APLICACIÓN DE VARIABLES FÍSICAS DEL SUELO AL ANÁLISIS DE PROBLEMAS
AMBIENTALES
EL CASO DE LA CUENCA DEL RIO CHINCHINÁ
Carlos Enrique Castro Méndez
1954 Clases agrológicas
1996Zonificación biofísica
1998 Zonificación de tierras
2002 Usos alternativos sostenibles
2010 Zonificación ambiental de Cuencas
2012 Conflictos territoriales
ATMÓSFERAHIDRÓSFERA
BIÓSFERA
ROCA ÍGNEAMATERIAL DE
ORIGEN(MINERALES)
SOLUCIÓNHIDRATACIÓN
HIDRÓLISISOXIDACIÓN
DISPERSIÓNMIGRACIÓN
AGREGACIÓN
MATERIA ORGÁNICA
RESISTENCIARESIDUAL
COMPONENTES DE
ALTERACIÓN Como (coloides)
SiO2
SOLUCIÓN DEL SUELO
DEPÓSITOS
MEZCLAS
HORIZONALIZACIÓNPERFIL DE SUELO
Solidos, aire, agua
PANTANOS Y SUPERFICIES DE
AGUA
Fragmentos(Meteorización
Física)
H2O, C02, N2RESIDUOS PLANTAS
(Acumulación)
HIDROXIDOS
(Re síntesis)
Cl. SO4, Ca, Na, Mg, K entre otros.
Removidos en el orden de movilidad
MAR (Salinos)
DELTÁICO (Arenosos)
Fuente: Bunting (1965) ; Yaalon (1960)
ESQUEMA DEL DESARROLLO GENÉTICO DEL PERFIL DE SUELOIndependiente1 Factores
2 Mineralización 3 Transformación 4 Morfogénesis5 Horizonalición o mezclas
Traducción: Castro (2014)
Político
Ecológico
EconómicoSocial
Realizable
Sostenible
ViableAceptable
Equitativo
Ambientalmente posible, socialmente aceptable, económicamente viable y políticamente realizable
Un uso en los tiempos modernos debe ser:
PRODUCCIÓN DE BIOMASA
FILTRADO Y ALMACENAMIENTO
HÁBITAT BIOLÓGICORESERVA DE GENES
SUELO
Fuente: Porta y López, 2005
FUNCIONES ECOLÓGICAS
CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS DE ORDEN ENTISOL
Horizontes diagnósticos: la capa superior es de poco espesor y con bajos contenidos de materia orgánica (ocrico)
Posiciones geomorfológicas: laderas empinadas, planos deInundación que reciben aportes frecuentes de sedimentos.
Características: incipiente evolución, exposición corta a losprocesos de intemperización; se localiza en sitios en dondeSe dificulta el desarrollo de horizontes.
Funciones ecológicas: Refugio de macro y mesofauna
CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS DE ORDEN INCEPTISOL
Horizontes diagnósticos: capa de arriba poco gruesa (ocrico), Con abundante materia orgánica (úmbrico), capa internaCon desarrollo de color (cambico)-
Posiciones geomorfológicas: laderas de montaña, terrazas aluviales o lacustres, glacis, ápice o cuerpo de abanicos.
Características: baja a moderada evolución, son estables en el tiempo, tienen fertilidad variable. Indica suelo en primerasEtapas de formación (inicio).
Funciones ecológicas: Refugio de mesofauna superficial, reserva de nutrientes intemperizables,
CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS DE ORDEN ANDISOL
Horizontes diagnósticos: acumula materia orgánica (úmbrico), tiñe de negro (melánico), en proceso de alteración (cambico).
Posiciones geomorfológicas: planos de terraza fluvio-lacustre, taludes de terrazas, parte medial del glacis de acumulación, coladas de lava, laderas
Características: derivados de cenizas volcánicas, con baja o moderada evolución, alta retención de humedad, alta retención de fósforo, susceptibles a derrumbes.
Funciones ecológicas: Retención y regulación de aguas freáticas, captura de carbono orgánico
CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS DE ORDEN HISTOSOL
Horizontes diagnósticos: con fibras vegetales (fíbrifico), materiales vegetales muy descompuestos (sáprico), materiales vegetales a penas descompuestos (hémico)
Posiciones geomorfológicas: bajos de terrazas lacustres, lagunas o lagos en proceso de desecación, áreas pantanosas
Características: formado a partir de acumulaciones orgánicasEn diferentes estados de alteración.
