V.2 Suelo
V.2.2 Erosión
El suelo del área de influencia directa, se presenta sobre material carbonatado, como son las rocas calizas, y son moderadamente susceptibles a la erosión. Los suelos presentan también, una escasa capa de materia orgánica en su horizonte superficial, derivada del material vegetativo que sustenta compuesto de especies de pastizal y matorral. Su presencia se identifica en las laderas medias y bajas del área de estudio.
Grado de erosión del área de estudio
El área de estudio, conformada por las AID y AII, particularmente en el área de influencia indirecta, presenta diversas actividades, por lo que la erosión tiene parámetros altos por intervención del hombre y en cuanto al AID, esta sustenta una cobertura vegetal consistente en especies arbustivas así como hierbas anuales y zacates, donde la erosión resulta únicamente de procesos naturales, por ello que el acarreo sedimentológico es de moderado a bajo.
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 93
A continuación, sin de dejar de ser hipotético, se ha corrido el ejercicio de cálculo de perdida de suelo actual en el área influencia directa.
Estimación de erosión del suelo - Formula mundial de perdida de suelo.
E = R * K * LS * C * P Dónde:
E = Erosión del suelo (ton/ha/año).
R = Erosividad de la lluvia (Mj/ha mm/hr). K = Erosionabilidad del suelo.
LS = Longitud y grado de pendiente. C = Factor de vegetación.
P = Factor de prácticas mecánicas.
Acorde a lo anterior, para el cálculo de la erosión actual o potencial del predio se utiliza la siguiente formula:
E = R * K * LS * C Sustituyendo:
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 94
Tabla 57: Ecuaciones para estimar la Erosividad de la lluvia “R” en la Republica Mexicana. Región Ecuación R2 I R = 1.2078 P + 0.002276 P2 0.92 II R = 3.4555 P + 0.006470 P2 0.93 III R = 3.6752 P - 0.001720 P2 0.94 IV R = 2.8559 P + 0.002983 P2 0.92 V R = 3.4880 P - 0.00088 P2 0.94 VI R = 6.6847 P + 0.001680 P2 0.90 VII R = -0.0334 P + 0.006661 P2 0.98 VIII R = 1.9967 P + 0.003270 P2 0.98 IX R = 7.0458 P - 0.002096 P2 0.97 X R = 6.8938 P + 0.000442 P2 0.95 XI R = 3.7745 P + 0.004540 P2 0.98 XII R = 2.4619 P + 0.006067 P2 0.96 XIII R = 10.7427 P - 0.00108 P2 0.97 XIV R = 1.5005 P + 0.002640 P2 0.95
Figura 25: Mapa de regiones con igual erosividad en la República Mexicana.
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 95
De esta forma, el cálculo de R:
R= 2.8559 P + 0.002983 P2
El valor de P se sustituye por la precipitación anual de la estación climatológica más cercana; 00005145 San Juan de la Vaquería.
Tabla 58: Valor de Precipitación Anual
Mes Precipitación E 18.1 F 10.7 M 8.2 A 17.7 M 35.7 J 66.1 J 81.3 A 84.8 S 67.9 O 28.8 N 10.1 D 11.9 Total precipitaciones 441.3
De esta forma se tiene
R= 2.8559 (441.3) + 0.002983 (441.3)2 = R= 1,260.31 + 580.93
R= 1,841.24
Cálculo del parámetro K Erosionabilidad del suelo (K)
La susceptibilidad de los suelos a erosionarse depende del tamaño de las partículas del suelo, del contenido de materia orgánica, así como de la estructura, en especial del tamaño de los agregados y de la permeabilidad.
Para condiciones de campo se recomienda el uso de que la textura de los suelos y contenido de materia orgánica, se estime el valor de erosionabilidad (K). Es
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 96
importante destacar que a medida que el valor de “K” aumenta, se incrementa la susceptibilidad del suelo a erosionarse.
En la siguiente tabla, se presentan los valores de erosionabilidad de los suelos (K) estimado en función de la textura y el contenido de materia orgánica (Morgan, 1985).
Tabla 59: Valores de erosionabilidad de los suelos (K).
Textura % De materia orgánica
0.0 -0.5 0.5 -2.0 2.0 - 4.0
Migajón arcillo limoso 0.037 0.032 0.026
Migajón arcilloso 0.028 0.025 0.021
Migajón arenoso 0.027 0.024 0.019
Migajón arenoso fina 0.035 0.030 0.024
Migajón arenoso muy fina 0.047 0.041 0.033
Migajón limoso 0.048 0.042 0.033
Arcilla 0.013-0.029
Acorde al tipo de suelo existente, se ha clasificado como de textura Migajón arcilloso y que contiene bajos porcentajes de materia orgánica.
