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I CONGRESO NACIONAL COMEII 2015 DE RIEGO Y DRENAJE23 Y 24 de noviembre de 2015
Jiutepec, Morelos
Logos institucionales de los autores
EVALUACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE SEDIMENTOS CON CUENCAS PAREADAS INSTRUMENTADAS EN LA CUENCA
DEL LAGO DE PÁTZCUARO, MICHOACÁN
Pedro Rivera Ruiz
José Javier Ramírez Luna
Susana Ortega López
Manuel Gutiérrez Castillo
1
CONTENIDOINTRODUCCIÓN
OBJETIVO
MATERIALES Y METODOS
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
2
3
INTRODUCCIÓN
Durante el año 2012 el IMTA desarrolló unproyecto que contempló la instrumentación einstalación de vertedores de garganta larga parainiciar con la evaluación de impactosambientales de tecnologías conservacionistasutilizando cuencas pareadas por medio de lacuantificación de los escurrimientos y laproducción de sedimentos, de esta manera,quedaron plenamente instaladas y funcionandolas microcuencas Ichupio (con prácticasconservacionistas) y Malacate (sin prácticasconservacionistas).
Este proyecto surgió de la necesidad de generarel conocimiento y evaluar los impactos que sehan logrado con el establecimiento de lasprácticas y obras conservacionistas que se hanvenido estableciendo desde hace varios años enla cuenca del Lago de Pátzcuaro.
Microcuenca Ichupio: 101.94 ha MicrocuencaMalacate: 149.25 ha
Ichupio
Malacate
4
INTRODUCCIÓNLas prácticas y obras de conservación de agua y suelo que se tienen establecidas son:
PRESAS DE GAVIONES PRESAS DE GEOCOSTALES
PRESAS DE PIEDRA ACOMODADA
REFORESTACIÓN CON PINO, MAGUEY YPASTO VETIVER
5
OBJETIVO
- Evaluar los impactos en materia de control de pérdida de suelo,retención de azolves, infiltración de lluvia y producción deescurrimientos como resultado de la aplicación de tecnologíasconservacionistas a nivel de microcuenca.
6
Clave Descripción uso de suelo
Superficie (ha) y % por microcuenca
Ichupio Malacate
ha % ha %
A A: Agricultura 1.09 1.07
AL AL: Agricultura de ladera 0.65 0.64
ATAT: Agricultura de temporal
1.74 1.70 1.77 1.19
Pf Pf: Pastizal-Forestal 10.72 10.51 24.86 16.66
E-pfE-Pf: Pastizal forestal erosionado
1.21 1.19 2.74 1.84
Fp Fp: Forestal-pastizal 7.53 7.38 19.39 12.99
F F: Forestal 73.61 72.20 91.31 61.18
RF-ERF-E: Reforestación-zonas erosionadas
1.80 1.20
fru Fru: Frutal 0.03 0.03
D D: Áreas sin vegetación 5.39 5.28 7.37 4.94
Total 101.95 100.00 149.25 100.00
Parámetros Malacate Ichupio
Área (ha) 149.24 101.95
Perímetro (km) 5.96 4.76
Longitud total de corrientes (km) 4.29 3.14
Longitud del cauce principal (km) 2.26 1.61
Altura media de la cuenca (m) 2 351.55 2 290.33
Pendiente media de la cuenca (%) 28.78 15.99
Pendiente media del cauce principal (%) 18.55 20.05
Índice de forma 0.29 0.39
Relación de circularidad 0.56 0.56
Coeficiente de compacidad 1.32 1.33
Proporción de elongación 0.61 0.70
Caracterización físicaMATERIALES Y MÉTODOS
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- Pluviómetros digitales HOBOmodelo RG3-M con los que seregistran las lluvias (ENTRADAS).
Instrumentación
- Instalación de equipo medidor con sensor ultrasónico para registrode información de gasto cada 2 minutos (SALIDAS), equipado conpanel solar con tecnología propia desarrollada en el IMTA que envíala base de datos vía GSM (celular) a correo electrónico (telemetría).
MATERIALES Y MÉTODOS
8
- Evolución en el sistema de medición mediante elmejoramiento de equipo para su funcionamiento encondiciones extremas de clima, y en el envió y registro dedatos con tecnología GSM y visualización en página WEB.
