Caracterización y Diagnóstico de Cuencas Hidrográficas PDF

CARACTERIZACIÓN Y DIAGNÓSTICO DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA. Para qué y Como se hace la caracterización de una cuenca? La caracterización de una cuenca está dirigida fundamentalmente a cuantificar todos los parámetros que describen su estructura física y territorial con el fin de establecer las posibi...

CARACTERIZACIÓN Y DIAGNÓSTICO DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA. Para qué y Como se hace la caracterización de una cuenca? La caracterización de una cuenca está dirigida fundamentalmente a cuantificar todos los parámetros que describen su estructura física y territorial con el fin de establecer las posibilidades y limitaciones de sus Recursos Naturales pero también para identificar los problemas presentes y potenciales.  La caracterización de una cuenca se inicia con la delimitación de su territorio, la forma, tamaño o área, pendiente media y pendiente del cauce principal, red de drenaje etc.  Algunos de estos parámetros sirven de base para identificar la vulnerabilidad y considerar peligros a los desastres.  Como se traza la línea divisoria de una cuenca? Una forma practica y sencilla para trazar la línea divisoria de una cuenca es seguir los siguientes consejos: Se define la red de drenaje partiendo del cauce principal es decir todas las corrientes. La línea divisoria nunca debe cortar un río , quebrada o arroyo Se ubican los puntos altos que están definidos por las curvas de nivel en el plano (estas curvas son líneas que indican la elevación de los lugares por donde pasan y cuya elevación será igual al valor de la curva). La línea divisoria debe pasar por los puntos altos definidos cortando ortogonalmente las curvas de nivel. En cualquier punto del terreno la línea divisoria debe ser el punto de mayor altitud excepto cerros o puntos altos que se encuentran dentro de la cuenca. Como se determina el área de una cuenca?  El área de una cuenca o cualquier área en un plano se puede calcular con un planímetro que es un equipo diseñado para eso; sin embargo existen formas sencillas para calcular el área como la malla de puntos que consiste en lo siguiente  Sobreponer una lámina trasparente con cuadrículas y puntos sobre el área que se quiere determinar.  Hacer un conteo de los cuadrados que quedan dentro del área.  Se obtiene el número total de cuadrados contenidos.  Establecer una relación (regla de tres) de la cantidad de cuadrados con área conocida con respecto al número de puntos del área desconocida. Como se obtiene el Perímetro de una cuenca? El perímetro de una cuenca se refiere a la medición lineal del parte- agua de la cuenca y se expresa en kilómetros. Usualmente se mide utilizando un curvímetro, sin embargo es común hacerlo utilizando un hilo que se coloca alrededor de la línea divisoria y posteriormente se mide con cualquier regla graduada. La medida obtenida se convierte a las unidades (Km) de acuerdo a la escala que tenga el mapa con el cual se  Que es la red de drenaje en una cuenca? Es el conjunto de corrientes (ríos, quebradas y cauces) por donde circula el agua dentro de la cuenca. Estas corrientes pueden ser de tres tipos: perennes, intermitentes y efímeras; dependiendo del tipo de escurrimiento, el cual depende de las características físicas y condiciones climáticas de la cuenca. Jerarquización de la red fluvial La jerarquización permite tener un mejor conocimiento de la complejidad y desarrollo del sistema de drenaje de la cuenca. El orden se relaciona con el caudal relativo del segmento de un canal Hay varios sistemas de jerarquización, siendo los más utilizados el de Horton (1945) y el de Strahler (1952). Por el método de Horton los canales van numerados en función del número de afluentes que tengan, de forma que aquel que fluye desde el origen y no tiene ningún afluente es de orden 1, mientras que uno de orden 2 recibe 1 afluente. Si un canal recibe un afluente de orden 1 y otro de orden 2, su orden será 3. El orden de los canales va aumentando de uno en uno, de forma que aunque un canal recibiera uno de orden 2 y otro de orden 3, su orden sería 4. Cada canal tiene un único orden, que se corresponderá con el mayor que puede tener al final de su recorrido.  Densidad de drenaje Permite tener un mejor conocimiento de la complejidad y desarrollo del sistema de drenaje de la cuenca. En general, una mayor densidad de escurrimientos indica mayor estructuración de la red fluvial, o bien que existe mayor potencial de erosión. La densidad de drenaje varía inversamente con la extensión de la cuenca. Se calcula dividiendo la longitud total de las corrientes de la cuenca por el área total que las contiene L: Σ longitud de las corrientes efímeras, intermitentes y perennes de la cuenca en km. A: superficie de la cuenca en km2 Que forma tienen las cuencas? La forma de la cuenca es una característica que influye mucho en el tiempo de concentración de la escorrentía hacia el cauce principal.  Las formas que puede tener una cuenca van desde redonda, ovalada, oblonga y alargada. Cuanto más se acerque la forma de la cuenca a redonda, más rápidamente correrán las aguas hacia el lecho del río, y por tanto, el escurrimiento será mayor;  en el caso de una cuenca alargada el tiempo de concentración de la escorrentía es mayor pues el agua circula mas tiempo a lo largo del cauce principal. La forma de la cuencas más frecuente es la que tiene forma alargada.  Variables que deben determinarse  Ancho Promedio Ap = Area/Longitud axial  Longitud axial de la cuenca: es la distancia existente entre la desembocadura y el punto más lejano de la cuenca Indices o coeficientes de forma La forma de la cuenca controla la velocidad con que el agua llega al cauce principal, cuando sigue su curso, desde su origen hasta su desembocadura  Factor de forma Indica la tendencia hacia las crecidas. Las cuencas con factores de forma bajos son menos propensas a tener lluvias intensas y simultáneas sobre su superficie Ff=Ancho promedio/longitud axial < 0,22  Coeficiente de compacidad El coeficiente de compacidad está relacionado estrechamente con el tiempo de concentración que es el tiempo que tarda una gota de lluvia en moverse desde la parte más lejana de la cuenca hasta el desague. Kc = P 2√II.A Kc es el coeficiente de compacidad P perímetro de la cuenca II Pi 3,1416 A area de la cuenca  Clases de forma Clase de forma Rangos de clase Forma de la cuenca Kc 1 1 – 1,25 Casi redonda a oval-redonda Kc 2 1,25 – 1,50 Oval redonda a oval-oblonga Kc 3 1,50 a 1,75 Oval-oblonga a rectangular- oblonga  A medida que el coeficiente (kc) tiende a 1,0 o sea, cuando la cuenca tiende a ser redonda, aumenta la peligrosidad de la cuenca a las crecidas, porque las distancias relativas de los puntos de la divisoria con respecto a uno central, no presentan diferencias mayores y el tiempo de concentración se hace menor.  Profundidad de la cuenca Es la profundidad que está comprendida entre el dosel de la cobertura vegetal, y los estratos geológicos que delimitan la cuenca hacia abajo   Elevaciones o altitud de la cuenca Cálculo de altitud media Método de intersección. Para obtenerlo, el mapa topográfico de la cuenca se subdivide en cuadros de igual tamaño, por medio de suficientes líneas, de tal manera que por lo menos cien intersecciones caigan sobre el área. La altitud media de la cuenca se toma como el promedio de altitud de todas las intersecciones Que importancia tiene la Pendiente Media de la Cuenca?  La pendiente de la cuenca, tiene gran importancia, pues condiciona la velocidad del escurrimiento superficial y en cierto modo predice la erosión que produce en función del uso y manejo que se dé al suelo. Pendiente media de la cuenca Criterio de HORTON  Consiste en trazar una malla de cuadrados sobre la proyección planimétrica de la cuenca orientándola según la dirección de la corriente principal. Si se trata de una cuenca pequeña, la malla llevará al menos cuatro (4) cuadros por lado, pero si se trata de una superficie mayor, deberá aumentarse el número de cuadros por lado, ya que la precisión del cálculo depende de ello.  Una vez construida la malla, se miden las longitudes de las líneas de la malla dentro de la cuenca y se cuentan las intersecciones y tangencias de cada línea con las curvas de nivel. Cuáles son los objetivos de realizar el diagnóstico de la cuenca hidrográfica?  El diagnóstico de una cuenca permite conocer o evaluar la vocación, la capacidad, el estado o situación integral de la cuenca, con todos sus componentes, y actores.  Permite también conocer lo qué produce la cuenca como unidad, y los servicios que brinda.  