Proyecto de Tesis

 

UNIVERSIDAD NACIONAL DE ANCASH “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”   FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL

TÍTULO ORIGINAL: DE EROSIÓN DEL SUELO ANTE EVENTOS CLIMÁTICOS  “MODELAMIENTO DE  EXTREMOS EN LA MICROCUENCA CHANCOS”   TÍTULO A SUGERENCIA DEL JURADO: DE EROSIÓN DEL SUELO ANTE UN EVENTO DE  “MODELAMIENTO DEL RIESGO DE  PRECIPITACIÓN EXTREMA (FENÓMENO DEL NIÑO) EN LA ZONA AGRÍCOLA DE LA MICROCUENCA CHANCOS”   PROYECTO DE TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO AMBIENTAL  

Autor: BACHILLERES:  DE LA CRUZ MORALES JHON EDWIN FLORES COLETO  REYNALDO  DAVID

Asesores: ING. RAFAEL FIGUEROA TAUQUINO  ING. HELDER EDEGARDO MALLQUI MEZA  HUARAZ, MARZO DEL 2011

 

1.  INFORMACIÓN GENERAL 1.1.  Título:  “Modelamiento

del riesgo de erosión del suelo ante un evento de precipitación

extrema (Fenómeno del Niño) en la zona agrícola de la Microcuenca Chancos” . 1.2.  Autores: Bachiller Flores Coleto Reynaldo David. Bachiller. De La Cruz Morales Jhon Edwin 1.3.  Asesores: Ing. Rafael Figueroa tauquino Ing. Helder Edegardo Mallqui Meza 1.4.  Tipo de Tesis o Investigación Según Naturaleza, Profundidad y/o Alcance: Descriptivo. Según Propósitos o Aplicación: Aplicado.

2.  MARCO TEÓRICO EROSIÓN DEL SUELO La erosión del suelo se produce por la desagregación y transporte de sus partículas por diversos agentes erosivos, principalmente el agua y el viento, y su acumulación ocurre cuando la energía de estos agentes es insuficiente para continuar con su transporte (Morgan, 1995). Los procesos de erosión, pérdida y acumulación del suelo forman parte de la dinámica natural del medio exógeno terrestre, de tal modo que se habla de perdida de suelo tolerable cuando ésta no supera la tasa de renovación del suelo. En función del agente erosivo se definen los siguientes tipos de erosión: hídrica, eólica, glaciar y antropogénica. Oldeman (1994) estimo en 1996Mha la superficie mundial afectada por procesos de degradación del suelo, siendo la erosión hídrica la más importante, seguida de la erosión eólica. Del total de la superficie degradada, la mayor parte se debe a los procesos de deforestación, sobrepastoreo y actividades agrícolas y en menor medida a la sobreexplotación del suelo y a actividades industriales. Las condiciones meteorológicas y el clima, preparan el material parental para la erosión y la lluvia actúa como el mayor agente para la erosión. La cobertura vegetal, el tipo y las características del suelo, la geomorfología, la geología y los usos del suelo, establecen el grado de propensión del suelo a ser afectado por los agentes generadores de erosión.

 

LOS RIESGOS NATURALES Según Keller (2004); un riesgo natural es cualquier proceso natural que representa una amenaza para la vida humana o la propiedad. Para Keller, cinco son los conceptos fundamentales para comprender los procesos naturales como riego:   Los riesgos son predecibles a partir de una evaluación científica.   Los análisis de riesgos son componentes importantes en la comprensión de los efectos de procesos peligrosos. pel igrosos. 