MATERIALES Y MÉTODOS
9
VERTEDOR DE GARGANTA LARGA:
EN LA MICROCUENCA ICHUPIOPARA REGISTRAR GASTOS DE HASTA3 m3/S.
EN LA MICROCUENCA MALACATEPARA REGISTRAR GASTOS DE HASTA7 m3/s.
MATERIALES Y MÉTODOS
10
Se tomaron muestras de escurrimiento a intervalos de 5 a 10 minutos durante el evento de escurrimiento.
MATERIALES Y MÉTODOS
11
Se tomó información en campo en las 2 microcuencas referente a:
1. Precipitación con pluviómetros de cuña.2. Humedad del suelo diariamente a las 8 am y 6pm.
MATERIALES Y MÉTODOS
12
MATERIALES Y MÉTODOS
Se recopiló la información de precipitación de los pluviómetrosdigitales instalados y de los sensores ultrasónicos.
13
RESULTADOS Y DISCUSIÓNSe registraron 13 eventos de escurrimiento en lamicrocuenca Malacate:
- 23 de mayo- 29 de julio- 09, 15, 24, 26-27 de agosto- 07, 08, 15 y 24 de septiembre- 04 y 19 de octubre- 02 de noviembre
Se registró un evento de escurrimiento en lamicrocuenca Ichupio:- 16 de septiembre
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Microcuenca Ichupio: 721.4 mm
Microcuenca Malacate: 752.6 mm
Precipitación mensual por microcuenca.
Distribución de eventos diarios por rango deprecipitación por microcuenca.
118 eventos
126 eventos
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
400.0
450.0
Gas
to (
l/s)
Hora
Evento de escurrimiento del 23 de mayo de 2013
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
Gas
to (
l/s)
Hora
Evento de escurrimiento del 09 de agosto de 2013
16
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
14
:41
14
:56
15
:13
15
:27
15
:41
15
:56
16
:15
16
:29
16
:44
16
:58
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:15
17
:29
17
:44
17
:58
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:15
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:29
18
:44
18
:58
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:15
19
:29
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:44
19
:58
20
:15
20
:29
20
:44
20
:58
21
:15
21
:29
21
:44
21
:58
22
:15
22
:29
22
:44
Gas
to (
l/s)
Hora
Evento de escurrimiento del 07 de septiembre de 2013
0.0
100.0
200.0
300.0
400.0
500.0
600.0
15
:59
16
:06
16
:10
16
:15
16
:20
16
:25
16
:29
16
:34
16
:39
16
:44
16
:48
16
:53
16
:58
17
:07
17
:12
17
:16
17
:21
17
:26
17
:31
17
:35
17
:40
17
:45
17
:50
17
:54
17
:59
18
:08
18
:13
18
:17
18
:22
Gas
to (
l/s)
Hora
Evento de escurrimiento del 15 de septiembre de 2013
17
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
140.0
160.0
180.0
200.0
Gas
to (
l/s)
Hora
Evento de escurrimiento del 02 de noviembre de 2013
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
Gas
to (
l/s)
Hora
Evento de escurrimiento del 16 de septiembre de 2013 - Ichupio
18
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Antecedentes de lluvias previas yefecto en la generación delescurrimiento.
Las muestras de escurrimientose enviaron al LaboratorioCentral Universitario de laUACh para el análisis desedimentos.
Precipitación (mm)
Fecha
Microcuenca
Ichupio
Microcuenca
Malacate
02-sep-13 8.2 2.4
03-sep-13 3.0 4.8
04-sep-13 2.4 1.8
05-sep-13 2.2 3.6
06-sep-13 0.0 0.2
07-sep-13 36.4 30.8
08-sep-13 3.2 2.4
10-sep-13 3.2 4.6
11-sep-13 3.2 0.6
14-sep-13 15.6 10.8
15-sep-13 46.0 35.8
16-sep-13 16.6 14.4
18-sep-13 10.6 10.6
19-sep-13 8.4 8.0
20-sep-13 0.0 0.2
21-sep-13 8.4 5.0
22-sep-13 0.8 0.4
23-sep-13 0.4 1.0
24-sep-13 21.2 11.8
25-sep-13 0.4 2.6
26-sep-13 4.2 4.8
27-sep-13 0.4 0.4
28-sep-13 1.0 7.0
29-sep-13 5.2 4.4
30-sep-13 0.2 0.2
Total 201.2 168.6
19
RESULTADOS Y DISCUSIÓN- Evaluación de los impactos ambientales de las obras y prácticas conservacionistas.