K= 0.028
Longitud y grado de pendiente (LS)
Este factor considera la longitud y el grado de pendiente. La pendiente media del terreno se obtiene dividiendo la diferencia de elevación del punto más alto del terreno al más bajo entre la longitud del mismo. Esto es:
Dónde:
S = Pendiente media del terreno (%). Hf = Altura más alta del terreno (m). Hi = Altura más baja del terreno (m). L = Longitud del terreno (m).
Sustituyendo:
S= (2,480 – 2,000)
100 4,539
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 97
S= 11 %
Para calcular LS (el factor de longitud y grado de la pendiente) se puede utilizar la siguiente fórmula:
Dónde:
LS = Factor de longitud y grado de la pendiente. λ = Longitud de la pendiente.
S = Pendiente media del terreno. m = Parámetro cuyo valor es .05 Sustituyendo:
LS= (4,539)0.5 (0.0138+0.00965 (11) + 0.00138 (11)2) LS= (67.37) (0.0138 + 0.10615 + 0.16698)
LS = (67.37) (0.28693) LS= 19.33
El factor de vegetación C, se calcula a través de la tabla siguiente:
Factor C. (Adaptado del manual USLE de Wischmeier y Smith (1978) con correcciones por USDA-ARS).
Tabla 60: Cubierta superficial en contacto on el terreno % de suelo cubierto
Cobertura aérea tipo y altura % De cobertura aérea
Cubierta superficial en contacto con el terreno % de suelo cubierto Tipo 0 20 40 60 80 95+ No apreciable - G 0.45 0.20 0.10 0.042 0.012 0.003 W 0.45 0.24 0.15 0.091 0.043 0.011 Herbáceas, pastos largos o matorral con altura media de caída de gotas menor a 0.90 m. 25 G 0.36 0.17 0.09 0.038 0.013 0.003 W 0.36 0.20 0.13 0.083 0.041 0.011 50 G 0.26 0.13 0.07 0.035 0.012 0.003 W 0.26 0.16 0.11 0.076 0.039 0.011 75 G 0.17 0.10 0.06 0.032 0.011 0.003 W 0.17 0.12 0.09 0.068 0.038 0.011 Arbustos o matorrales con altura media de caída de gotas 25 G 0.40 0.18 0.09 0.04 0.013 0.003 W 0.40 0.22 0.14 0.087 0.042 0.011 50 G 0.34 0.16 0.08 0.038 0.012 0.003 W 0.34 0.19 0.13 0.082 0.041 0.011
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 98 Cobertura aérea tipo y altura % De cobertura aérea
Cubierta superficial en contacto con el terreno % de suelo cubierto
Tipo 0 20 40 60 80 95+
de 1.95 m.
75 G 0.28 0.14 0.08 0.036 0.012 0.003
W 0.28 0.17 0.12 0.078 0.040 0.011
G: Cubierta superficial compuesta por pasto o material en descomposición
W: Cubierta superficial compuesta de herbácea con poca cobertura radicular o residuos no
descompuestos
Para nuestro caso se utilizaría el factor de herbáceo o matorral con altura media (0.082) debido a que el tipo de vegetación presente en la zona, es vegetación arbustiva o matorrales con altura media con una caída de gotas de 1.95 metros, el porcentaje de suelo cubierto es aproximadamente del 60% y acorde al tipo W es por la presencia de pastos en la superficie.
De esta forma para obtener el cálculo de la erosionabilidad, tomando en cuenta la vegetación tenemos lo siguiente:
E = R * K * LS * C - Formula mundial de perdida de suelo.
E = R * K * LS * C * P Dónde:
E = Erosión del suelo (ton/ha/año).
R = Erosividad de la lluvia (Mj/ha mm/hr). K = Erosionabilidad del suelo.
LS = Longitud y grado de pendiente Sustituyendo:
El valor de R, se obtuvo de la siguiente manera:
Tabla 61: Calculo de la erosión del suelo (ton/ha/año). VALOR DE R VALOR DE K VALOR DE LS VALOR DE C EROSIÓN POTENCIAL (TONELADAS/HA/AÑO) 1,841.24 0.028 19.33 0.082 81.72
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 99
Tabla 62: Ecuaciones para estimar la Erosividad de la lluvia “R” en la República Mexicana Región Ecuación R2 I R = 1.2078 P + 0.002276 P2 0.92 II R = 3.4555 P + 0.006470 P2 0.93 III R = 3.6752 P - 0.001720 P2 0.94 IV R = 2.8559 P + 0.002983 P2 0.92 V R = 3.4880 P - 0.00088 P2 0.94 VI R = 6.6847 P + 0.001680 P2 0.90 VII R = -0.0334 P + 0.006661 P2 0.98 VIII R = 1.9967 P + 0.003270 P2 0.98 IX R = 7.0458 P - 0.002096 P2 0.97 X R = 6.8938 P + 0.000442 P2 0.95 XI R = 3.7745 P + 0.004540 P2 0.98 XII R = 2.4619 P + 0.006067 P2 0.96 XIII R = 10.7427 P - 0.00108 P2 0.97 XIV R = 1.5005 P + 0.002640 P2 0.95
De esta forma, el cálculo de R: R= 2.8559 P + 0.002983 P2
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 100
El valor de P se sustituye por la precipitación anual de la estación climatológica más cercana, San Juan de la Vaquería, municipio de Saltillo, Coah.
