UNIVERSIDAD NACIONAL FACULTAD CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL MAR

ESCUELA DE CIENCIAS AGRARIAS

LABORATORIO DE SUELOS

índice de Fournier o sistema I.U.M.

M.Sc. Fernando Mojica B

PUBLICACIÓN NQ 44

HEREDIA – 1982

1. Introducción.

La intensidad de la lluvia es el factor pluviomltrico más importante y_junto con la frecuencia de IB misma, la capacidad de almacenamiento de agua por el suelo y la velocidad de infiltración, afectan la escorrentía y la erosión. .

Para calcular la influencia de la lluvia en la erosión hídrica se

emplean,dos índices el de Wischmeir que hasta la fecha es el mejor, pero se requieren de registros diarios de lluvia (pluviogramas). Desafortunadamente se tienen POCES estaciones en el país y del cual ya hemos hablado en otra publicación.

El índice de Fournier sirve para caracterizar zonas más o menos gran-des, en donde es díficil evaluar los registros pluviagráficos o no se tienen; ha sido aplicada por los franceses en africa obteniendo correla-ciones altas, al compararla con el índice de Wischmeier.

2 Definición.

Es la relación entre el cuadrado de la precipitación maxima (diaria, mensual, anual) expresada en mm, ocurrida en lo unidad de un período dado de tiempo y la precipitación total en ese mismo período.

Los franceses calculan un índice anual a partir de 10 años continuos de registro, tomando el año más lluviosa y el total de precipitación de los 10 años considerados. Este índice sirve para caracterizar la agresividad de la lluvia en una zona.

Cuando se cuenta con registros de más de 10 años, y los datos permiten un análisis de probabilidad de agresividad para periodos cortos, el índice

anual de erosión de Fournier puede calcularse con base en los índices de estos períodos, y servirán para establecer las épocas de menor peligro de erosión para realizar labores culturales. Se ha encontrado que el período de tiempo más apropiado para calcular la agresividad de la lluvia con este objetivo era de 10 días. Los valores anuales se obtienen sumando los índices decales de coda año.

3• Metodología.

3.1. Agresividad de la lluvia (A)

Se obtiene la agresividad de la lluvia de la región donde esta la uni-dad de capacidad en estudio en función del índice anual de Fournier divi-diéndolo por 70 cuando se calcula con datos anuales 7 por 100 cuando se calcula con base en valores decadales. El grado de la agresividad de la lluvia (A) se obtiene a partir de la tabla 1.

3.2. 5uceptibllidad del suelo a la erosión (S)_

Se basa, en las condiciones físicas heredades del suelo a partir del

respectivo material de origen de la unidad de capacidad (grado de la es-

tructura, estabilidad, contenida de materia orgánica y agentes cementales,

profundidad y uniformidad del suelo y régimen de permeabilidad). El grado

de susceptibilidad del suela a la Erosión (S) se obtiene en la tabla 2.

TABLA 1 Clasificación del índice de erosión pluvial de Fournier agresi-vidad de la lluvia (A)

F1 DECADAL F2 A Grado Características de

precipitación,

Menor

de

140

Menor

de

5,00

Menor

de

200

Menor

de

2.00 Leve

140

a

200

5,00

a

8,0

200

a

300

2,00

a

3,00. Baja

210

a

280

8.0

a

10,0

300

a

400

3.00

a

4.00

Media

280

a

350

10,0

a

14,0

400

a

500

4,00

a

5.00

Alta

Mayor

de

350

Mayor

de

14,0

Mayor

de

500

Mayor

de

5.00

Muy alta

Lluvias leves, frecuentes,

bien distribuidas.

Lluvia de baja intensidad

frecuentes, bien distri-

buidas.

Lluvias de mediana inten-

sidad, frecuentes de bue-

na a regular distribución.

Lluvias fuertes, frecuen-

tes o no, de buena o mala

distribución.

Lluvias fuertes o muy

fuertes, frecuentes o no

de buena a mala distribu-

ción.