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Existen vínculos entre los diferentes riesgos naturales, así como entre los riesgos

 

y el medio físico. Sucesos peligrosos que antes producías

 

influida por la actividad humana. Las consecuencias consecuencias de los riesgos pueden ser minimizada minimizadas. s.

desastres producen aahora hora ca catástrofes tástrofes

RIESGO DE EROSIÓN DEL SUELO El riesgo de erosión puede ser expresado cualitativamente (alto, moderado, bajo, etc.), o cuantitativamente (toneladas por hectárea por año) según Renschler (1996). MODELO PREDICTIVO USLE (Wischmeier y Smith, 1978) La modelización de la erosión y transporte del suelo tal y como hoy la entenemos comienza en EE. UU. De la mano de Wischmeier y Smith (1958), a través de la Ecuación Universal de Perdida de Suelo (Universal Soil Loss Equation, USLE). La integración de los modelos predictivos en las aplicaciones de tipo SIG y la utilización de los Modelos Digitales de Elevaciones (MDE) supone un cambio cualitativo en el estudio del riesgo de erosión y en la escala espacial y temporal de aplicación de los modelos (Machín y Navas, 1995). Los aspectos que determinan la ecuación universal de pérdida de suelo (USLE) puede mostrarse como: Riesgo de erosión del suelo = f (Factores socioeconómicos, Factores físicos) Factores socioeconómicos, dependen del manejo de la tierra tales como: prácticas de conservación y manejo de los cultivos. Factores físicos, dependen de los procesos naturales tales como: intensidad de las precipitaciones, erodabilidad del suelo, pendiente del terreno. USLE (Wischmeier y Smith, 1978) A = R * K * L* S * C * P Donde A: la media anual de las pérdidas de suelo (ton/ha/año) R: factor de la erosividad de las precipitaciones (MJ/ha/mm/año) K: factor de la erodabilidad del suelo (ton/MJ/mm)

 

L: factor de la longitud de la pendiente S: factor del gradiente de la pendiente C: factor del tipo de manejo de los cultivos culti vos P: factor de las prácticas de conservación del suelo

3.  PLANTEAMIENTO 3.1. Observación y antecedente del problema ambiental Uno de los acontecimientos que marcaron marcaron el inicio de la investigación so sobre bre la problemática ambiental de erosión del suelo, tuvo lugar en mayo de 1934, cuando se originó en en EE. U UU. U. nube de po polvo lvo que alc alcanzó anzó los 4500 metros d dee altitud y oscureció el cielo desde las llanuras de Texas, hacia el norte y hasta la costa atlántica (Lal, 2007). Este evento de gran magnitud inspiró la creación del Servicio de Conservación del Suelo de EE. UU. (US Soil Conservation Service, SCS), actualmente conocido como Servicio de Conservación de los Recursos Naturales (Natural Resource Conservation Service of USDA, NRCS). Para dar respuesta al problema de la pérdida de suelo por erosión hídrica, investigaciones anteriores permitieron a Smith Witt (19 (1948) 48) presenta presentarr la primera ecuación completa de predicción de la pérdida de suelo anual para zonas de cultivo. Tras este primer modelo de perdida de suelo se han sucedido diversas mejoras ampliaciones, que han dado lugar a la variedad de modelos que conocemos hoy en día. La más aceptada mundialmente es la Ecuación Universal de Perdida de Suelo (USLE), modificada y desarrollada por Wischmeier y Smith 1978. Estudios realizados por Oldeman (1994) nos muestran que la superficie mundial afectada por procesos de degradación del suelo es de 1966Mha y la superficie continental afectada por la erosión del suelo por usos de terreno son: África 494Mha, Asia 747Mha, América del Sur 244Mha, América Central 63Mha, América del Norte 96Mha, Europa 218Mha y Oceanía 108Mha. En el Perú también se hicieron estudios sobre la degradación de los suelos, tal es el caso de Ancash donde se realizó el Diagnóstico de la erosión de suelos de la Subcuenca de Llanganuco (Maguiña S. Roger, 1995).

 

3.2. Formulación del problema ambiental ¿Cuáles son los niveles de riesgo de erosión del suelo ante un evento de precipitación extrema (Fenómeno del Niño) en la zona agrícola de la Microcuenca Chancos?

3.3. Hipótesis Los niveles de riesgo de erosión del suelo ante un evento de precipitación extrema (Fenómeno del del Niño) en la zona agrícola d dee la M Microcuenca icrocuenca Chancos son baja, media y alta, dependiendo de las características de los factores ambientales que influyen en la erosión de los suelos; fundamentalmente el tipo de suelos, el relieve y la cobertura vegetal.