Tabla 63: Valor P de la Precipitación Anual
Mes Precipitación E 18.1 F 10.7 M 8.2 A 17.7 M 35.7 J 66.1 J 81.3 A 84.8 S 67.9 O 28.8 N 10.1 D 11.9 Total precipitaciones 441.3 De esta forma se tiene:
R= 2.8559 (441.3) + 0.002983 (441.3)2 = R= 1,260.31 + 580.93
R= 1,841.24
Cálculo del parámetro K Erosionabilidad del suelo (K)
La susceptibilidad de los suelos a erosionarse depende del tamaño de las partículas del suelo, del contenido de materia orgánica, así como de la estructura, en especial del tamaño de los agregados y de la permeabilidad. Para su estimación se utilizan fórmulas complicadas; para condiciones de campo se recomienda el uso de que la textura de los suelos y contenido de materia orgánica, se estime el valor de erosionabilidad (K). Es importante destacar que a medida que el valor de “K” aumenta, se incrementa la susceptibilidad del suelo a erosionarse.
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 101
En la siguiente tabla, se presenta el valor de erosionabilidad de los suelos (k) estimado en función de la textura y el contenido de materia orgánica.
Tabla 64: Valor de erosionabilidad de los suelos (K)
Textura % De materia orgánica
0.0 -0.5 0.5 -2.0 2.0 - 4.0 Migajón arcillo limoso 0.037 0.032 0.026
Migajón arcilloso 0.028 0.025 0.021
Migajón arenoso 0.027 0.024 0.019
Migajón arenoso fina 0.035 0.030 0.024
Migajón arenoso muy
fina 0.047 0.041 0.033
Migajón limoso 0.048 0.042 0.033
Arcilla 0.013-0.029
Acorde al tipo de suelo existente, se ha clasificado como de textura Migajón arcilloso y que contiene bajos porcentajes de materia orgánica.
K= 0.028
Longitud y grado de pendiente (LS).
Este factor considera la longitud y el grado de pendiente. La pendiente media del terreno se obtiene dividiendo la diferencia de elevación del punto más alto del terreno al más bajo entre la longitud del mismo. Esto es:
Dónde:
S = Pendiente media del terreno (%). Hf = Altura más alta del terreno (m). Hi = Altura más baja del terreno (m). L = Longitud del terreno (m).
Sustituyendo:
S= (2,240 – 2,120)
100 1374
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 102
Para calcular LS (el factor de longitud y grado de la pendiente) se puede utilizar la siguiente fórmula:
Dónde:
LS = Factor de longitud y grado de la pendiente. λ = Longitud de la pendiente.
S = Pendiente media del terreno. m = Parámetro cuyo valor es .05 Sustituyendo:
LS= (1374)0.5 (0.0138+0.00965 (9) + 0.00138 (9)2) LS= (37.08) (0.0138 + 0.08685 + 0.11178)
LS = (37.08) (0.21243) LS= 7.88
De esta forma, se tiene el cálculo de la erosión, sin vegetación y sin la realización de prácticas de control de la misma la cual se obtiene mediante la siguiente fórmula:
E = R * K * LS
Tabla 65: Valor de erosión con suelo desnudo, sin prácticas de conservación
VALOR DE R VALOR DE K VALOR DE LS EROSIÓN POTENCIAL (TONELADAS/HA/AÑO)
1,841.24 0.028 7.88 406.25
Erosión considerada en caso de que no existiera cobertura del suelo (suelo desnudo) y no se tuvieran prácticas de conservación de suelo y del agua, que sería el escenario resultante del proyecto. En el caso de existir vegetación en el área, a la formula anterior se le agregarían un parámetro más, presentado a continuación:
E = R * K * LS * C
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 103
Factor C. (Adaptado del manual USLE de Wischmeier y Smith (1978) con correcciones por USDA-ARS).