Funciones ecológicas: reservas de agua, regulación de caudales, captura de carbono orgánico
USOS MAYORES
AGRICULTURAGANADERÍAFORESTERIACONSERVACIÓNRESTAURACIÓN
1:100.000 a 1:250.000
USOS PRINCIPALES
CULTIVOS INTENSIVOS
CULTIVOS SEMIINTENSIVOS
CULTIVOS DENSOS
1:50.000 a 1:25.000
USOS
ESPECÍFICOS
PAPAMAÍZ
TOMATE DE ÁRBOL
1:5.000 a 1:10.000
DEPARTAMENTAL MUNICIPAL PREDIAL
DETERMINACIÓN DEL USO DE LA TIERRA SEGÚN LA ESCALA
Fuente: IGAC (2007)
COMPONENTES DE UN PLAN DE ORDENACIÓN DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS
FÍSICO BIÓTICO AMENAZASSOCIO-
ECONÓMICO
ZONIFICACIÓN ECOLÓGICA
ZONIFICACIÓN AMBIENTAL
ZONIFICACIÓN ECOLÓGICA
Proceso dinámico y flexible orientado a identificar opciones deuso sostenible de un territorio, basado en la evaluación de suspotencialidades y limitaciones con criterios físicos, biológicos,sociales, económicos y culturales (FAO, 2010, Cap. 5).
ZONIFICACIÓN AMBIENTAL DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA
Sectorización de la cuenca expresada en unidades homogéneas,resultante de la síntesis espacial de la dinámica territorial de la cuenca,basada en factores físicos, biológicos, socioeconómicos, étnicos,culturales, de riesgos naturales y/o socionaturales y de conflictos, conel fin de garantizar su adecuado uso y su desarrollo sostenible,teniendo en cuenta las potencialidades y limitaciones de uso y lasnecesidades de conservación de la misma. (Proyecto de Decreto delMAVDT modificatorio de los decretos 1604 y 1729 de 2002Ordenamiento de Cuencas Hidrográficas. Mayo 27 de 2010)
ZONIFICACIÓN AMBIENTAL DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS ESCALA 1:25.000
Ministerio de Ambiente y Desarrollo Territorial, Instituto Geográfico Agustín Codazzi, 2010
PRUEBAS FÍSICAS EN CAMPO
Objetivo: Aplicar pruebas físicas relacionadas con elmovimiento de agua en condiciones de campo, paraconocer sobre la función que cumple el suelo comoagente regulador de aguas en el Río Chinchiná.
Realizar el muestreo de suelos para determinar de quemanera influyen algunas variables físicas en elmovimiento de las aguas subsuperficiales y en laidentificación de la vulnerabilidad de los suelos a losprocesos erosivos o la vulnerabilidad de las geoformas alos movimientos en masa.
PRUEBAS FÍSICAS EN CAMPO
VARIABLES ANALIZADAS:
INFILTRACIÓNCONDUCTIVIDAD HIDRÁULICARESISTENCIA A LA PENETRACIÓNTEXTURA ORGANOLÉPTICA
DATOS OBTENIDOS EN LABORATORIO:
HUMEDAD DE CAMPOCURVA DE RETENCIÓN DE HUMEDADDISTRIBUCIÓN DE LA POROSIDADDENSIDADES APARENTE Y REALESTABILIDAD DE AGREGADOSLIMITES DE CONSISTENCIA
DIMENSIONES DEL RECTANGULOPerímetro (Km) 219,534
Área de la cuenca (Km2) 325,236
Lado rectangulo (L) 106,7220Lado rectangulo (l) 3,0452
Raiz (L) 10,3306Sumatoria RAIZ(Bi(Ci - Ci-1) 1,36145
Indice de pendiente 0,13 (13%)
DIMENSIONES DEL RECTANGULOPerímetro (Km) 328,541Área de la cuenca (Km2) 367,860
Lado rectangulo (L) 162,0002Lado rectangulo (l) 2,2704Raiz (L) 12,7279Sumatoria RAIZ(Bi(Ci - Ci-1) 0,98997