En el diagnóstico de la cuenca se hace énfasis en cuatro componentes que son : biofísico, lo socioeconómico, los aspectos tecnológicos y productivos y también la parte institucional y legal  Que se obtiene como resultados del diagnóstico de la cuenca? Como resultado de un diagnóstico de la cuenca se debe lograr los siguientes resultados:  La descripción biofísica y socioeconómica de la cuenca.  Conocer el potencial de la cuenca, es decir lo que ofrece la cuenca.  Conocer el uso que actualmente tiene la cuenca.  Conocer la problemática, las necesidades, conflictos y las áreas críticas.  Identificar los sitios y zonas vulnerables, con peligros o amenazas.  Analizar las probabilidades de desastres naturales por el mal manejo de la cuenca.  Conocer las limitantes y restricciones.  Determinar las causas y efectos de problemas y conflictos.  Conocer las tendencias (proyecciones) de las diferentes actividades y usos de los recursos naturales.  Conocer propuestas de soluciones o alternativas para muchos problemas y necesidades considerando las opiniones de los diferentes actores de la cuenca.  Un aspecto muy importante en la caracterización de la cuenca es lo relacionado a la cantidad de agua que hay en ella y a la calidad de este recurso para los diferentes usos y principalmente para consumo humano. TRABAJO PRÁCTICO: 5 Puntos De las microcuencas que se identifican en la carta topográfica  Mapa de la microcuenca: cauces, línea divisoria, curvas de nivel (con valores)  Señalar los cauces, las vertientes, las nacientes, y el punto de desague  Anotar: Nombre de la carta, Departamento/s, Nombres de las microcuencas  Registrar las coordenadas, Latitud y Longitud de 4 puntos de la microcuenca  Determinar superficie en m2 y en ha  Determinar perímetro en m y Km  Longitud axial m y Km  Ancho promedio m y km  Factor de forma: determinar e interpretar  Coeficiente de compacidad: determinar e interpretar  Altitud promedio  Pendiente media (%): determinar e interpretar  OBSERVACIÓN:  Los resultados se presentan en forma individual EN QUÉ CONSISTE EL MANEJO INTEGRAL DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS? Es la planificación y administración integral de una cuenca para la conservación y uso productivo de los recursos naturales, con especial atención del agua (FAO, 1982). La aplicación en una cuenca de un plan general que combina regulación del uso de la tierra, tratamiento de vertientes y obras en el cauce para conseguir un régimen hidrológico deseable, agua de buena calidad y mejorar las condiciones socioeconómicas de la población (MARNR 1982). Una definición integradora Manejo de la cuenca para obtener múltiples resultados, o más específicamente, uso, regulación y tratamiento de los recursos agua, suelo y vegetación dentro de la cuenca para lograr objetivos pre-establecidos.  De las definiciones anteriores se desprenden los principales objetivos del manejo de cuencas Aumentar el rendimiento económico en el aprovechamiento de todos los recursos de la cuenca sobre la base del rendimiento sostenido para asegurar una mayor cantidad de bienes y servicios para la población en un periodo máximo de tiempo.  Reducir al mínimo las pérdidas de agua en la escorrentía y asegurar el máximo aprovechamiento de este recurso desde su caída como precipitación hasta su salida al mar. Ejemplo: el canal, obra de infraestructura de riego (Candarave, Perú) que tiene como objetivo reducir las pérdidas de conducción de agua por filtración, aportando con recurso hídrico para el riego Controlar o disminuir los daños causados por la erosión, sedimentación, inundación o contaminación. Mejorar las condiciones socioeconómicas de la población. - Uso múltiple - Manejo integral - Desarrollo sustentable  Evolución del Manejo de Cuencas Las ideas iniciales del manejo de cuencas fueron establecidas a inicios del Siglo XX en relación con las influencias del bosque sobre el medio ambiente, con el objetivo principal de protección (López y Hernández, 1980).  En los Alpes, en las montañas rocosas, en los Apalaches, en los Andes, en Asia Estrategia de trabajo para la conservación de las zonas montañosas, aplicada desde principio de siglo xx.  Por ser las cuencas montañosas un medio esencialmente forestal, en el desarrollo de estas ideas, los forestales y los biólogos jugaron un papel preponderante. Pero la falta de evidencia científica y un exagerado entusiasmo los llevaron a exagerar la importancia de la influencia del bosque, llegándose en algunos casos a argumentar dos ideas cuya validez científica era cuestionable: 1º) Que el bosque por sí solo controla las inundaciones. 2º) Que la presencia de bosques aumenta la precipitación CONSIDERANDO LA PROBLEMÁTICA Y LAS IDEAS PRELIMINARES La práctica de la reforestación venía a constituir la “panacea” o única acción para tratar de regular los caudales, controlar la calidad del agua y la degradación de suelos por la erosión Por lo que se introdujo en muchos países la práctica de la reforestación, acción que implicaba la adquisición de tierras en las fuentes de aprovechamiento de agua, para plantarlas con especies forestales, como “coníferas y eucaliptos”. Por las cuantiosas erogaciones que representaba. La modalidad de la reforestación se complicó al quererla extender, especialmente en áreas de minifundio con cultivos, originándose con frecuencia conflictos sociales por el sistema de uso y tenencia de la tierra en estas áreas. En esta a época los estudios de cuencas tampoco obedecen a ninguna metodología específica. En cuencas para producción de energía eléctrica, sólo se consideraba la hidrología y la geología; el enfoque técnico consistía en evaluar el potencial de producción hídrica, sin contemplar la protección y conservación que requiere el agua para garantizar su utilización permanente. Los estudios específicos en cuanto a protección, sólo se referían al tratamiento o repoblación forestal, y con este paradigma se elaboran los primeros estudios, denominados Planes de Manejo Forestal de Cuencas Hidrográficas.  Afortunadamente, en los últimos años, como producto de una sistemática investigación por estaciones experimentales y universidades Se ha producido un mejor entendimiento de la relaciones entre el uso de la tierra, bosque, escorrentía y producción de sedimentos.  Actualmente, se puede resumir el estado del conocimiento en relación al efecto del bosque sobre la hidrología de cuencas previamente deforestadas en las siguientes conclusiones: 1º) El bosque produce una gran disminución en la erosión y producción de sedimentos. El microclima del bosque condiciona una cobertura de árboles, arbustos y plantas herbáceas, así como la cobertura del suelo por materia orgánica en proceso de descomposición. Los bosques tienen importancia primordial en la conservación de los suelos y la capacidad de infiltración Las raíces superficiales de la vegetación y las raíces profundas de los árboles son elementos estabilizadores El sotobosque también tiene un papel fundamental en la protección de los suelos: amortigua el golpeteo de la lluvia y el del agua que gotea de las gotas de los árboles La capa de humus facilita la infiltración evitando la caída directa de gotas al suelo mineral Uso Pluviosidad Pendiente Escorrentía Erosión de mm/año Porcentaje superficial% t/ha/a tierra % de la precipitación Bosque 850 0,5 2,0 0,1 1200 4,0 0,3 0,1 2100 7,0 0,1 0,03 Cultivo 850 0,5 2,0-32 0,6-8 1200 4,0 0,1-26 6,1-26 2100 7,0 0,5-20 10-90 Suelo 850 0,5 40-60 10-20 desc. 1200 4,0 15-30 18-30 2100 7,0 38 108-170  2º) El bosque produce un aumento en la pérdida por evapotranspiración, disminuyendo el rendimiento hídrico.  Resultados en cuencas experimentales  Investigaciones realizadas para probar de que la cobertura vegetal afecta la producción de agua muestran :  Una evidencia indudable de que terrenos cubiertos por bosques producen menos agua que los mismos terrenos en barbecho, pastos o cultivos pequeños (Hewlet, 1970; Bosch y Hewlet, 1982; Hamiltkon et al 1985).  En zonas húmedas esta diferencia es del 10% (Bruijnzeel et al, 1987)  La menor producción de aguade bosques en comparación con otras coberturas vegetales se debe a la alta evapotranspiración (Baumgarther, 1970)  Resultados en cuencas experimentales  Varios países han considerado el hecho de que la alta evapotranspiración de los bosques puede afectar la producción de agua  A través de leyes, decretos y guías de manejo, donde por ejemplo en ciertas áreas, de poca precipitación, se prohíben reforestaciones, en Inglaterra y Sudáfrica.  En Alemania, en áreas boscosas de recarga para acuíferos para agua potable, los planes de manejo prescriben mantener una cobertura boscosa poco densa pero con alta capacidad de protección del suelo y la hojarasca. (Hewlet, 1982) Incremento en la escorrentía de crecida después de exponer los bosques lluviosos de tierras bajas en la Guyana francesa a: a) cosecha seguida por regeneración; b) aclareo mecanizado y quema, seguidos por regeneración; c)cultivos de corta y quema; d) aclareo y quema, seguidos por el establecimiento de Pinus caribaea; e) idem para Eucalyptus grandifolia; f) idem para pastos Digitaria (modificado de Fritsch 1993).  