1. F1 Calculado en base a l apresipitacion anual máxima en 10 años o mas. F2

calculado en base a valores decadales en un periodo minimo de 10 años

2. A= F1

70

A= F2

70

TABLA 2: Grado de clasificación de le susceptibilidad de los suelos A la Erosión S

VALOR DEFINICIÓN

1,0

2.0

3.0

4.O

5,0

Muy resistente: Estructura fuerte, muy estable, abundante contenido de materia organica y agentes cementales. Suelos uniformes y profundos con permeabilidad moderada.

Resistente. Estructura moderada, estable, alto- contenido de materia orgánica y agentes cementa les suelos uniformes y profundos son permeabili dad moderada. , •'."•.

Medianamente resistente; Estructura moderada, me-Hianamente estable, de "mediano contenido de mate-ria orgánica y agente cementante, suelos unifor-mes o medianamente uniformes, profundos o medios, cor, permeabilidad moderadamente rápido.

Susceptible Estructura débil o sin estructura,de baja estabilidad, contenido medio de materia orgánica y agentes cementantes, suelos de mediana a baja uniformidad, mediana profundidad a baja. . con permeabilidad muy rápida, a muy lenta.

Muy susceptible. Estructura debil o sin estruc-tura muy "bajo contenido de materia orgánica y agentes cementantes. Suelos de baja uniformidad, mediana a baja profundidad, con permeabilidad muy

rápida o muy lenta.

Nota: Para calificar la estabilidad debe observarse también en él com-portamiento del suelo al laboreo, la acción de las aguas de esco-rrentía por los efectos erosivas,la presencia de surquillos, cár-cavas y derrumbes, y la estabilidad de las taludes en caminos, carreteras, canales y cauces naturales al igual que en el fondo de cunetas, canales y drenes naturales.

3.3. Indice potencial de Erosión (IPE)

Este se calcula con base en la agresividad de la lluvia y lo suscep-tibilidad del suelo a la erosión, tablas 1 y 2. Multiplicando el primero por el segundo y calificándola de acuerdo a los gradas consignados en la tabla 3.

Tabla 3. Clasificación del índice potencial de Erosión.

Grado índice potencial de erosión (IPE= A x S)

Descripción

Menor de Muy,bajo» En suelos expuestas se presentan ligeros i

5,00. salpicaduras y chapoteos del suelo.

5,00 Bajo. En suelos expuestos se notan las salpicadu a ras y chapoteos del suelo, erosión laminar. 10000

10,00 Medio. En suelos expuestos hay disgregación de las a partículas de suelo, fuerte chapoteo y formación de 15,00 surquillos.'

15,00 Alto. En suelos expuestos se presenta abundante a dispersión de los agregados del suelo y gran canti-

20,00 dad de surquillos, surcos y carcavas. Se presentan remociones de suelos.

Mayor Muy alto En suelas expuestos se presentan despren de dimientas y remociones abundantes de suelas, surcos 20,00 y cárcavas medias o profundas.

3.4. Grado de desprotección de_los grupos de cultivo (GC)

Cada grupo de cultivos, debido a la exigencia de labores culturales, a la cobertura vegetal que forma, tiene un determinado grado de despro-tección Tabla 4. Para saber el grado de desprotección del cultivo a establecer se analizara en que grupo podría clasificarse.

TABLA 4.Calificación del grado de desproteccion de los grupos de cul-

tivos (GC) definida por el grado de cobertura vegetal que

forma y la exigencia de labores culturales que requieren.

Grado Descripcion

1.0

1.0

a

1.5

1.0

a

2,0

2,0

a

3,0

3,0

a

4,0

4,0

a

5,0

Bosques comerciales y proteccionistas

Fastos

Cultivos densas (tales como caña, pastos de

corta, citronela, tamio, fique, etc)

Cultivas de semibosque (cafe y canso con sombra)

Cultivos perennes y semilimpios al sol ya esta-

blecidos y con cobertura.