Indice de pendiente 0,08 (8%)
DIMENSIONES DEL RECTANGULO
Perímetro (Km) 229,769Área de la cuenca (Km2) 355,126Lado rectangulo (L) 111,7058Lado rectangulo (l) 3,1789Raiz (L) 10,5691
Sumatoria RAIZ(Bi(Ci - Ci-1) 1,06060
Indice de pendiente 0,10 (10%)
SECTOR ALTO
SECTOR INTERMEDIO SECTOR BAJO
SECTOR AREA (Km2) %
Bajo 355,02 33,88
Intermedio 367,75 35,09
Alto 325,13 31,03
TOTAL 1047,90 100,00
Fuente de datos: Modelo digital del terreno,
Sectorización de la cuencadel río Chinchiná
Fuertemente quebrada
Moderadamente inclinadaModeradamente inclinada
20
30 30
IPH COBERTURA TIPO
AREA TOTAL
(ha)
Número de
Fragmentos % Ocupación
0,1 Zonas impermeables construidas 2671,32 19 2,55
0,2
Zonas semipermeables con
pastos 2550,77 11 2,44
0,3
Cultivos anuales y zonas
desprovistas de vegetación 20494,66 105 19,59
0,4
Cultivos transitorios con
cobertura rala 7343,32 67 7,02
0,5 Mosaico de cultivos 483,09 6 0,46
0,6
Coberturas arbustales y
herbáceas altas 17315,93 82 16,55
0,7
Cultivos semipermanentes poco
estratificados 29591,02 118 28,29
0,8
Arbustales con bosques plantados
y especies exóticas 9723,77 108 9,30
0,9
Bosques abiertos naturales o
plantados, pantanos 704,30 9 0,67
1,0
Bosques naturales y cuerpos de
aguas 13722,94 38 13,12
TOTALES 104601,11 563 100,00
No. ORDENLONGITUD
(km)
NÚMERO DE
SEGMENTOS
RELACIONES
LONGITUD (RL)BIFURCACIÓN
(RB)
1 1,07 3
2 80,27 3 0,01
3 363,16 72 0,22 0,04
4 789,78 163 0,46 0,44
5 718,72 113 1,10 1,44
6 343,79 37 2,09 3,05
7 112,21 10 3,06 3,70
8 31,41 3 3,57 3,33
9 8,37 2 3,75 1,50
10 1,35 2 6,21 1,00
TOTALES Y
PROMEDIOS2450,12 408 2,28 1,81
SECTOR
AREA (m2)PERÍMETRO
(m)
LONGITUD
AXIAL (m)RAIZ(AREA)
(LONG
AXIAL)2P/RAÍZ A KC
ÍNDICE DE
FORMA
A B C D= raíz (A) E F=B/E G= 0,2821*FG=A/D
BAJO 355.126.461 229.76958.848
18.8453.463.075.334
12,2 3,40,1
INTERMEDIO 367.860.211 328.54112.549
19.180157.467.362
17,1 4,82,3
ALTO 325.235.800 219.5348.870
18.03478.669.804
12,2 3,44,1
TOTAL 1.048.222.472 777.84580.266
32.3766.442.646.809 0,00012 3,4059E-05 0,2
CAPACIDAD DE CAPTACIÓN DE AGUAS DE PRECIPITACIÓN
SECTORAREA (km2)
LONGITUD
DRENAJES
(km)
DENSIDAD
DRENAJES
(km/km2)
A B C=A/B
BAJO 355,02 991,26 2,79
INTERMEDIO 367,75 895,83 2,44
ALTO 325,14 563,03 1,73
TOTAL 1.047,90 2450,12 2,34
Índice de regulación hídrica (IRH).
SECTOR
AREA
(km2)
LONGITUD
DRENAJES
(km)
DENSIDAD
DRENAJES
(km/km2)
INDICE DE
FORMA
INDICE DE
PENDIENTE
(%)
RELACIÓN DE
BIFURCACIÓN
VALORACIÓN
DE LA
MORFOMETRIA
Dd Kc Im Rb Dd+Kc+ Im+ Rb
BAJO 355,02 991,26 2,79 0,10 10,0 0,49 33,0
INTERMEDIO 367,75 895,83 2,44 2,30 7,8 2,73 36,0
ALTO 325,14 563,03 1,73 4,10 13,7 1,94 26,0
TOTAL 1.047,90 2450,12 2,34 2,17 10,5 1,72 31,67
Índices de permeabilidadmenores de 0,5 toman el valor de 1;entre 0.5 y 2 se asigna un valor de 3;entre 1,6 y 5,0 el valor es 6;entre 5,0 y 12,0 el valor es 10;entre 12,0 y 18,0 el valor es 15 ypara índice de permeabilidad mayor de 18,0 elvalor es 20.