3º) Cuando se efectúan reforestaciones o se induce el mejoramiento protector en el tipo de cobertura vegetal, se observa que el efecto hidrológico aparece lentamente.  4º) Puede absorber completamente lluvias de baja intensidad, de tal manera que no se produce escorrentía. Las especies latifoliadas típicamente interceptan cerca de 20 % de la precipitación, mientras que las copas ralas del eucalipto interceptan cerca de 12 %. Valores reportados para los rodales de rápido crecimiento de Acacia mangium son especialmente altos (mayores de 40 %), mientras que los de las coníferas son variables, pero generalmente menores de 25 %.  5º) El bosque no produce un efecto discernible sobre la magnitud de los picos de grandes crecidas sin embargo durante estas crecidas existe poco incremento en la producción de sedimentos si se compara con áreas sin vegetación boscosa. Influencia de la vegetación y zonas boscosas sobre los picos de crecidas o gastos máximos,  el efecto existe a partir de una cantidad de lluvia determinada,  Ante aguaceros aislados y no suficientemente intensos, la cubierta boscosa retiene parte del escurrimiento hacia los cauces.  Qué pasaría ante precipitaciones cuantiosas, intensas y prolongadas?. El efecto transformador de la vegetación será insignificante, (Batista, 1973, 1974  Después que las numerosas depresiones del terreno se han llenado, determinada cantidad de agua es retenida por las raíces, troncos, hojas,.,  cuando llega el momento en que la tasa de precipitaciones es mayor que la tasa de infiltración, ocurren avenidas con picos de igual o mayor magnitud a las que se producirían si las cuencas no estuviesen cubiertas de bosques y vegetación  ,  El bosque no produce un efecto discernible sobre la magnitud de los picos de grandes crecidas  No pueden prevenir inundaciones mayores, ya que estas ocurren cuando lluvias fuertes y prolongadas se precipitan sobre cuencas extensas y el suelo se satura con agua, no importa la cobertura vegetal del suelo. (Hewlett, 1982; Hamilton et al 1985). A través del tiempo se ha adaptado a los diferentes problemas y entornos sociales, políticos e institucionales de las diferentes regiones. Ha sido una estrategia que ha buscado la conservación y el desarrollo. En su devenir se han desarrollado seis grandes variantes: el control de torrentes, el manejo hidrológico forestal de vertientes, el manejo hidrológico La recuperación de ecosistemas hídricos. el manejo integral de microcuencas Análisis de las hipótesis iniciales  Luego de la lectura del material: Bosques – suelo y agua, de la Asociación Española de Ecología terrestre y considerando las hipótesis iniciales realice una discusión sobre cada una de ellas: Que el bosque por sí solo controla las inundaciones. Que la presencia de bosques aumenta la precipitación  CUENCAS HIDROGRÁFICAS Prof. Ing. Forestal Mirtha Vera de Ortiz  ¿Qué es una cuenca hidrográfica? Una cuenca hidrográfica es un área de terreno que drena agua en un arroyo, río, lago, pantano, bahía o en un acuífero subterráneo Area natural en la cual el agua se desaloja a través de corrientes, cuyos caudales son recogidos por un colector común, que sirve de eje en la zona. La extensión de la cuenca puede variar, desde pocas a miles de hectáreas Cuenca Hidrográfica Unidad territorial natural que capta la precipitación, y es por donde transita el escurrimiento hasta un punto de salida en el cauce principal o sea es un área delimitada por una divisoria topográfica denominada parte-agua que drena a un cauce común (Brooks ,1985).  CLASIFICACIÓN Para el estudio, ordenamiento y manejo de una cuenca, es necesario dividirla en unidades más pequeñas. Estas unidades más pequeñas son las Subcuencas, y las micro cuencas. También dentro de una cuenca, subcuenca o micro cuenca, se establece una división identificándose tres partes de la cuenca: Parte Alta, Parte Media Y Parte Baja Microcuencas Ejemplo La pequeña cuenca – micro-cuenca – Subcuencas de abastecimiento de agua municipal (área de 2000 a 10,000 ha); Cuencas Las cuencas hidrográficas de las represas hidroeléctricas y/o de riego (área de 500,000 a 2,000,000 ha) Conjunto de cuencas – Hoya o cauce principal Las grandes cuencas de los ríos nacionales o internacionales (Río de la Plata, Paraguay, Paraná, Magdalena, Conjunto de cuencas Amazonas, etc. principales - Vertiente En cada una de estas escalas hay una problemática distinta Que es una subcuenca? Una subcuenca es toda área en la que su drenaje va directamente al río principal de la cuenca. También se puede definir como una subdivisión de la cuenca. Es decir que en una cuenca pueden haber varias subcuencas. Las micro cuencas se inician en la naciente de los pequeños cursos de agua, uniéndose a las otras corrientes hasta constituirse en la cuenca hidrográfica de un río de gran tamaño.  PARTES GEOGRÁFICAS DE UNA CUENCA (se aplica a las demás unidades: subcuencas y microcuencas) Cuenca de recepción: parte más alta, productora de agua, requiere mayor atención Garganta o canal de desague Lecho o cono de deyección Divisoria de cuencas La cordillera de los Andes actúa normalmente como divisoria de las aguas de las vertiente del Atlántico y la vertiente del Pacífico CUALES SON LOS COMPONENTES DE LAS CUENCAS HIDROGRÁFICAS ⚫Factores físicos Relieve y topografía: la forma del terreno Hidrología e hidrografía La geología y geomorfología El clima ⚫Factores biológicos: fauna, flora ⚫Factores humanos Que ocurre en una cuenca hidrográfica? En la cuenca producen, relaciones, interacciones e interrelaciones ⚫Es un sistema natural dinámico de elementos físicos, biológicos, sociales, económicos y políticos que se relacionan entre sí, evolucionando permanentemente en función de las actividades antrópicas. PORQUÉ MANEJO DE CUENCAS La protección de los recursos Hídricos es un tema que día a día cobra mayor importancia dada la gran problemática que la degradación de este recurso representa para la humanidad. Es por ello, que el manejo de los recursos hídricos en el marco de las cuencas hidrográficas con alternativas económicas, sociales y ambientalmente viables representa una vía idónea no solo para aprovechar racionalmente estos recursos sino también, para la mitigación y reducción de la vulnerabilidad ante los desastres naturales. Está presente en todos los procesos productivos y es un factor de desarrollo en términos Económicos, Biológicos, Físico-Químicos, Ambientales, Sociales, Culturales y Políticos. El Agua es un recurso FRÁGIL porque su uso inadecuado compromete su disponibilidad; es ESCASO porque solo el 1% del total del agua del planeta está disponible para uso humano; y es AGOTABLE porque su degradación puede ser irreversible. ⚫Ocupación de zonas con alto riesgo, como zonas de inundación y zonas de deslizamientos e incluso zonas de gran escasez de agua. ⚫Incremento de los usuarios del recurso agua, es un recurso natural en peligro porque el consumo total de agua dulce en el planeta se duplica cada 20 años. donde se compite no solo con la agricultura (riego) pero ⚫El impacto de los fenómenos naturales extremos, como sequías, inundaciones y grandes deslizamientos, han obligado a que los usuarios, deban aunar esfuerzos, aunque esto es todavía muy incipiente en las cuencas ⚫Servicios de las cuencas hidrográficas - Suministro mundial de agua dulce para diversos usos - Los bosques de las cuencas son fuente de biomasa - Valor recreativo relacionado al paisaje natural y cultural - Las cuencas captan 110.000 km3 de lluvia que caen todos los años - Almacenan la mayor parte de agua dulce del planeta - Regulan los caudales de agua - La escorrentía superficial lleva río abajo minerales y sedimentos orgánicos que fertilizan las tierras bajas ⚫LECTURA GUIADA Desarrollar los siguientes temas - La importancia de las cuencas hidrográficas - En qué consiste el Manejo de cuencas hidrográficas - Qué acciones podría considerar el Manejo de cuencas - Porqué se afirma que el manejo sostenible de cuencas es responsabilidad de todos?  