Cultivos semilimpios (plátano, frutales, etg con

desyerba drástica)

Cultivos limpios (hortalizas, maíz, piña, yuca,

etc.)

3.5.Indice potencial de uso y manejo del suelo (IUM)'

El índice de uso y manejo orientará, en principio, sobre la vocación

del suelo en funcion del índica potencial de erosión y la desproteccion del

grupo de cultivos. Basta multiplicar estos dos factores y compararlos con

los grados consignadas en la tabla 5.

Se puede recomendar cultivos de estos grupos siempre y cuando las

condiciones ecológicas y de vías de región estén de acuerda con las con-

diciones exigidas por el cultivo.

TABLA 5, Determinación y prácticas de conservación de los grupos de

cultivos según el índice de uso y manejo (IUM= IPE x GC)

IUM Limpios Semilim- Semibos- Densos Pastos Bosque G

20% pios 40% que 40% 50% 60% cualquier

pendiente

0-20 Localización Contorno Contorno Rotación Sotobosque

y contorno cobertura

mache-

de áreas

te +

20-40 barreras vivas + sombrío Mulch Rotación

de área

Rotación

MULCH

40-50 acequias de + desvío de

agua

Mulch Canaliza-

laderas de área ción de

aqua.

50-70 En esta area + barreras cober- apasto de Vegetación

los índices vivas ture . corte nativa en

zonas.de

70-90 son limitantes .. canaliza- Desvío + Desvío de

agua_

solifluxión

para los grupos de

cultivas

ción de

aguas

de

agua

y

orillas de

cauce.*

90 correspondientes Sólo pastos

de

corte

Lista parcial de cultivos según el grupo:

Limpios: piña, hortalizas, yuca, tomate, frijol, maíz.

Semilimpios: Aguacate, cítricos, plátano, banano

Semibosques: Café, cacao

Densos: Caña, fique, camote.

En zonas planas o con pendiente hasta 5% el IUM debe ponderarse, debido a las

condiciones favorables de pendiente multiplicándolo por un valor entre 0,20-0,50

4.0. Bibliografia.

GÓMEZ A.A. Manual de ¿Conservación de Suelos de Ladera. Cenicafe, Chinohins,

Colombia, 1975. 268 p.

arena muy fina (0,05 - 0,10 mm) porcentaje de arena (O,10-2,00mm). Con-

tenido de materia orgánica. Estructura del suelo, de acuerdo a lo siguien

Clase Tamaño en nn No,

Muy fina • . 1 1

Fina 1 - 2 2

Media 2 - 5 3

Gruesa ; 5 - 10 4

permeabilidad de-acuerdo a la clasificación:

Rápida 1

Moderadamente rápida 2

Moderada 3

Moderadamente lenta 4

Lenta 5

Muy lenta 6

Ejemplo

Lino más arena fina 20%, arena 70%, materia orgánica 3% estructu-

ra media (3)t permeabilidad moderada (3)

Usando el monograma se procede de la siguiente manera: Se busca en

el eje Y, el porcentaje lino + arena fina, luego en las diagonales

hacia abajo el porcentaje de arena.

- Se sube hasta encontrar el % de M.0.

En línea recta se pasa al otro gráfico y se busca la estructura.

- Luego hacia abajo se busca la permeabilidad y hacia la izquierda en

el eje Y, se obtiene la K.

En nuestro caso K = 0,11.

Factor Longitud de Pendiente

L La longitud de la pendiente se define como

la distancia desde el punto de origen del flujo sobre la superficie hasta

el punto donde la pendiente disminuye lo bastante como para que ocurra la

deposición o hasta el punto en que la escorrentía entra en un canal

definido.

Para determinar el valor de R en la curva se hace la diferencia entre

los éxtremos de cada período. Luego se multiplica ©1 valor dé C de cada

período por el % R. Se suman y se divide por 10000 para determinar

el C.

