del Río Tunuyán Superior (Mendoza)

El suelo es un recurso natural valioso que realiza funciones ecosistémicas esenciales, y proporciona bienes y servicios ambientales. La erosión hídrica del mismo constituye uno de los fenómenos más importantes de degradación física; en la actualidad se estiman que existen aproximadamente 60 millones de hectáreas erosionadas en Argentina. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el riesgo de erosión hídrica y su distribución espacial, y el efecto de la cobertura vegetal en el proceso erosivo, en la cuenca hidrográfica del Río Tunuyán Superior (Mendoza), con el fin de proponer pautas de manejo. Para ello se aplicó el modelo RUSLE (Ecuación Universal Revisada de la Pérdida de Suelo), a partir del cual se obtuvo que la mayor pérdida real de suelo es de 110 Mg/ha.año y en caso de suelo desnudo la pérdida máxima corresponde a 350 Mg/ha.año. Las zonas de la cuenca donde se registra la mayor erosión hídrica corresponden a aquellas que presentan elevada pendiente. Un 4,6% de la cuenca presenta erosión muy alta y un 28,2% erosión alta. A partir del cálculo de la función ecosistémica de control de la erosión, se acepta la hipótesis de que la cobertura vegetal afecta de forma diferenciada al proceso erosivo. Los mayores valores del control de la erosión corresponden a sitios de la cuenca de estudio donde la vegetación ejerce un papel fundamental en dicho proceso, y es allí donde deben llevarse a cabo diferentes pautas manejo de para prevenir y/o mitigar la erosión hídrica.Fil: D`Amario Fernández, María Julieta. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias

Infiltración y erosión

Esta monografía se enmarca en el manejo de los recursos hídricos en grandes redes de riego. En ella se describe el caso del río Mendoza, en la provincia homónima, el que fuera regulado en el año 2002. Este río nace en la Cordillera de los Andes, y presenta un importante arrastre de sólidos en suspensión, los que actualmente son retenidos en gran medida por el embalse Potrerillos. Las “aguas claras" que se erogan del embalse producen problemas erosivos, los que a su vez estarían ocasionando una mayor infiltración en los canales, y con ello un incremento en la recarga de acuíferos en ciertas zonas, así como problemas derivados del ascenso de la freática en otras. Se citan procesos ocurridos en otros distritos de riego frente a la regulación de los ríos, para concluir que el del río Mendoza es un caso susceptible de sufrir ciertos per-juicios, ya señalados en la Manifestación General de Impacto Ambiental del embalse Potrerillos, los que actualmente se están presentando en la red de riego. A partir de los estudios de sedimentología en el río Mendoza, se hace un análisis técnico de los fenómenos asociados al cambio de las características físicas del agua. Luego se describen los procesos erosivos, de acuerdo con la hidráulica clásica. Se define la Eficiencia de conducción (Ec), la infiltración en canales y su importancia en distintos distritos de riego, para luego mencionar los estudios realizados en el área del río Mendoza. Se analiza el desarrollo espacial que ha tenido el oasis, la escasa programación que tuvo su traza y la antigüedad de la misma. La descripción de los suelos permite concluir acerca de la importancia de su estructura y del papel que juegan las porciones finas, aún en minoría, que integran las distintas clases texturales con respecto a la Ec. Se describen los criterios con que se distribuye el agua en Mendoza, analizándose los caudales distribuidos actualmente, para relacionarlos con los niveles freáticos. Se mencionan además distintas acciones encaradas por la provincia para mitigar los efectos de las aguas claras. El análisis de los métodos utilizados para medir la Ec, permite apreciar el estado de la ciencia al respecto. Un análisis de las ventajas y de las desventajas de los distintos métodos, y de los resultados que con ellos se obtienen, permite concluir que el método de entradas y salidas es el que mejor se adapta en Mendoza, incluyendo además aspectos metodológicos de la medición. También se concluye en que la Ec. está insuficientemente evaluada; las fracciones finas de los suelos en muchos casos gravitan más que la textura frente a la Ec; por ello, se considera que el estudio de la Ec en las distintas áreas de manejo es necesario para entender los procesos de revenición y recarga de acuíferos, y que las pérdidas administrativas pueden gravitar más que la Ec. Se recomienda continuar con los trabajos de evaluación de Ec, al ser necesarios para todas las actividades en la cuenca; se desaconseja en este río el ajuste de modelos de predicción de Ec; las características de los suelos obligan a interpretar y aplicar con criterio la bibliografía internacional, pero aún así no se pueden hacer generalizaciones acerca de de la Ec en Mendoza.The case of the Mendoza River (Province of Mendoza, Argentina), regulated in 2002, is described within the overall framework of water resource management in large irrigation systems. With headwaters in the Andes, the Mendoza River transports a large volume of suspended solids, which are now retained in the Potrerillos Reservoir. The “clear waters" from the reservoir cause erosion problems which seem to induce higher infiltration in irrigation canals and, consequently, increased aquifer recharge in some areas and rising water tables in others. Reference is made to river regulation processes in other irrigation districts to conclude that the Mendoza River irrigation district is likely to be negatively affected, as anticipated in the General Environmental Impact Assessment Report on the Potrerillos Reservoir, and some of these negative effects can already be observed in the irrigation system. A technical analysis of the phenomena associated with changes in the physical characteristics of water is made from sediment data on the Mendoza River. Erosion processes are also described in terms of classic hydraulics. Conveyance Efficiency (Ec), canal infiltration and gravitation in several irrigation districts are specified and reference is made to other studies on the Mendoza River command area. Expansion of the oasis, poor planning of the canal system and period during which it has been in operation are also analyzed. A description of the soils in the area makes it possible to reach a conclusion on the importance of their structure and on the role that clays play. Water allocation criteria in Mendoza are described and flows currently distributed are discussed in relation to water table levels. Mention is made of several actions implemented by the government of Mendoza to mitigate the impact of clear waters. An examination of the methods used to measure Ec makes it possible to assess the state of science in this respect. An analysis of the advantages and disadvantages of the various methods and of the results obtained leads to the conclusion that the input-output method is the best suited for this work in Mendoza. It is further concluded that Ec is insufficiently evaluated and that, in many cases, finer soil fractions (clays) are more important than texture. It is therefore considered that the study of Ec is needed in the different irrigation management areas to understand waterlogging and aquifer recharge processes, and that administrative losses may weigh more than Ec. All of the above led to the following conclusions: further studies on Ec should be conducted as Ec is necessary for all activities in the basin; it is not advisable to adjust Ec prediction models for the Mendoza River; soil characteristics render it necessary to interpret and use international bibliography with caution, though it is impossible to make generalizations about Ec in the province of Mendoza.Fil: Satlari, Juan Gustavo. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias

Estimación de la erosión hídrica actual y potencial con RUSLE3D en la provincia de Castellón (España)

The purpose of this study was the estimation of current and potential water erosion rates in Castellon Province (Spain) using RUSLE3D (Revised Universal Soil Loss Equation-3D) model with Geographical Information System (GIS) support. RUSLE3D uses a new methodology for topographic factor estimation (LS factor) based on the impact of flow convergence allowing better assessment of sediment distribution detached by water erosion. In RUSLE3D equation, the effect that vegetation cover has on soil erosion rate is reflected by the C factor. Potential erosion indicates soil erosion rate without considering C factor in RUSLE3D equation. The results showed that 57% of estimated current erosion does not exceed 10 t/ha.year (low erosion). In the case of potential erosion rates, 5% of the area of Castellon Province does not exceed 10 t/ha.year but 55% exceed 200 t/ha.year. Based on these results, the current vegetation cover of Castellon Province is adequate but needs to be conserved to avoid an increase in the current soil erosion rates as shown by potential erosion rates.El objetivo de este estudio fue la estimación de las tasas de erosión hídrica, actual y potencial, en la Provincia de Castellón (España) utilizando el modelo RUSLE3D (Revised Universal Soil Loss Equation-3D), y el apoyo de Sistemas de Información Geográfica (SIG). RUSLE3D utiliza una nueva metodología para la estimación del factor topográfico (factor LS) basado en el impacto de la convergencia del flujo lo cual permite una mejor evaluación del movimiento de sedimentos. En RUSLE3D, el efecto de la cobertura vegetal sobre la tasa de erosión lo refleja el factor C. La erosión potencial representa la tasa de erosión sin considerar el factor C en RUSLE3D. Los resultados mostraron que el 57% de la erosión actual no supera las 10 t/ha.año (erosión baja). En el caso de la erosión potencial, el 5% del área de la provincia es inferior a 10 t/ha.año, pero un 55% supera las 200 t/ha.año (erosión muy alta). En base a estos resultados, la actual cobertura vegetal de la provincia de Castellón es adecuada, pero tiene que ser conservada y protegida para evitar un aumento en las actuales tasas de erosión, tal como lo indican los valores de erosión potencial.Fil: Giménez Suárez, Martín C.. Universidad Politécnica de Madri