MANEJO INTEGRAL DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS. CONCEPTOS BÁSICOS. Claudia Pérez Castillo. Ing. Agrónomo Ph.D. Yukio Shinomi. Ing Agrónomo INTRODUCCIÓN Para el ser humano, la preocupación por las cuencas hidrográficas no es un tema nuevo, el problema es que como sociedad lo hemos descuidado. Grandes civilizaciones antiguas florecieron y se desarrollaron en torno a las cuencas de importantes ríos. Los egipcios, los babilonios y los chinos, por nombrar solo tres, crecieron en torno a los ríos Nilo, Tigris y Eúfrates, y Amarillo, respectivamente. Otras culturas asiáticas y sudamericanas nos han dejado testimonios impresionantes de un manejo sustentable de cul- tivos en terrazas. Esto demuestra un aspecto muy importante y el rol trascendental que juegan las cuen- cas hidrográficas en el sostenimiento y desarrollo de las poblaciones humanas. En Chile, debido a su gran longitud (desde el paralelo 18º al 53º LS, aproximadamente), tenemos una gran diversidad de climas, lo que permite producir una gran variedad de especies vegetales, pero el potencial de las tierras agrícolas es limitado. Del territorio nacional el 80% corresponde a terrenos montañosos y solo el 20% a valles y planicies. En promedio, el ancho del país no alcanza a los 200 km, y presenta desniveles mayores a los 5.000 mts, lo que se traduce en cuencas hidrográficas de gran torrencialidad, alta fragilidad en la regulación de los flujos hídricos y alta capacidad erosiva y de trans- porte de sedimentos de cordillera a mar (Figueroa, 2003). De acuerdo con SAG-ODEPA, 1968, de las 75.708.000 de hectáreas que conforman el territorio nacio- nal, sólo 26.390.000 (un 35%) se definen como tierras agrícolas. De esta superficie, sólo 5.270.000 hectáreas son arables (clases 1 a IV), y 21.210.000 hectáreas no lo son (clases V a VIII). Por lo mismo, debemos ser muy cautelosos al momento de hacer prácticas agrícolas, con el fin de evitar su deterioro. Así mismo, la disponibilidad de agua, tanto para bebida como para riego, es otro factor que limitante en los ecosistemas, y en cuya generación y mantenimiento el manejo de las cuencas juega un factor muy importante. DEFINICIÓN DE CUENCA HIDROGRÁFICA La cuenca hidrográfica es la unidad natural para articular procesos de gestión y conservación del Medio Ambiente. Esta se puede definir como: "una unidad física bien drenada, donde un área de suelo es drenada por un determinado curso de agua y está limitada periféricamente por el llamado divisor de aguas." 85 (Merten et al, 2001), (figura 1). En otras palabras, es un área geográfica cuyas aguas superficiales vierten a una red hidrográfica común, constituyéndose a su vez un cause mayo r que puede desembocar en un río principal, lago, y/o directamente al mar. Figura 1. Esquema simplificado de una cuenca hidrogáfica. Las cuencas pueden tener diferentes órdenes, según el número de cursos de agua que la formen (figura 2), y por lo tanto su dimensión también variará. No es lo mismo manejar la cuenca del río importante, que manejar la cuenca de un estero. Fuenre: Merten et at.. 2001 Figura 2. Explicación de los ordenes en las cuencas hidrográficas. 86 Desarrollo económico versus preservación de los Recursos Naturales renovables La agricultura se puede definir como" la artificialización de la naturaleza, la cual se logra a través de la aplicación de tecnología. La naturaleza se transforma con el fin.de satisfacer las necesidades de la población, tanto para su sustento como para lograr un ordenamiento compatible con la sociedad. La sociedad, al trans- ormar la naturaleza, persigue generar un escenario que optimice su calidad de vida", Gastó et al, 1997. De esta definición surgen varios elementos importantes para tener en cuenta. Así por ejemplo, necesaria- mente para mejorar nuestra calidad de vida tenemos de alterar la naturaleza, aplicando diferentes tecno- logías para extraer los elementos que ella nos provee. Pero lo importante que es esa extracción la haga- mos de una manera sustentable con el fin de no agotar los recursos naturales. Sin embargo, esto último no siempre se cumple, por cuanto el hombre en su afán de mejorar su calidad de vida, no toma en consideración las limitaciones que nos impone la naturaleza, produciéndose un conflicto entre el uso del suelo y la aptitud agrícola productiva del mismo. Esto se puede apreciar en la figura 3, donde las tierras destinadas a cultivos, praderas, y foresta l, sobrepasan lo permitido desde el punto de vista del uso potencial para esas actividades. Uso actual vs uso potencial de los suelos de Chile Ul C\I 25000 Q).(¡j 20000 uQ).e 15000 Q) "O 10000 Ul ~ 5000 ~ o Cultivos Praderas Forestales 1El Uso Potencial Uso Actual 1 Fuente O DEPA 1968. Figura 3. Uso actual y potencial de los suelos de Chile. Los procesos productivos, junto con generar bienes y servicios, provocan efectos no deseados, los que en térmicos económicos se denom inan extern alidades negativas. Cuando esos efectos no deseados pasan cierto umbral desencadenan problemas de difícil solución y que a su vez son muy costosos para la 5ociedad, tales como: Erosión de los suelos (erosión hídrica en particu lar). Formación de cárcavas. Reducció n de la fertil idad por pérdida de nutrientes y materia orgánica. D eforestación. 111 Inundaciones por aumento del escurrimiento superficial. 87  Reducción de acuíferos y napas subterráneas. l Embancamiento de ríos, lagos, embalses y tranques, así como obras de riego por transporte de sed imentos. Cambio en los causes de los ríos. Baja calidad de agua y por ende mayores costos de purificación y tratamientos. Menor actividad biológica y biodiversidad. Daño en cam inos, infraestructura y obras de arte vial. Uno de los fenómenos más frecuentes, producido por prácticas agrícolas inadecuadas, es la erosión hídrica, la cual es causada por la acción de la energía cinética de las gotas de lluvia al impactar una superficie de terreno desnudo, o no estar debidamente protegida por una capa vegetal. Estas prácticas agrícolas inade- cuadas se han desarrollado desde la llegada de los españoles y ha significado un deterioro y una degrada- ción progresiva de los suelos, que se evidencia en los altos índices de erosión de nuestro país (figura 4). Las cuencas de los ríos Mataquito, Mau le, !tata y Bío-Bío se ven particu larmente afectadas por este problema. Figura 4. Ejemplo de erosión hídrica en el Secano Interior de Chile. Según cifras del IREN-CORFO (1979) de la superficie total del país (75.490.000 has) un 46% (3 4.491.000 has) estaría erosionada en diversos grados. Así, de la superficie erosionada, un 7% estaría catalogada como muy grave, un 27% como grave, un 44% como moderada y 22% restante como leve. Sin embargo, es necesario actuali zar estas cifras y es por ello que el Centro de Información de Recursos Naturales (CIREN), la Corporación Nacional Forestal (CONAF) y el Servicio Agrícola Ganadero (SAG) están desa- rrollando un estudio en este sentido por cuanto se estima que actualmente, existirían 47,3 millones de hectáreas de suelos erosio nados en Chile, lo que representa un 62% del territorio nacional y casi 75% de los suelos productivos del país. 88 Concientes de los problemas de degradación que sufren los suelos del país, y como una forma de incentivar prácticas conservacionistas de suelo y agua, el Estado cuenta con instrumentos que le permiten a los productores mejorar y hacer más eficientes sus procesos productivos. Así, mediante el Sistema de Incen- tivos de Recuperación de Suelos Degradados (S IRSD), entre otros instrumentos, el M in isterio de Agricul- tura administra, y pone a disposición de los productores, a través del SAG e INDAP una cantidad impo r- tante de recursos con este fin. Esto con el fin de que los ecosistemas tengan la capacidad de funcionar de forma normal y poder brindar bienes de los cuales depende la población para su desarrollo. La importancia del agua El agua es un elemento fundamental para el desarrollo de la vida. No só lo es importante para el uso doméstico, sino que también lo es para la industria, la agricultura, etc. En los próximos 20 años, de no mediar un cambio significativo en la conducta productiva del ser humano, parte importante del planeta tendrá serios problemas de abastecimiento de agua. Por tal motivo, es necesario hacer conciencia, de la importancia que reviste el manejo integrado de las cuen cas, tanto pa ra evitar su deterioro como para asegurar las características hidrológicas de las mismas. Al analizar la figura 5, podemos ver la importancia que tiene el conocer el origen del agua, y por lo tanto podemos percatarnos de que un manejo adecuado de ésta es vita l para todas las actividades produ ctivas de la tierra. TOTAL AGUA AGUA DULCE AGUA DULCE SUPERFICIAL FACILMENTE ACCESIBLE Figura 5. Distribución de la disponibilidad de agua en la Tierra. 