IP = 0,7 Infiltración + 0,3 conductividad
PERMEABILIDAD
INFILTRACIÓN CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICAÍNDICE DE
PERMEABILIDAD
VALOR DE
PERMEABILIDADPERFIL
REFERENCIA
VELOCIDAD
cm/hINTERPR
VELOCIDAD
cm/hINTERPR
SC101 25,74 Muy Rápida 4,29 Moderada 19,31 20
SC111 18,83 Rápida 6,26 Moderada 15,06 15
SC112 23,33 Rápida 24,52 Rápida 23,69 20
SC12 12,14 Mod. Rápida 3,94 Moderada 9,68 15
SC17 8,98 Mod. Rápida 5,57 Moderada 7,96 10
SC19 6,43 Mod. Rápida 10,79 Mod. Rápida 7,74 10
SC22 4,35 Moderada 5,88 Moderada 4,81 6
SC24 5,42 Moderada 1,22 Mod. Lenta 4,16 6
SC27 24,89 Rápida 7,02 Mod. Rápida 19,53 20
SC33 17,16 Rápida 17,27 Rápida 17,19 15
SC41 16,44 Rápida 12,33 Mod. Rápida 15,21 15
SC42 14,93 Rápida 9,31 Mod. Rápida 13,24 15
SC43 5,42 Moderada 1,96 Mod. Lenta 4,38 6
SC51 5,81 Moderada 6,49 Mod. Rápida 6,01 10
SC54 27,24 Muy Rápida 6,17 Moderada 20,92 20
SC59 2,92 Moderada 8,07 Mod. Rápida 4,47 6
SC61 1,60 Mod. Lenta 1,57 Mod. Lenta 1,59 3
SC64 1,83 Mod. Lenta 0,43 Lenta 1,41 3
SC70 5,97 Moderada 13,90 Rápida 8,35 10
SC72 0,47 Lenta 0,32 Lenta 0,43 1
SC77 1,09 Mod. Lenta 10,93 Mod. Rápida 4,04 6
SC78 21,94 Rápida 17,94 Rápida 20,74 20
SC79 7,16 Mod. Rápida 21,23 Rápida 11,38 15
SC80 16,94 Rápida 11,64 Mod. Rápida 15,35 15
SC87 10,23 Mod. Rápida 6,67 Mod. Rápida 9,16 10
PERMEABILIDAD POR UNIDAD CARTOGRÁFICA
Índice
Criterio para
definición
de clase o
categoría
Clases o categoría Interpretación
Índice de
regulación
hídrica
>80 Muy alta
Muy alta capacidad
de regulación
hídrica
64-80 AltaAlta capacidad de
regulación hídrica
48-63 MediaCapacidad media de
regulación hídrica
31-48 BajaBaja capacidad de
regulación hídrica
13-30 Muy bajaMuy baja capacidad
de regulación
INTERPRETACIÓN DEL ÍNDICE DE REGULACIÓN HÍDRICA
100 = 40 + 30 + 20 + 4 + 3 + 3
IRH = Im + IPH + PB + RB + Kc + Dd
ÍNDICE DE FRAGILIDAD
EROSIÓN ACTUAL
ESTABILIDAD ESTRUCTURAL
ERODABILIDAD DEL MATERIAL
PARENTAL
LIMITES DE CONSISTENCIA
SUELOS GEOFORMAS
MATERIAL PARENTAL Has %GRADO DE
ERODABILIDAD
Areniscas, andesitas, coluvios
heterométricos y sedimentos
aluviales.
19104,1 13,4 BAJO
Esquistos, gneis y anfibolitas. 18318,9 12,8 MODERADO
Cenizas volcánicas, detritos de
pumitas, arenas, lutitas y
arcillolitas.
105669,7 73,8 ALTO
TOTAL 143092,6 100,0
INDICADORES DE GEOFORMAS
PERFIL
MODAL
LÍMITE
LIQUIDO
LÍMITE
PLÁSTICO
ÍNDICE DE
PLASTICIDADINTERPRETACIÓN
SC12 16,38 10,21 7,17 Poco plástico
SC24 22,89 12,16 10,73
Moderadamente
plástico
SC27 26,32 11,63 14,69
Moderadamente
plástico
SC35 25,89 14,12 11,77
Moderadamente
plástico
SC42 19,48 10,2 8,28 Poco plástico
SC55 18,36 10,8 7,56 Poco plástico
SC61 23,68 11,63 12,05
Moderadamente
plástico
El 73% de los perfiles modales del área de estudio son suelos profundos,con contenidos de arcilla inferiores al 15%, o en cuyo sustrato haypresencia de material grueso; por lo tanto, no presentan índices deplasticidad.