3.4. Objetivos 3.4.1. Objetivo general Determinar los niveles de riesgo de erosión del suelo ante un evento de precipitación extrema (Fenómeno del Niño) en la zona agrícola de la Microcuenca Chancos mediante el modelamiento Geo Espacial. 3.4.2. Objetivos Específicos   Elaborar el modelo cartográfico de los niveles de erosión potencial del 

suelo. 

 



 

Generar un mapa de isoyetas a partir de datos pluviométricos. Determinar la cobertura del suelo mediante la interpretación de imágenes



 

de satélite. Elaborar el mapa de ssuelos. uelos.



 

Elaborar el mapa de pendientes.



 

Proponer lineamientos de prevención de riesgo de erosión para casos de precipitaciones extremas.

3.5. Fundamentación La escorrentía superficial y la erosión de suelo son las mayores amenazas para la agricultura sostenible y, constituyen la causa principal de la desertificación de los suelos. El mapeo de riesgos de erosión del suelo es cada vez una necesidad para la planificación de usos sostenibles de la tierra, y en especial para un manejo adecuado de las cuencas. Por ello es de suma importancia desarrollar un modelo para determinar los riesgos de erosión del suelo en la Microcuenca Chancos. En la investigación se hará uso de los Softwares de Sistema de Información Geográfica (SIG) como la herramienta principal para modelar los riesgos de erosión

 

de suelo. Y el análisis se realizará en escenarios del Fenómeno del Niño, ya que en ella ocurren altas precipitaciones, como consecuencia se incrementa la pérdida del suelo. El modelo modelo resultante servirá co como mo una herramienta útil en la planificación y conservación de suelos.

3.6. Definición de términos básicos Erosión: Desprendimiento y remoción de partículas p artículas por agentes erosivos. Riesgo: Es la probabilidad de daños y pérdidas debido a la ocurrencia de un evento. Modelo: Es la representación de los fenómenos que ocurren en un sistema ambiental. Riesgo de erosión: Es la probabilidad de daños y pérdidas debido a la ocurrencia de la erosión del suelo.

4.  METODOLOGÍA 4.1.  Métodos El estudio se realizará mediante los siguientes métodos:   Método analítico.   Método descriptivo. 



4.2. Procedimiento 

 



 

Delimitación territorial del ámbito de estudio. Recopilación y procesamiento estadístico de datos pluviométricos. y su interpolación en SIG para la elaboración de mapa de isoyetas.



 

Revisión de la información existente de los cuerpos de suelos (mapa de suelos) en el ámbito; toma de datos y complementación en las áreas que faltan.



 

Muestreo y análisis de las muestras de suelo de las áreas sin información de estudios de suelos.



 

La información de la cobertura vegetal se obtendrá a partir de las imágenes de satélite de los años correspondientes del Fenómeno del Niño. Toma de datos en campo con GPS.



 

Superposición de mapas para la obtención del modelo de riesgos de erosión del suelo.



 

El procesamiento cartográfico se indica en la parte del diseño de investigación.

 

4.2.  Diseño de la investigación

VARIABLES

ANÁLISIS SIG

RESULTADO (MODELO TEMÁTICO FINAL)

PRECIPITACIÓN EN ÑIÑO

RELIEVE (PENDIENTE)

SUELOS (PERFIL)

VEGETACIÓN

FACTORES DE EROSIÓN

MAPA DE ISOYETAS (EROSIVIDAD DE LA LLUVIA) MAPA DE NIVELES DE  DE  MAPA PENDIENTES

MAPA DE SUELOS

RIESGOS DEL DE EROSIÓN SUELO MAPA DE ERODABILIDAD DEL SUELO

MAPA DE COVERTURA VEGETAL

CUENCA (MUESTRA)

OBSERVACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

 

 

4.3.  Población La población constituye el ámbito territorial de la zona agrícola de la Microcuenca Chancos, es allí donde se llevara a cabo la presente investigación, y el análisis de los factores ambientales se realizará en escenarios del Fenómeno del Niño, ya que en ella ocurren altas precipitaciones. Mapa de ubicación

Zona agrícola (5646ha.)