89 Del total del agua disponible en el planeta, el 97% se encuentra en los océanos, y solo el 3% es agua dulce. De esa agua dulce (3% del total), un 70% se encuentra en los casquetes polares y los glaciares, un 29% son aguas subterráneas y só lo el 1% es agua dulce superficial, fácilmente accesible. De ese 1%, la gran mayoría está en los lagos (52%) y como humedad del suelo (38%); mientras que el 8% es vapor de agua atmosférico, el 1 % está como agua de ríos y el 1% restante forma parte del agua de los organismos vivos. Como se estab lec ió en el párrafo anterior, el agua dulce es muy escasa en el planeta tierra y por lo mismo los agri cu ltores deben ser muy eficientes en el uso que le den al agua de ri ego. En la figura 6 se muestra la relación entre las aguas de uso consuntivo, es decir, aquellas aguas que se consumen y no pueden ser utilizadas nuevamente, y las de uso no consuntivo del país. Del total de las aguas del país, 2.000 m3/seg, aproximadamente, un 32% son de uso consuntivo y el 68% restante es de uso no consuntivo. De las aguas de uso consuntivo, la agricu ltura utiliza el 84% en prácticas de riego (546 m 3/seg). El resto se reparte entre el uso como agua potable, industrias y minería. Es por esto que los agricultores deben tener clara conciencia de lo que significan buenas y malas prácticas agrícolas en general y de riego en particular, así como el conocer y entender el ciclo hidro lógico es tan importante para el ecosistema. Figura 6. Relación entre el uso de aguas consuntivas y no consuntivas. 90 El ciclo hidrológico Desde el punto de vista hidrológico, una cuenca hidrográfica es la unidad geográfica que etectúa la transformación de la ll uvia por ella captada en escurrimiento superficial. En la figura 7, se observan los principales elementos de este fenómeno, el cual se puede cuantificar mediante la siguiente ecuación: 8i = 8i -1 + Pi - Esi - ETri - PERi en que: 8i = humedad actual del suelo 8i -1 =humedad in icial el suelo Pi = precip itación Esi = escorrentía Etri = evapotranspiración PERi = percolación ESQUE MA S IM PLIF ICA DO DE L C IC LO DEL AGUA !Jube,de lluvia Figura 7. l:squema simpl1ticado del ciclo h1drol6g1co en una cuenca. Básicamente la cuenca recibe el agua de lluvia, la cua l se forma de la condensación de las masas de agua proveniente de la evaporación que se produce en los océanos y de la transpiración de las plantas y del suelo. En una cuenca bien manejada, y por lo tanto sana, esa agua se infiltra y percola por el perfi l del suelo, lo cual mantiene los niveles de humedad del mismo. En la medida que el suelo tiene una buena estructura, no se produce erosión hídrica. En cambio, en aquellos suelos que han perdido su estructura, y que tienen bajos índices de materia orgánica, el agua sufrirá un gran escurrimiento superficial, provocando pérdida de suelo y nutrientes, embancamiento de ríos, lagos y embalses, así como una pérdida de la actividad biológica y de la biodiversidad. Por lo mismo, se producen serios daños a los cam inos y la infraestructura vial y los costos de purificación de las aguas son mayores. 91 Todos estos problemas redundan en importantes gastos que la sociedad debe efectuar para reparar los daños causados. La tragedia es que muchas veces los efectos de un mal manejo de las cuencas son irreparables. Manejo de cuencas hidrográficas La cuenca hidrológica en un área fundamentalmente importante de manejar, debido a que el uso del suelo, los ciclos climáticos, la cobertura vegetal, los tipos de rocas y suelos, la demanda por agua y el impacto que causa el hombre trabajan conjuntamente para modificar la calidad y la cantidad de agua que drena a través de esta. El manejo de la cuenca es el conjunto de esfuerzos tendientes a identificar y aplicar opciones técnicas, socioeconómicas y legales, que establecen una solución al problema causado por el deterioro y mal uso de los recursos naturales renovables, así como de las cuencas hidrográficas, para lograr un mejor desa- rrollo de la sociedad humana inserta en ellas y de la calidad de vida de la población. Desgraciadamente, por lo general se analiza una cuenca, cuando existe una preocupación por la estabi- lidad ecológica de esta. Cada cuenca es diferente, por lo tanto, cada análisis de cuenca debe ser enfocado de una manera diferente. Además, la cuenca debe considerarse como una unidad de trabajo con dimen- siones adecuadas, que permitan un eficiente control de la erosión y manejo del suelo. En general, con el manejo de las cuencas debemos tender a cuatro acciones fundamentales: Protección contra la erosión aumentando la cobertura vegetal sobre el suelo Control de los flujos de agua aumentando la infiltración del agua en el perfil del suelo. Control de la sedimentación al manejar el escurrimiento superficial, tanto en volumen como en velocidad del agua. Mantención de la diversidad biológica. El manejo sostenible de las cuencas es responsabilidad de todos De acuerdo con Musiake, 2002, el sistema de recursos hidrológicos y del agua son gobernados básica- mente por 3 factores: factores hidroclimáticos (precipitación, evaporación, temperatura, radiación solar, viento, entre otras), factores geomorfológicos (topografía, geología, suelo) y la intervención humana sobre el medio ambiente, (como es el uso del agua, del suelo, la protección de inundaciones), figura 8. Normalmente, los dos primeros se mantienen en un equilibrio regulado por el ciclo hidrológico. Sin embargo, cuando interviene el hombre con sus procesos de transformación, se producen cambios que alteran el orden de la naturaleza, provocando trastornos sobre el medio ambiente. 92  INTERVEtlCIÓN HUM.O.NA Al MEDIO AMBIENTE (Uso del P;;¡ Ja, Uso da Suelo, Proteccién de hurdaciones) Figura 8. Factores que gobiernan el Sistema de Recursos Hidrológicos y del agua. Según Figueroa, 2003, el marco legal sobre manejo de cuencas que existe en el país tiene un carácter de fomento y regul atorio, pero en general es sectorial. Por lo tanto lo que correspondería en un futuro cercano es integrar coordin adamente en "com ités de cuencas" a todos los actores, usuarios e instituciones. Como se puede apreciar en la figura 9, el manejo sosten ib le de las cuencas es tarea de toda la comuni- dad, es decir el Estado, el Poder Legislativo y los usuarios. Para eso es necesario que el Estado tenga políticas claras y definidas respecto del manejo de las cuencas. Por su parte, el Poder Legislativo debe promulgar leyes que estén acordes con los conceptos de manejo sustentable de los recursos y, que a su vez, puedan ser controladas y fiscalizadas por los organismos competentes para evitar un deterioro y/o contam inación de las cuencas. Finalmente, los usuarios, o más bien dicho, todos los habitantes de las cuencas deben tener clara conciencia de que sus acciones, tanto cotidianas como productivas, influyen en la evolución futura de la cuenca. Sólo cuando estos tres elementos funcionan coordinadamente y en forma responsable, es factible que tener cuencas sanas, que permitan una mejor calidad de vida a sus habitantes. 93 Figura 9. Actores invol ucrados en el manejo integral de cuencas hidrográficas. CONCLUSIONES Desde un punto de vista de la gestión: La cuenca es una unidad geográfica natural, en base a la cual debemos desarrollar los procesos productivos. Sirve de base del territorio para articular procesos de gestión productiva, así como la gestión adm in is- trativa. Al usar prácticas conservacionistas en el manejo del suelo, se mejora la estructura de éste, aumentan- do su capacidad de infiltración y disminuyendo la escorrentía superficial, lo que incide en mayores aportes hídricos al sistema productivo. Desde un punto de vista económico: En función del crecimiento económi co, y aprovechando los recursos de la cuenca, debemos cu idar La sustentabil idad ambiental, la que se debe hacer preservando, conservando y prote- giendo los recursos de la cuenca. Esto no significa no intervenirla, sino que hay que hacerl o en comun idad con la naturaleza y no contra ella. La equidad en los procesos de gestión tanto territori al como productivo, los cuales deben ser participativos y democráticos. Desde un punto de vista de la organización: Los habitantes de la cuenca (pobladores y productores) deben tener clara conciencia de los problemas que pueden provocar malas prácticas productivas sobre el deterioro de la misma. 94 BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA Figueroa, J.P. 2003. Manejo Integrado de Cuencas: El Imperativo Sustentable. ChileRiego Nº 15, 26-34. IREN - CORFO. 1979. Fragilidad de los Ecosistemas Naturales de Chile. Gastó, J., L. Vélez, y C. D' Angelo. 1997. Gestión de recursos vulnerables y degradados. Pp 77- 116. In: Ernesto Viglizzo (Ed) Libro Verde. Elementos para una política agroambiental en el Cono Sur. Instituto Interamericano de Cooperaci'ñon parala Agricultura. 204 p. Merten, G., J. Riquelme y A. Borges. 2202. Manejo de Microcuencas: La manera inteligente de conservar el suelo y las Aguas. Pp 137-157. In: Pérez C., Claudio. (Ed.) 2002 Manejo de Microcuencas y Prácticas Conservacionistas de Suelo y Agua. Chillán - Chile. Actas INIA Nº 22. Instituto de Investigaciones Agropecuarias. 