VALORES DE C PARA DIFERENTES

CÜLÍIVOS

Cultivo 0 1 2 3 4 4 NL

Maíz 15 30 27 15 22 45

Sorgo 15 28 25 12 40 85

Papa 25 60 35 25 45 65

Soya 35 63 40 26 36 45

Alfalfa 2 2 2 2 2 2

Arbustos (2 mts) 40 22 14 8.7 4.2 1.1

Arboles (4 mts) 42 23 14 8.9 4.2 1.1

Pasto 1.0 0.8 0.67 0.46 0.30 0.22

Ejemplo: Calcular El valor C para la estación Santa Lucía sembrando maíz y frijol

y frijol.

Las

precipitacio

nes

taciones medias mensuales durante el año 1986 fueron:

1 2 3 4 5

MM, R%

Enero 3.1 0.16 0.16

Febrero 54.3 2.90 3.06

Marzo 22.4 1.19 4.25

Abril 31.5 1.68 5.93 31.41

Mayo 587.9 31.41 37.34 16.27

Junio 304.5 16.27 53.61 1.44

Julio 27.1 1.44 55.05 7.00

Agosto 131.2 7.00 62.05 9.03

Setiembre 169.0 9.03 71,08 23.69

Octubre 443.3 23.69 94,77 5.03

Noviembre 94.3 5.03 99.80 0.13

Diciembre 2.6 0.13 99.93

1871,2 100

Para lo cual se puede usar él siguiente cuadro:

Pendiente terreno %

Cultivo

contorno

•- Cultivos flojos

surcos irrigados

terraceo

1 - 2 0,60 0,30 0,12

3 - 8 0,30 0,25 0,10

9 - 12 o,6o 0,30 0,12

13 - 16 0,70 0,35 - 0,14

17 - 20 o,8o 0,40 0,16

21 - 25 0,90 0,45 0,18

Ejemplo: Se cultivará en contorno y pendiente del 10% el valor P es

0.60.

TOLERANCIA A LA PERDIDA DE SUELO

Es la máxima tasa de erosión de un suelo que permite que sostenga

un alto nivel de productividad, fíe dice en términos muy generales, que i

la máxima pérdida es 1,1 kg/m /año.

En nuestro caso sería: R = 23,6; K = 0,11; L a 1,42; S =

1,35; C = 0,30; P = 0,60.

A = (0,224) (23,6)(0,11)(1,42)(1,35)(0,30)(0,60) = 0,67, luego está

dentro del rango permisible.

Diagrama para la clasificación de las aguas para riego

Suelos Salinos y Sodicos

LABORATORIO DE SUELOS

Acequias de ladera en potreros o cultivos de semibosque.

Pendiente del

terreno

Distancia

horizonta

l entre

acequia

Mts

Area

servida

mts2 por

cada 100

metros

de canal

Descarga

(lts)seg

por cada

100

metros

de canal

Metros

de

acequia

por

hectarea

Limite

de

longitu

d entre

la

acequia

mts 10 40.0 4.000 78.0 250 110

11 36.4 3.640 71.0 275 110

12 33.3 3.330 65.0 300 120

13 30.5 3.080 60.0 325 130

14 28.6 2.860 56.0 373 140

15 26.7 2.670 52.0 375 150

16 25.0 2.500 49.0 400 160

17 23.5 2.350 46.0 426 180

18 22.0 2.200 43.0 455 200

19 21.0 2.100 41.0 476 210

20 25.0 2.500 4S.6 400 180

21 23.7 2.370 46.1 422 180

22 22.7 2.270 44.1 440 200

23 21.6 2.160 42.0 463 200

24 20.6 2.080 40.4 480 210

25 20.0 2.000 38.9 500 220

26 19.2 1.920 37.3 520 220

27 18.5 1.850 36.0 540 230

28 17.8 1.780 34.6 562 230

29 17.1 1.720 33.4 581 240

30 20.0 2.000 38.9 500 220

32 18. 8 1.880 36.6 532 220

34 17.6 1.760 34.2 568 230

16 16.7 1.670 32.5 600 240

38 15. 8 1.580 30.7 633 250

40 15.0 1.500 29.2 667 300