FechaPrecipitación
(mm)Escurrimiento
(mm)
Escurrimiento máximo
(l/s)
Volumen(l)
Concentración de sedimentos
(g/l)
Producción de sedimentos
(kg)
23-may-13 9.0 0.505 388.10 753,051 28.7 21,612.56
29-jul-13 6.8 0.099 73.60 148,464 9.9 1,469.79
09-ago-13 18.6 0.302 253.40 450,147 24.3 10,938.57
15-ago-13 13.8 0.073 77.40 108,840 8.1 881.60
24-ago-13 27.6 0.628 532.10 937,245 31.2 29,242.04
26-27-ago-13 21.0 0.656 48.10 979,239 8.4 8,225.61
07-sep-13 14.8 1.362 285.60 2,032,080 16.1 32,716.49
08-sep-13 2.4 0.011 6.20 16,230 4.9 79.53
15-sep-13 18.2 0.868 487.00 1,295,145 29.6 38,336.29
24-sep-13 10.6 0.853 209.60 1,273,110 11.8 15,022.70
04-oct-13 16.6 0.407 253.90 606,678 13.9 8,432.82
19-oct-13 9.6 0.008 8.80 12,579 4.8 60.38
02-nov-13 12.8 0.328 186.60 490,140 6.8 3,332.95
Total 181.8 6.100 9,102,948 170,351.35
Coeficiente de Escurrimiento Eventos:
0.0336 Volumen (m3): 9,102.95
Producción de sedimentos (t): 170.35
Superficie de la microcuenca (ha): 149.25
Degradación específica (kg/ha): 1,141.46
MICROCUENCA MALACATE (SIN OBRAS Y PRÁCTICAS CONSERVACIONISTAS)
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
FechaPrecipitación
(mm)Escurrimiento
(mm)
Escurrimiento máximo
(l/s)
Volumen(l)
Concentración de sedimentos
(g/l)
Producción de sedimentos
(kg)
16-sep-13 22.4 0.011 20.00 17,079 6.3 107.60
Total 22.4 0.011 17,079 107.60
Coeficiente de Escurrimiento Eventos:
0.0005 Volumen (m3): 17.08Producción de sedimentos (t): 0.11
Superficie de la microcuenca (ha): 101.94
Degradación específica (kg/ha): 1.06
MICROCUENCA ICHUPIO (CON OBRAS Y PRÁCTICAS CONSERVACIONISTAS)
Se redujo en 99.91% la aportación de sedimentos por la presencia de obras y prácticas
conservacionistas. Por tanto esos sedimentos no llegan al Lago de Pátzcuaro.
Se redujo en 99.82% la aportación de escurrimiento superficial (se infiltra más aguaen la cuenca) por la presencia de obras y prácticas conservacionistas.
21
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1. La eficiencia para el control de los escurrimientossuperficiales fue de 99.82% debido al efecto de lasobras y prácticas conservacionistas establecidas enla microcuenca Ichupio (comparado con losresultados obtenidos en la microcuenca Malacate).
2. Se determina que prácticamente el 99% de lalluvia que precipita en la microcuenca Ichupio se“queda” en el sistema cuenca como infiltración,humedad del suelo, aprovechamiento dehumedad, recarga de acuífero, etc.
3. En la microcuenca Malacate se presentaron losmayores escurrimientos máximos, así como, lasmayores láminas de escurrimiento. La mismatendencia se observó en los contenidos promediode sedimentos en las muestras de agua deescurrimiento.
22
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4. Al contabilizar el total de sedimentos en ambasmicrocuencas, se observa que por efecto de lasobras conservacionistas se tiene una eficiencia de99.91% en reducir las tasas de entrega a la salida dela cuenca. En la microcuenca Malacate secuantificaron 170.35 toneladas de sedimentos y enla microcuenca Ichupio (que tiene obrasconservacionistas) fue de tan solo 0.11 toneladas desedimentos.
5. Se debe continuar con la medición de los impactos ypor eso se requiere continuar con el mantenimientode los equipos de medición para obtenerinformación confiable y verás. Se debe tener demanera permanente un equipo de trabajo paraobtener la información de campo, y es que además,es imprescindible la “caza” de las tormentas quegeneran escurrimiento superficial.
23