Tabla 66: Cubierta superficial en contacto con el terreno % de suelo cubierto
Cobertura aérea tipo y altura % de cobertura aérea
Cubierta superficial en contacto con el terreno % de suelo cubierto Tipo 0 20 40 60 80 95+ No apreciable - G 0.45 0.20 0.10 0.042 0.012 0.003 W 0.45 0.24 0.15 0.091 0.043 0.011 Herbáceas, pastos largos o matorral con altura media de caída de gotas menor a 0.90 m. 25 G 0.36 0.17 0.09 0.038 0.013 0.003 W 0.36 0.20 0.13 0.083 0.041 0.011 50 G 0.26 0.13 0.07 0.035 0.012 0.003 W 0.26 0.16 0.11 0.076 0.039 0.011 75 G 0.17 0.10 0.06 0.032 0.011 0.003 W 0.17 0.12 0.09 0.068 0.038 0.011 Arbustos o matorrales con altura media de caída de gotas de 1.95 m. 25 G 0.40 0.18 0.09 0.04 0.013 0.003 W 0.40 0.22 0.14 0.087 0.042 0.011 50 G 0.34 0.16 0.08 0.038 0.012 0.003 W 0.34 0.19 0.13 0.082 0.041 0.011 75 G 0.28 0.14 0.08 0.036 0.012 0.003 W 0.28 0.17 0.12 0.078 0.040 0.011
G: Cubierta superficial compuesta por pasto o material en descomposición
W: Cubierta superficial compuesta de herbácea con poca cobertura radicular o residuos no descompuestos
Para este caso se utilizaría el factor de herbáceo o matorral con altura media (0.040) debido a que el tipo de vegetación presente en la zona, es vegetación arbórea asociada con matorrales de altura media con una caída de gota de 1.95 metros, el porcentaje de suelo cubierto es aproximadamente del 80% y acorde al tipo W es por la presencia de pastos en la superficie y con la escasa o nula presencia de residuos descompuestos.
Asi, para obtener el cálculo de la erosionabilidad, tomando en cuenta la vegetación tenemos lo siguiente:
E = R * K * LS * C
Tabla 67: Valor de erosiñon con vegetación VALOR DE R VALOR DE K VALOR DE LS VALOR DE C EROSIÓN POTENCIAL (TONELADAS/HA/AÑO) 1,841.24 0.028 7.88 0.040 16.25
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 104
El valor de “E” sería de 16.25 Ton/Ha/Año, en el supuesto de existir vegetación, que correspondería a una erosión con presencia de individuos vegetales en el terreno, sin obras de conservación, que corresponde a la situación actual.
Finalmente se presenta el caso de existir vegetación y realizar prácticas de conservación, a la formula anterior se le agregarían un parámetro más, quedando esta de la siguiente manera:
E = R * K * LS * C * P
Para el cálculo de P (prácticas de conservación) se basa en la siguiente tabla:
Tabla 68: Calculo de P (Prácticas de conservación) Pendiente (%) Con bordos Cultivo en fajas Terrazas y contorneo 1.1 – 2 0.6 0.30 - 2.1 – 7 0.5 0.25 0.10 7.1 – 12 0.6 0.30 0.12 12.1 – 18 0.8 0.40 0.16 18.1 – 24 0.9 0.45 0.18
El valor de P para el proyecto que nos incumbe es resultado de una pendiente de 2 % de las bermas de las terrazas que se irán formando y de las labores de reforestación a realizar en el terreno. De esta forma para obtener el cálculo de la erosionabilidad, tomando en cuenta la vegetación y las prácticas de conservación tenemos lo siguiente:
E = R * K * LS* C * P
Tabla 69: Valor de erosión con vegetación y con obras de conservación VALOR DE R VALOR DE K VALOR DE LS VALOR DE C VALOR DE P EROSIÓN POTENCIAL (TONELADAS/HA/AÑO) 1,841.24 0.028 7.88 0.040 0.12 1.95
El valor de E obtenido sería de 1.95 Ton/Ha/Año, en el supuesto de existir vegetación con prácticas de conservación.
P.P. San Francisco del Madroño, Municipio de Saltillo, Coahuila 105
La tasa máxima permisible de pérdida de suelo es de 10 ton/ha/año; mayores pérdidas, significan terrenos degradados (SAGARPA, 2000) y como es de observarse, los valores de erosión calculados no excederían este valor.
Tabla 70: Pérdida de erosión
Concepto Erosión potencial/ha Erosión potencial (03-80-00.00 has) Valor de erosión con vegetación.
(1) 16.25 Ton/ha/año 147.81 Ton/año
Valor de erosión con suelo desnudo, sin prácticas de conservación.(2)
406.25 Ton/ha/año 3,695.35 Ton/año Valor de erosión con vegetación
y con obras de conservación.(3) 1.95 Ton/ha/año 17.74 Ton/año
(1) Pérdida de suelo con vegetación estado actual.
(2)
Pérdida del suelo por el desarrollo de actividades de desmonte y despalme del terreno.
(3) Pérdida de suelo con vegetación y con obras de conservación restauración del sitio).