Espacio territorial de investigación

4.4.  Diseño y caracterización de la muestra En cuanto a la información meteorológica se trabajarán con los registros de un año, caracterizado como fenómeno del niño, d dentro entro del pe período ríodo de una década década,, se consideraran los datos de precipitaciones promedias totales y precipitaciones máximas totales. En cuanto a la muestra de suelos se elegirán de acuerdo al número de suelos existentes en el ámbito (perfiles) y de ellos las que tengan pendientes representativos.   Técnicas e instrumentos de acopio de información valorada

4.5. Para las variables ambientales en estudio, la recopilación de datos se hará mediante la técnica documental, apoyándose en las fichas de trabajo, fichas bibliográficas, y otros de la misma índole. Solo para recabar los datos concernientes a la variable suelos, se hará uso de la técnica de campo.

 

4.6.  Técnicas de procesamiento de análisis de datos   Tratamiento estadístico de los datos de precipitación.   Corrección de imágenes de satélite en Erdas Imagine 9.2   Análisis digital utilizando un modelo DEM para delimitar pendientes.   Geoprocesamiento con ArcGIS 10 para la obtención de mapas temáticos y generar una base de datos en una tabla de atributos. 







4.7.  Actividades Actividades   Comprende actividades actividades de gabinete, campo y laboratorio; en tres etapas tal como se muestra en el diagrama de flujo.

 Diagrama de flujo

Observación de la realidad Identificación del roblema elección del tema G

Planificación de la investigación

ETAPA I

Recolección extracción de información C

Recolección de información de campo y muestreo de suelos Análisis de laboratorio de las muestras ddee suelo 

L

Or anización anización sistematizac sistematización ión de informac información ión Digitalización de mapas y geoproce geoprocesamiento samiento (SIG)

ETAPA II

G

Resultados Veri Ve rific ficac ació iónn en cam cam o

C

Correcciones

ETAPA III G

Redacción de la tesis tesis G: Gabinete

C: Campo

L: Laboratorio

 

5.  RECURSOS  

5.1. Humanos, la siguiente tabla detalla los recursos necesarios y costos unitarios expresados en nuevos soles. TABLA CÓDIGO 

Nº 01: INVERSIÓN INTANGIBLE 

CONCEPTO 

UND. CANT. MES  C.U. SUBTOTAL 

2.3.2.7 Servicios profesionales y técnicos Asesores Responsable del proyecto Personal de apoyo TOTAL (S/.) 5.2. 

8500 Unid. Unid. Unid.

02 01 02

05 400 06 600 03 150

4000 3600 900 8500

Bienes y servicios, El desarrollo del proyecto de investigación demanda los activos fijos o tangibles, que son detallados en la Tabla Nº 02.  02.   TABLA CÓDIGO 

Nº 02: INVERSIÓN TANGIBLE

CONCEPTO 

2.3.1.1 Alimentos y bebidas Alimentos para consumo humano 2.3.1.3 Combustible, carburante y

UND.

Unid.

CANT.

100

C.U.

5

UB-TOTAL 

500 500 520

Gasolina de 84 octanos 2.3.1.5 Materiales y útiles de oficina 2.3.1.99 Compra de otros bienes Bibliografías Carta Geológico Nacional 1/100 000 Carta Nacional 1/25 000 Imagen satelital ASTER 2.3 Bienes y servicios Análisis de muestras Servicios de comunicación y 2.3.2.2 publicidad 2.3.2.5 Alquiler de muebles e inmuebles Alquiler de vehículos Alquiler de GPS 2.6.3.2 Adquisición de equipos Cámara digital 12.2 Mpg. Computadora portátil Memoria USB 4 GB 2.6.6.1 Adquisición de otros activos fijos Software ArcGis versión 10 Software Erdas Imagine versión 9.2 TOTAL (S/.)

Gln. Gl.

40 1

13 1000

Unid. Hoja Hoja Unid.