Estudio experimental de la evolución temporal de la erosión local en pilas de puentes circulares

En la presente tesina se presenta un estudio sobre la evolución temporal de la erosión local en pilas de puente circulares, es decir, no sólo se hallará la erosión máxima y el tiempo de equilibrio, sino que se intentará evaluar como evoluciona el proceso a lo largo del tiempo. El profesor Allen Bateman desarrolló un modelo morfodinámico de erosión local basado en los ensayos presentados en la tesina RCEM 2005, Estudio de la evolución temporal de la erosión local en pilas de puente a largo plazo. En dicho trabajo el modelo se validó para pilas cuadradas y se intentó adaptar el modelo en pilas circulares, sin embargo la falta de datos experimentales no lo permitió. Es por esta razón que en la presente tesina se realizaron una serie de ensayos de erosión local en pilas de puente circulares en el Laboratorio de Morfología Fluvial de la UPC. Todos los ensayos se realizaron en condiciones de aguas claras y se alcanzó el equilibrio, es por esta razón que la duración mínima de los ensayos es de cinco días. El modelo, está basado principalmente en la idea de la potencia del flujo y la conservación de la masa de sedimento, sostiene la teoría de que el proceso de erosión local es la suma de dos subprocesos: uno llamado activo y otro pasivo. El fenómeno activo se desarrolla aguas arriba de la pila, y es donde se producen los vórtices que son los que originan la erosión. El fenómeno pasivo, son los derrumbes de la pared del foso cuando el foso causado por el fenómeno activo profundiza. El desarrollo de la teoría da como resultado un sistema de dos ecuaciones diferenciales ordinarias, que se pueden resolver mediante métodos numéricos como el de Runge Kutta. Las variables que intervienen son la erosión y el caudal sólido, en función del tiempo. Para calibrar el modelo se ha partido de los datos experimentales y se ha utilizado el programa Matlab, esto permitió ajustar los parámetros del modelo a los datos experimentales. Sin embargo se comprobó que el modelo no funcionaba bien para las pilas circulares, es por esta razón que se planteó un nuevo modelo morfodinámico de dos ecuaciones diferenciales cuyos parámetros se calibraron. El nuevo modelo tiene en cuenta la relación de oro que se produce en la geometría del foso y asume que la erosión viene provocada por el propio flujo sin tener en cuenta los vórtices, de tal manera que el material va saliendo por las paredes laterales de la pila. Finalmente se ha hecho un estudio comparativo de la predicción de la evolución de la erosión entre la formulación de Franzetti y el modelo explicado en este trabajo

Erosión por contracción y por estribo en puentes aliviadores en valle de inundación

En el presente trabajo se analiza, en forma experimental, la interrelación existente entre los distintos tipos de erosión que se producen en puentes aliviadores, y sus vinculaciones con los parámetros característicos del escurrimiento. A tales fines se llevó a cabo una secuencia de ensayos de laboratorio, destinados especialmente a evaluar las modificaciones que sufre la distribución de caudales como consecuencia del desarrollo de la erosión por estribo, y la incidencia que ello tiene sobre la erosión por contracción. Los resultados alcanzados demuestran que la reducción del porcentaje de caudal, en la zona no afectada por la hoya de erosión local, es función de la profundidad de socavación debida a la presencia del estribo. Sobre esta base se propone una secuencia de cálculo de las erosiones totales en un puente aliviador en valle de inundación, la cual reproduce adecuadamente valores medidos en prototipo durante la ocurrencia de una crecida extraordinaria

Control de la erosión en desmontes originados por obras de infraestructura viaria : aplicación al entorno de Palencia capital