332 p. Musiake, K. 2002. "Monsuun Ajia no Suimon to Mizu Shigen". Hydrology and Water Resources in Monsoon Asia Dai 6 kai Mizu Shigen ni kansuru Shinpojiumu Ronbunshuu [Collection of Papers from the 6th Symposium on Water Resources]. Pérez C., Claudio; González U. Jorge (Eds). 2001. Diagnóstico sobre el estado de degradación del recurso suelo en el país. Chillán, Chile. Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Boletín INIA Nº 15, 194 p. Universidad de Chile, 2000. Informe País. Estado del Medio Ambiente en Chile - 1999. Centro de Análisis de Políticas Públicas. 409 p. 95 EROSIÓN EROSIÓN HÍDRICA - EVALUACIÓN METODOS PARA GRANDES CUENCAS situacion_enero2002  Utilización de métodos indirectos, como son el aforo del caudal sólido transportado por los cursos de agua, o la medición del aterramiento periódico de embalses. Cuencas sin registro de sedimentos. Utilización de fórmulas establecidas para la investigación, que correlacionan la erosión producida en las cuencas con los factores que intervienen en el fenómeno  MÉTODOS INDIRECTOS Medida del caudal sólido en los cursos de agua punto_critico_chico Prácticamente la totalidad de los elementos finos que alcanzan los cursos de agua son transportados en suspensión. El gasto sólido en suspensión es representativo de la intensidad de los fenómenos erosivos ocurridos en la cuenca y que puede utilizarse con un grado de aproximación muy notable para cuantificar su degradación específica.  Medida del caudal sólido en suspensión Elección de verticales a muestrear ¼, ½ y ¾ del ancho 1/6, ½, 5/6 Verticales uniformemente distanciados (entre 10-25, dependiendo del ancho del curso)  Esquema sugerido para el muestreo de sedimentos con puntos de muestreo a media profundidad del caudal Si la muestra se puede tomar a cualquier profundidad, se recomienda la mitad de la profundidad del caudal dado que es la que permite obtener los mejores cálculos de la concentración media de sedimentos.  Muestreador integrador de profundidad Para tener en cuenta las variaciones en la concentración de sedimentos en diferentes puntos de una corriente, se puede utilizar un muestreador-integrador, es decir, un muestreador que obtiene una muestra única agrupando pequeñas submuestras tomadas en diferentes puntos.  Medición de la concentración de sedimentos Las muestras de sedimentos se filtran y el sedimento se seca. La relación entre el peso seco de sedimentos y el peso total de la muestra es la concentración de sedimentos que se expresa en % o en partes de millón y el caudal del agua (caudal líquido: Ql) en m3/seg.  Medida del caudal de acarreos Recogida de acarreos mediante estructuras adecuadas que se extienden a todo lo ancho de una sección transversal Utilizando aparatos especiales denominados “nasas” que, situados en el lecho, recogen los acarreos en una faja de la corriente. Antes de hacer el muestreo se detecta la presencia de acarreos mediante un “detector hidrofónico” G= P/t Medida del aterramiento de embalses La degradación de una cuenca puede determinarse midiendo la acumulación de sedimentos en los embalses (o lagos) y haciendo las oportunas correcciones debidas al material sólido que no queda retenido en el vaso de la presa Para cuantificar los sedimentos acumulados es preciso levantar distintos perfiles de la configuración del vaso al principio y al final del período que se considere. A causa de la dificultad, y en ocasiones de imposibilidad de hacer levantamientos topográficos se efectúan levantamientos batimétricos mediante el empleo de ecosonda.  A través de la Batimetría se puede determinar las profundidades de los lagos y ríos, actualmente las mediciones son realizadas por GPS diferencial para una posición exacta, y con sondadores hidrográficos mono o multihaz para determinar la profundidad exacta, todo ello se va procesando en un ordenador confeccionar la carta batimétrica. Una Carta batimétrica es un mapa que representa la forma del fondo de un cuerpo de agua, normalmente por medio de líneas de profundidad CUENCAS SIN REGISTRO DE SEDIMENTOS Cuando una cuenca sin registro de sedimento está contenida dentro de otra que cuenta con dicho registro, es posible estimar su producción de sedimentos. Para ello se efectúa un minucioso estudio de análisis de los factores que controlan la erosión en ambas cuencas, y luego se los compara entre sí. De esta comparación cualitativa se estima la concentración y volumen de sedimentos de la cuenca sin registro, a partir de los datos de la cuenca con registro.  FORMULAS ESTABLECIDAS POR LA INVESTIGACIÓN Ecuación Universal de Pérdida de Suelo A=R x K x L x S x C x P A---Es la pérdida de suelos calculada por unidad de superficie, expresada en las unidades seleccionadas para K y el período seleccionado para R, generalmente toneladas (t) hectárea (ha)-1 año-1. R El factor lluvia y escurrimiento, es el número de unidades de indice de erosión pluvial (EI), más un factor para escurrimiento por derretimiento de nieve o aplicación de agua. A=R x K x L x S x C x P K El factor susceptibilidad de erosión del suelo, es la tasa de pérdida de suelos por unidad EI para un suelo específico, medido en una porción de terreno estándar (22.13 m de largo, 9% pendiente, en barbecho y labranza continua). L El factor de largo de la pendiente, es la proporción de pérdida de suelos en el largo de la pendiente especifica con respecto a un largo de pendiente estándar (22,13 m).  A=R x K x L x S x C x P S El factor de magnitud de la pendiente, es la proporción de pérdida de suelos de una superficie con una pendiente especifica con respecto a aquella en la pendiente estándar de 9%, con todos los otros factores idénticos. C El factor cubierta y manejo, es la proporción de pérdida de suelo en una superficie con cubierta y manejo especifico con respecto a una superficie idéntica en barbecho, con labranza continua. P El factor de prácticas de apoyo de conservación, es la proporción de pérdida de suelo con una práctica de apoyo como cultivo en contorno, barreras vivas, o cultivo en terrazas, con respecto a aquella labranza en el sentido de la pendiente. MÉTODO PEQUEÑAS CUENCAS Se eligen unidades experimentales La estación consta con un dique de cierre con vertedero en forma de V que retiene el material sólido transportado por la escorrentía. La estación se complementa con un limnígrafo que registra la escorrentía de la cuenca. En muchas ocasiones están ubicadas en las partes altas de las cuencas, por lo tanto se hace necesario que su funcionamiento sea totalmente automático. Sistema de funcionamiento automático: dispositivo motor y dispositivo muestreador. Se estudian los caudales y su variabilidad espacial y temporal, el transporte de sedimento en disolución, suspensión y por el fondo, y la morfología del canal en relación al caudal y al transporte. Se analizan tanto las causas que provocan las crecidas como el riesgo y prevención de inundaciones, sus efectos en la erosión de los márgenes y lechos de los ríos, y la dinámica del transporte y la sedimentación aguas abajo. Algunos resultados del estudio de cuencas experimentales El análisis de las relaciones entre precipitación y escorrentía durante un periodo de 35 años han mostrado el aumento, a partir de los años 60, del coeficiente de escorrentía fluvial hasta un 50% en las cuencas que han estado sometidas a impermeabilización, a causa del aumento de las superficies urbanizadas y de la red de carreteras, lo cual explica el incremento de las inundaciones en áreas urbanas. PARCELAS EXPERIMENTALES Parcela (de escurrimiento) de una extensión de terreno de algunas centenas de metros cuadrados. Actúa como una cuenca hidrográfica independizada Aislada a lo largo de su perímetro En el punto de desague de la parcela se instala un sistema receptor que permite evaluar el volumen de agua y cantidad de tierra que sale de ella después de cada aguacero Después de cada lluvia se determina el peso conjunto de agua y suelo recogido en cada tanque, y se toman muestras representativas, en las cuales se determina el peso de tierra que la contiene La pérdida de suelo en cada aguacero se expresa generalmente en toneladas por hectárea y el escurrimiento en milímetros o en tanto por ciento de lluvia  Datos obtenidos de las parcelas experimentales Rep. Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Enero 1 2,7475 0,1209 7,4381 16,6379 7,8267 11,5981 2 9,9476 4,0417 7,4318 7,7285 6,5018 8,1009 3 11,2622 5,0561 9,7081 12,96499 9,1574 12,818 Media 7,9858 3,0729 8,1926 12,4437 7,8256 10,839 Precipitación 288,5 223,5 315 389 517 616 (mm) EROSION ACTUAL Y EROSION POTENCIAL Erosión actual Mapa mundial del estado de la degradación del suelo inducida por el hombre, Proyecto "Global Assessment of Soil Degradation" (GLASOD), elaborado por el Centro Internacional de Referencia e Información en Suelo (ISRIC), y el Programa del Medio Ambiente de las Naciones Unidas (UNEP). W: EROSION HIDRICA (Wt): Pérdida de la capa superficial del suelo. Es conocida como erosión laminar. La capa superficial normalmente es rica en nutrientes y gran parte de estos se pierden por la erosión; generalmente es precedida por la compactación y/o encostramiento del suelo causando un decrecimiento de la capacidad de infiltración de suelo que conduce a un acelerado escurrimiento y erosión del suelo.  (Wd): Deformación del terreno y movimiento en masa. Departamentos de Canindeyú, Amambay, Caaguazú y San Pedro, entre otros. Formación de cárcavas Deslizamientos del suelo. La formación de bancos de arenas, destrucción de los barrancos de arroyos y ríos DETERIORO QUIMICO Región Oriental en los Departamentos de San Pedro, Paraguarí, Caazapa y Caaguazú, Es debido a una práctica de agricultura en suelos pobres o moderadamente fértiles, sin suficiente aplicación de abonos orgánicos o fertilizantes químicos, que provoca un agotamiento general de los suelos y conduce a una reducción de la productividad del suelo. La rápida pérdida de nutrientes después de la remoción de la vegetación natural está también incluida en este tipo de degradación. La pérdida de nutrientes de la capa superficial es considerada como un efecto de la erosión del suelo. S: TERRENO ESTABLE  (SN): Terreno estable en condiciones naturales. En la Región Occidental y suroeste de la Región Oriental fueron identificados terrenos estables en condiciones naturales. La razón estriba en la ausencia de la actividad humana, por las características menos favorables del suelo para la actividad agrícola, sus condiciones de deficit hídrico, inaccesibilidad y problemas de drenaje. EROSION POTENCIAL La erosión potencial es una estimación de la erosión bajo condiciones hipotéticas de manejo y uso de las tierras. No se dispone de datos para todo el país, a excepción de algunas investigaciones puntuales. El "Proyecto de Planificación de Manejo de los Recursos Naturales" (GTZ/GT-MAG), ha implementado un sistema de información geográfica en el año 1990. Dicho proyecto ha realizado un cálculo estimativo de la erosión potencial en una zona de 567 ha en la zona sur del país, utilizando el modelo de la Ecuación Universal de la Pérdida de Suelo (USLE) considerando cuatro grupos de cultivos cuyos resultados se expresan en el cuadro Clasificación de erosión potencial en Altovera, Paraguay (en ha) Erosión Erosión Erosión Erosión muy Cultivos Total area tolerable moderada Severa `severa Bosque Nativo 207,90 49,30 239,50 70,40 567,1 Bosque Implantado 0,20 76,50 180,60 309,80 567,1 Pastura con 0,20 76,50 131,30 359,10 567,1 manejo Pastura con cob. 0,00 40,80 167,20 359,10 857,1 C/árboles Frutales sin cob. 0,00 0,20 76,50 490,40 567,1 c/árboles Maíz siembra 0,00 0,00 40,80 526,30 567,1 directa Pastura sin manejo 0,00 0,20 76,50 490,40 567,1 Algodón 0,00 0,00 0,20 566 , 90 567,1 Calidad el agua en el marco de cuencas hidrográficas El ciclo del agua  Circulación del agua por el ambiente  Se divide en: http://1.bp.blogspot.com/-xyW9mJccxPA/TtjuAfhtpII/AAAAAAAAABA/qkt8H2NRBfk/s1600/ciclo-del-agua.jpg  Evaporación  Condensación  Precipitación El ciclo del agua http://4.bp.blogspot.com/-bixtOfeTcGo/TsYYT829U3I/AAAAAAAAFRU/hld5YZtwKt0/s1600/happy-face-jpg-7109481.jpg  Necesitamos del agua porque permite que:  El cuerpo funcione bien  Vivan saludables los organismos  Llevemos a cabo las tareas diarias  El agua de la lluvia, al caer, discurre por el suelo de diversas formas Cuenca Hidrográfica  Es un área de captación de agua.  Cuando cae la lluvia  Parte percola al subsuelo hasta los acuíferos y  Parte escurre desde el área alta de la montaña hasta que llega a un área baja donde se encuentra un cuerpo de agua superficial, que puede ser una quebrada, un río, un embalse o el mar, o puede llegar a un espacio de terreno.  Una cuenca menor puede drenar hacia otra cuenca mayor, que drena finalmente a un cuerpo de agua subterráneo o superficial o a un espacio de terreno. Cuenca hidrográfica http://cohemis.uprm.edu/prysig/pdfs/pres_rruiz.pdf Río Escurrimiento del agua de lluvia Contaminación del Agua  Análisis de la problemática del agua en Paraguay  Los problemas ambientales relacionados con los recursos hídricos en el Paraguay son efectos de la erosión provocada por la deforestación de las cuencas,  la introducción de pesticidas,  la contaminación por desechos domésticos e industriales  los efectos ambientales de los embalses hidroeléctricos (2 En la región oriental  Si bien existen abundantes fuentes de agua (arroyos, ríos, humedales) y vertientes naturales (Ykuá) con potencial para surtir a buena parte de la población, uno de los principales problemas del sector rural es la falta de disponibilidad de agua potable  Muchas de estas fuentes e inclusive napas freáticas superficiales, se hallan contaminadas o se ha privatizado el acceso a las mismas. En la región de Chaco  EL río Paraguay y el río Pilcomayo, son los únicos cuerpos de agua que tienen agua todo el año, ya que muchos de los cauces y fuentes son solamente de carácter temporal.  La principal fuente de agua en esta región es subterránea, sin embargo, la presencia de sales entre los sedimentos de la mayoría de los nacientes limita seriamente su utilización.  Adicionalmente, esta agua fue depositada en épocas glaciales y no recibe ningún tipo de recarga, por lo que su disposición es limitada y muchas de estas fuentes están expuestas a contaminación por aguas residuales domésticas e industriales Contaminación del Agua  Puede causar problemas que incluyen: Sustancias ajenas a su  mal olor, naturaleza hacen el  mal sabor, agua inservible para  turbidez, un uso en particular  perjudicial para la salud,  perjudicial a los organismos,  perjudicial para la agricultura,  tóxica y venenosa a los seres vivos. Clasificación del origen de la contaminación  Fuentes precisas  Fuentes dispersas  Puede determinarse su  Su origen es difuso y no origen. puede determinarse http://1.bp.blogspot.com/-6ZJIX4ZrgAk/TdxU-dbRW3I/AAAAAAAAAAQ/9Bp4Qd_6gpo/s1600/destruccino%255B1%255D%255B1%255D.jpg fácilmente. http://1.bp.blogspot.com/_Av7woTW7OJI/TBrLKskugoI/AAAAAAAAAAM/h8trgpGELlE/s1600/108977-81022.jpg Parámetros de calidad de agua http://3.bp.blogspot.com/_ciH8bk4EpSg/TBhZW0cVHYI/AAAAAAAAASU/-gwQa1MQCeM/s1600/contaminacion-de-agua-1.gif Contaminantes Arsénico Mercurio Cloruro Cadmio Níquel Color Cromo III Nitrito y nitrato Oxígeno disuelto Cromo IV Nitrógeno Enterococos Cobre Selenio Coliformes fecales Cianuro Plata Coliformes totales Fluoruro Sulfuro y sulfatos Otros organismos patógenos Plomo Zinc Surfactantes JCA, 2008 Parámetros de calidad de agua Contaminantes Olor y sabor Amoniaco total Sólidos disueltos pH totales Turbidez Fósforo total Clorofila Temperatura Aceites y grasas Salinidad http://3.bp.blogspot.com/_ciH8bk4EpSg/TBhZW0cVHYI/AAAAAAAAASU/-gwQa1MQCeM/s1600/contaminacion-de-agua-1.gif JCA, 2008 Categorías de los contaminantes Contaminantes primarios:  Microorganismos  Desinfectantes y subproductos de desinfección  Compuestos químicos inorgánicos  Compuestos químicos orgánicos  Radionucleidos o radionúclidos  Contaminantes secundarios – afectan estética  Color, olor, sabor, pH, sólidos disueltos. Lista en: http://water.epa.gov/drink/contaminants/index.cfm Microorganismos http://www.photo-dictionary.com/photofiles/list/671/4281virus.jpg http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRbb1l2YB0LxW4xCy6s5nmsicr3u7TUb1TwiPmQdpvXgg9cNt1JeA  Incluye:  Problemas de salud http://www.asylumresearch.com/Gallery/BioScience/Cells/GiardiaLamlia!.jpg  Virus  Problemas gastrointestinales  Bacterias  Vómitos  Protozoarios  Nauseas  Indicador de calidad  Diarreas  Bacterias coliformes  Neumonía  Escherichia coli  Hepatitis http://www.edicionesmedicas.com.ar/var/edicionesmedicas_com_ar/storage/images/media/images/escherichia_coli/34746-1-esl-AR/Escherichia_coli.jpg  Meningitis Desinfectantes y subproductos de desinfección El agua también   Cuando el agua llega a contiene materia una planta orgánica que al potabilizadora, uno de mezclarse con el los tratamientos que desinfectante, recibe es desinfección reacciona, produciendo para eliminar los los DDBP. microorganismos.  Se utiliza: http://www.elaguapotable.com/subpro2.gif  Cloraminas  Cloro  Dióxido de cloro Desinfectantes y subproductos de desinfección (DDBP)  Efectos a la salud  DDBP incluyen:  Irritación de ojos y nariz  Bromato  Anemia  Clorito  Molestias estomacales  Ácidos haloacéticos  Problemas del  Trihalometanos totales  Sistema nervioso  Cloroformo central  Bromoformo  Hígado  Riñones  Aumentan el riesgo de cáncer Compuestos químicos inorgánicos  Son sustancias que no  Ejemplos: tienen moléculas de  Arsénico carbono.  