INDICADORES DE GEOFORMAS
CALIFICACIÓN
SUELO (IS) GEOFORMA (IG)
EROSIÓN
ACTUAL
ESTABILIDAD
ESTRUCTURAL
LIMITES DE
CONSISTENCIA
ERODABILIDAD
DEL MATERIAL
PARENTAL
1 No hay Muy estable PlásticoNo susceptible a
la remoción
2 Ligera EstableModeradament
e plástico
Poco susceptible a
la remoción
3 ModeradaModeradamente
establePoco plástico
Moderadamente
susceptible a la
remoción
4 SeveraLigeramente
estableNo plástico
Muy susceptible a
la remoción
5 Muy severa Inestable
6
ÍNDICE DE
FRAGILIDAD
PEND MAYOR A
25%
PEND DE 12 A
25% *
PEND
MENOR A
12%
MENOR a 2 BAJABAJA O MUY
BAJA MUY BAJA
2 - 4 MODERADA MOD A BAJA BAJA
4-5 ALTA ALTA A MOD MODERADA
MAYOR A 5 MUY ALTAMUY ALTA A
ALTA ALTA
Siendo IFG el índice de fragilidadIG la suma de calificaciones de las variables indicadas de la geoforma.IS la suma de calificaciones de las variables indicadas del suelo.
IFG = 0.7(IG) + 0.3(IS)
* Dependiente de otras variables como cobertura
UNIDAD DE
ANÁLISIS ESPACIALÍNDICES HIDROLÓGICOS IMPORTANTES
SISTEMA HÍDRICO
CAUDAL
MEDIO
ESTIMADO
(m3/s)
RENDIMIENTO
(L/s/km2)
LÁMINA
ACUMULADA
(mm/año)
ESCURRIMIENTO
MEDIO (mm/día)
Río Campoalegre 2,11 20,53 647,47 1,77
Río Claro 5,03 20,57 648,59 1,78
Río Chinchiná 37,33 76,82 2422,60 6,64
Quebrada Llano
Grande3,06 43,61 1375,23 3,77
Río Guacaica 25,95 76,82 2422,54 6,64
Río Tapias - Tareas 7,96 20,59 649,35 1,78
Río San Francisco 0,68 20,61 649,83 1,78
PROMEDIOS 11,73 39,93 1259,38 3,45
Fuente de datos: CORPOCALDAS-UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA, 2013
PRÁCTICAS DE MANEJO
Acciones que deben seguirse en una unidad de tierra para minimizar o mitigar las pérdidas de aguas por escorrentía.
El grado de fragilidad de los suelos para el área estudiada escrítico; es por ello que esta interpretación determina lasprácticas de manejo que deben seguirse para conservar elrecurso suelo y para minimizar las amenazas por deslizamientoque son manifiestos en la actualidad en los paisajes montañososo colinados.
Las prácticas de manejo mínima y moderada deben estarorientadas a favorecer el ingreso del agua a los suelos mediantela utilización de coberturas vegetales y sistemas de siembra; lasprácticas de manejo intensas y muy intensas requieren ladestinación de mayor cantidad de áreas para la conservación orestauración de coberturas vegetales naturales y mayorinversión en la construcción de obras civiles.
PRACTICAS DE MANEJO AREA (Ha) % SIMBOLO
MÍNIMAS 3954,72 2,66 A
MODERADAS 57995,16 38,99 B
INTENSAS 68181,52 45,84 C
MUY INTENSAS 4992,66 3,36 D
ESPECIAL 13615,73 9,15 NA
TOTAL 148739,80 100,00
Prácticas de manejo recomendadas y porcentaje de área cubierta
Cultivos permanentes intensivos
Cultivos permanentes semiintensivos
Agrosilvícola Agrosilvopastoril
Cultivos transitorios semiintensivos
Pastoreo semiintensivo
Pastoreo extensivo
Silvoagrícola
Silvopastoril
Protección de Recursos
Hidrobiológicos
Grado de pendientePiso térmicoCondición de humedadDrenaje naturalErosiónPedregosidadProfundidad efectivaInundacionesfertilidad
AG
SA
SP
ASP
PS
PE
CTS CPI CPS
AGA
AGD
AGCAGB
Agrosilvícola (AG)
AGA (PRÁCTICAS DE MANEJO MÍNIMAS)
AGD (PRÁCTICAS DE MANEJO MUY INTENSAS)
AGC (PRÁCTICAS DE MANEJO INTENSAS)
AGB (PRÁCTICAS DE MANEJO MODERADAS)
MANEJO INTEGRAL Y SOSTENIBLE DEL SUELO Y DEL RECURSO HÍDRICO
GRACIASCarlos Enrique Castro Mé[email protected]