05 03 06 02

150 90 160 300

520 1000 2580 750 270 960 600

Unid.

60

55

3300

Est.

1

2000

2000

Día Día

04 04

120 15

Unid. Unid. Unid.

01 01 01

1200 3200 60

Pqte, Pqte.

01 01

1000 1000

540 480 60 4460 1200 3200 60 2000 1000 1000 16900

 

5.3. 

Costo y financiación CUADRO Nº 03: RESUMEN GENERAL 

CÓDIGO 2.3 2.3.1.1 2.3.1.3 2.3.1.5 2.3.1.99 2.3.2.2 2.3.2.5 2.3.2.7 2.6.3.2 2.6.6.1

CLASIFICADOR DE GASTOS 

IMPORTE (S/.)

Análisis de muestras Alimentos y bebidas Combustible, carburante y lubricante Materiales y útiles de oficina Compra de otros bienes Servicios de comunicación y publicidad Alquiler de muebles e inmuebles Servicios profesionales y técnicos Adquisición de equipos informáticos Adquisición de otros activos fijos COSTO TOTAL DE LA INVESTIGACIÓN 

3300 500 520 1000 2580 2000 540 8500 4460 2000 25400

El costo del proyecto de investigación es de S/.25,400.00, el cual sserá erá autofinanciado en parte, para cubrir con el resto del costo, se buscara financiamientos.

6.  CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES CUADRO Nº 04 ACTIVIDADES

TIEMPO EN SEMANAS - 2011 MARZO

ABRI L

MAYO

JUNI O

JULI O

AGO STO

1. Identificación Identificación y ele cc cción ión de l tema 2. Revisión bi bli ográfic ográfica a 3. Planificación de la investigación 4. Recolección y extracción de información 5. R Recolección ecolección de i nfor nformación mación de campo y muestreo muestreo de s uelos 6. Anális is de la borator boratorio, io, organización y sistematización de información 7. Digitali zación de mapas y geoproc geoprocesa esa miento 8. Análisis de resultados 9. V Verificación erificación de resultados 10. 10. Elaboración del informe final y rrevisión evisión 11. 11. Sustentación de tesis

7.  REFERENCIA BIBLIOGRÁFI BIBLIOGRÁFICA CA -  Chischristopherson Robeert W., 2004. E Elemental lemental Geosystem Geosystems. s. Fourth Edition. Pearson Prentice Hall. New Jersey. -  Gonzáles de Vallejo Luís y O Otros, tros, 2005. Ingeniería Geológica Pearson Prentice Hall. .

Madrid, España. -  Keller, Edgar Edgar A. y Blodgett Robert H., 2004. Riesgos Natura Naturales les.. Pearson Educación S.A.

 

-  Lal, R., 2007. Anthropoge Anthropogenic nic influences on World soils aand nd implications to global food security, Adv. Agron. -  Machin, J., Navas., 1995 Land evaluations and conservation of semiarid agrosystems in Zaragoza (NE Spain). -  Maguiña Sambrano Roger, 1995. Diagnóstico de la erosión de suelos de la Subcuenca de Llanganuco. Tesis para optar el Título deIingeniero ambiental, UNASAM. Ancash – Perú. -  Medina R. Juvenal, 2001, Fenómenos geodinámicos - “Estudio y medida de tratamiento”  .

Lima, Peru.

-  Morgan, RPC., 1995. Soil erosion and conservation, Segunda edición. Longman Group and J. Wiley & Sons, Essex. -  Oldeman, L. R., 1994. The global extend of soil degradation. -  Stralher N. Arthur y Stralher H. Alan, 1997. Geografía Física. Tercera edición. Ediciones Omega S.A. Barcelona, España.

-  Villota, Hugo, 1991. Geomorfología aplicada a levantamientos edafológicos y zonificación física de la tierra. Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Bogotá, Colombia. -  Mguiña Sambrano Roger, 1995. Diagnóstico de la erosión de suelos de la Subcuenca de Llanganuco. Tesis para optar el Título deIingeniero ambiental, UNASAM. Ancash –  Perú.