En este trabajo se estudia el problema erosivo en la red viaria desde un punto de vista histórico, socioeconómico y de seguridad del tránsito. Se realiza un inventario exhaustivo de los métodos de control de erosión y sedimentos en las obras de infraestructura viaria y se hace una revisión de los estudios nacionales y extranjeros que analizan el problema de la erosión hídrica en la red de transporte terrestre. También se ensayan en parcelas experimentales sobre desmontes margosos del ferrocarril la eficacia de 5 tratamientos (plantación de arbustivas, hidrosiembra, hidrosiembra+geotextil de coco, hidrosiembra+geotextil de esparto y desmonte desnudo bajo regeneración natural). De los ensayos se desprende la gran eficacia de los geotextiles orgánicos con un control de erosión > 99% y un mayor grado de revegetación. Se realiza un valoración eficacia-coste mediante un análisis a cinco años que indica que la lucha contra la erosión es efectiva con un ahorro que puede ir del 14% al 70% según las técnicas empleadas

Estudio experimental de la erosión local en pilas de puente cuadradas. Influencia de la anchura de la pila

En la presente tesina se presenta un estudio sobre la evolución temporal de la erosión local en pilas de puente cuadradas de gran tamaño, es decir, no solamente se trata de hallar el tiempo y la erosión de equilibrio, como en tantos otros trabajos se ha realizado, sino también de cómo transcurre el proceso a lo largo del tiempo en pilas de dimensiones grandes. Para ello se han realizado previamente unos ensayos en el laboratorio de Hidráulica del Instituto Nacional de Agua, Argentina. Se han realizado cuatro ensayos, tres ensayos en un canal con lecho de arena, y un ensayo en un canal con lecho de carbón. Aunque el trabajo ha sido intenso, sólo en un ensayo se ha llegado al tiempo de equilibrio. Se han observado los procesos erosivos en distintas condiciones de calado. De la observación minuciosa del proceso durante el transcurso de los ensayos y de los datos obtenidos, con su posterior análisis, se ha descrito lo que se cree que es la dinámica del proceso de erosión local. Se han observado los procesos activos y pasivos, como subprocesos de la erosión. Dichos procesos están descritos en el capítulo 2 del documento junto al modelo morfodinàmico desarrollado por Bateman (2004). Se ha observado la geometría del foso de erosión en el desarrollo del fenómeno. Se analiza la relación de Oro en la geometría del foso en los cuatro ensayos realizados en distintos tiempos del ensayo. También se analiza la pendiente desarrollada en el proceso de erosión y su relación con el ángulo interno del sedimento. Se ha hecho un estudio comparativo entre las formulaciones aceptadas sobre el valor de la erosión máxima, con los datos experimentales. Se obtienen tres formulaciones que responden bien al proceso: Richardson, Shen II y Coleman. Se ha llegado a la conclusión que debido a la falta de conocimiento del proceso físico que ocurre en el fenómeno de la erosión local y al empirismo de las fórmulas utilizadas, estas formulaciones no se adaptan suficientemente bien a la realidad de los procesos de erosión local. Se midieron los campos de velocidad alrededor de la pila, obteniendo resultados que se corresponden perfectamente con el análisis de equilibrio de fuerzas y de momentum. Finalmente se ha usado el modelo morfódinamico (Bateman , 2004) para introducir los datos experimentales obtenidos. Se han comparado los resultados que se obtienen con estos ensayos con los de Fernández (2004), con los que se calibró el model

Modelos de erosión de base física: características y utilidades

[Resumen] El desarrollo de los modelos de erosión tiene como objetivo facilitar la predicción de la erosión y diseñar así, las posibles medidas de prevención para evitar la pérdida de suelo. Actualmente, estos modelos de erosión tienden a describir los procesos mediante aproximaciones de tipo físico, y han aumentado su complejidad en el tratamiento de datos. En el presente trabajo se analizan las diferencias y semejanzas de 5 modelos principales de erosión de los últimos 20 años (ANSWERS, CREAMS, KINEROS, EUROSEM y WEPP), y se plantean los posibles errores que involucran estos modelos "avanzados", ya sea por su complejidad, como por su utilización.[Abstract] At present, erosion models are common too1s to cope with erosive processes. These models are aimed to predict erosion, thus helping to design management actions oriented to prevent soil loss. Nowadays, erosion models represent physica1 processes, and their comp1exity increas. Diferences and resemblances between 5 main erosion models developed in the 1ast 20 years (ANSWERS, CREAMS, KINEROS, EUROSEM and WEPP), and it's questioned the possible errors associated with these "advanced" models are discussed