Bario  Incluyen:  Cadmio  Óxidos  Cobre  Ácidos  Plomo  Sales  Mercurio  Nitratos Efectos de Compuestos químicos inorgánicos  Se asocian a problemas de salud que incluyen:  Daño a los riñones  Alergias en la piel  Problemas:  Del sistema nervioso  De la tiroides  Gastrointestinales  De crecimiento en los niños http://4.bp.blogspot.com/-npOkHYOV7B0/TujGERP0_cI/AAAAAAAABB8/hdTr12iPec0/s1600/le_malade_imaginaire.jpg Compuestos químicos orgánicos  Son sustancias que sí  Descargas de rellenos tienen moléculas de sanitarios. carbono.  Plantas de tratamiento de aguas residuales.  Incluyen:  Descargas de negocios  Combustibles fósiles. de lavado de ropa en  Gas natural seco (“laundry”). http://www.ciencia.cl/CienciaAlDia/volumen1/numero1/articulos/frank/fig5.gif  Carbón  Emisiones de plantas  Petróleo incineradoras y otras formas de combustión.  Plaguicidas y herbicidas.  Descargas industriales. Efectps de Compuestos químicos orgánicos  Efectos a la salud incluyen,  Problemas con:  Sistema nervioso  Sangre  Anemia  Hígado  Cambios en la piel  Bazo  Aumentan el riesgo de  Riñones cáncer  Ojos  Sistema cardiovascular  Sistema reproductivo  Sistema gastrointestinal Radionucleidos o radionúclidos  Son átomos radiactivos.  Provienen de:  Los más comunes en  La naturaleza agua son:  Plantas de energía  Radio nuclear  Radón  Laboratorios que utilizan sustancias  Uranio radiactivas http://cuidalo.wikispaces.com/file/view/noticia_16235_normal.jpg/65544782/358x271/noticia_16235_normal.jpg Efectos Radionucleidos o radionúclidos  Efectos a la salud:  Problemas con los riñones  Aumentan el riesgo de cáncer  Estómago  Huesos http://3.bp.blogspot.com/-7k1ltiKK4jc/UFtPyOlK39I/AAAAAAAAA1w/EmJ0_-f06Uo/s1600/Consecuencia+ambiental.jpg Impacto en el ambiente  Reducción o desaparición de especies de plantas y animales.  Reducción o desaparición de ecosistemas , por ejemplo:  Arrecifes de coral  Áreas para cultivo de alimentos  Reduce el rendimiento del alimento  Se inutiliza el terreno.  Cambios desagradables al panorama. Las sustancias peligrosas  Son elementos o compuestos:  Lo son por sí mismos (es su estado natural) o porque son producidos en una industria.  Causan daño a:  Las personas  Sus bienes  A los organismos vivos  Al ambiente Clasificación  Las sustancias peligrosas pueden ser:  Tóxicas  Pueden ser letales  Inflamables  Surge una flama de forma espontánea o provocada por una chispa  Explosivas  Su ignición causa una expansión repentina  Riesgo especial  Ácidos y bases Contaminante tóxico  Aquel que, dependiendo de:  Tiempo al cual ha estado expuesto el organismo y  Dosis,  es capaz de causar:  Enfermedades  Fallecimiento  El contaminante entra al organismo por:  Absorción  Ingestión Tipos de contaminantes peligrosos Tipos de contaminantes peligrosos  Metales pesados  Compuestos químicos  Ej: Arsénico, mercurio, organoclorados plomo, cadmio y  Dioxinas cromo  Plaguicidas:  Son parte de los  aldrin, desechos industriales  clordano,  dieldrin, http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/99/Pouring_liquid_mercury_bionerd.jpg/260px-Pouring_liquid_mercury_bionerd.jpg  lindano,  malation,  toxafeno,  DDT Tipos de contaminantes peligrosos  Nutrientes  Nitrógeno  Fósforo  Reducción O2 http://media1.webgarden.es/images/media1:4a75a6364278f.jpg/contaminacion_riosylagos_5.jpg Otros contaminantes peligrosos  Medicamentos  Analgésicos http://noalavacuna.files.wordpress.com/2010/11/agua-farmacos.jpg?w=630  Hormonas  Antidepresivos  Esteroides  Antibióticos http://zaragozaciudad.net/jovenesyrios/upload/20120203132226-medicamentos-agua-02.jpg Fuentes de contaminación de las aguas Fuentes de contaminación de las aguas  Sistemas sépticos que no  Rellenos sanitarios funcionan (vertederos) adecuadamente  Plantas paquete de  Empresas agrícolas con tratamiento de agua animales en  Extracción de materia confinamiento terrestre  Actividades agrícolas  Fuente precisa  Escorrentía urbana municipal menor y mayor  Industrias menores y mayores ESTUDIO Y PLANIFICACIÓN DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS  Cuenca hidrográfica  Degradación de una cuenca Un ejemplo de degradación Profundidad máxima 3,8 metros  Comparando los resultados En el año 1988 El volumen de agua se calculó 125.000.000 m3 La cota 61 msnm Profundidad máxima 3,8 m Superficie 54 km2 En el año 2014 El volumen de agua 106.070.000 m3 La cota 79,5 msnm Profundidad máxima 3,226 m Superficie 64 km2 Otro ejemplo de degradación Ordenación de cuencas hidrográficas  Acciones. Tarea contínua. Reconocimiento y planificación de la cuenca  Trabajo preliminar  NIVELES DE ESTUDIO Y PLANIFICACIÓN Nivel nacional  Nivel regional o de distrito  Nivel de cuenca, subcuenca y microcuenca Cuenca Sub cuenca Microcuencas  Nivel de finca agrícola o comunidad SISTEMA ORIENTADO A LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS ◼ Determinación de los principales objetivos y problemas  Principales problemas de las cuencas hidrográficas  Socioeconómicos  Uso inapropiado de las tierras  Deforestación  Técnicos e institucionales  Naturales Qué disponibilidades y limitaciones de recursos existen? Algunas de las principales limitaciones  Fondos  Recursos humanos  Falta de coordinación de los organismos gubernamentales  Movilidad y equipamientos  Resultados  otras limitaciones socioeconómicas, institucionales y políticas Consideraciones tecnológicas  La capacidad de tecnología  Transferencia de tecnología pRIMER TRABAJO PRELIMINAR: DETERMINACIÓN DE LOS PROBLEMAS DE LA CUENCA, OBJETIVOS Y PRIORIDADES Recogida de los datos existentes  Lista de fuentes de datos. Establecer contacto con las instituciones correspondientes. Crear también y actualizar regularmente, un archivo central de mapas, informes y antecedentes de interés.  Después de haber recogido y analizado los datos existentes, se podrá diseñar un plan preliminar de estudio para comprobar, añadir y actualizar la información existente. Definición rápida de los problemas de la cuenca Identificar los principales problemas de la cuenca y recoger y comprobar la información preliminar.  La recogida de información de primera mano sobre la naturaleza y dimensión de los problemas físicos y sociales de la cuenca para facilitar una planificación detallada.  La utilización de fotos, mapas y otros datos disponibles para familiarizarse con las condiciones de la cuenca.  Entrevistas con organismos locales, institucionales, comunidades y agricultores, para obtener sus opiniones, intereses y preocupaciones sobre la cuenca hidrográfica.  La preparación de los futuros trabajos de estudio y el cálculo de sus costos Problemas físicos  Las pendientes pronunciadas, los terrenos malos, los suelos propensos a deslizamientos, las formaciones geológicas frágiles.  Otros problemas, como los de precipitaciones fuertes e intensas, escorrentía excesiva, caudales torrenciales y vientos fuertes, deben determinarse a partir de los datos climáticos e hidrológicos.  Problemas finales (degradación) Los efectos finales de la degradación de una cuenca – erosión del suelo, deslizamientos de tierras, fuerte sedimentación, contaminación del agua, inundaciones y sequías,– Problemas socio-económicos y de otro carácter  Estos pueden incluir la tenencia de la tierra, la pobreza, la enseñanza, la insuficiente aceptación de las innovaciones, la escasez estacional de mano de obra. Exámen de las posibilidades de ordenación Nivel y clase de ordenación que se pretende  Dependerá de la gravedad de los problemas y de los recursos disponibles para realizar el trabajo. El trabajo de una cuenca se puede dividir en general en tres categorías  Las medidas técnicas  La restauración  Las medidas de protección Inversión posible Necesidades de inversión en la cuenca y las posibles fuentes y cuantías de los fondos.  Determinación de los principales objetivos y prioridades Establecimiento de los principales objetivos  restaurar la cuenca mediante el uso adecuado de las tierras y la aplicación de medidas de protección y conservación.  Proteger, mejorar u ordenar la cuenca para el fomento de recursos hídricos (abastecimiento de agua potable, regadío, energía hidráulica, etc.)  Ordenar la cuenca a fin de reducir al mínimo los desastres naturales  Desarrollar áreas rurales de la cuenca para el beneficio de la población y economía de la región,  La combinación de los objetivos anteriores..  Establecimiento de prioridades  Durante la etapa preliminar deben considerarse las cuencas o subcuencas prioritarias. Cálculo del presupuesto de los estudios Como esta etapa final del trabajo preliminar, debe preparase un cálculo del presupuesto necesario para los estudios detallados.