Erosión hídrica y evolución del relieve en las cuencas de los ríos Grande y San Andrés, Antioquia – Colombia

Abstract

En este trabajo investigativo se evalúa la relación entre las tasas de erosión hídrica potencial y las curvaturas del terreno en dos grandes cuencas que drenan el Altiplano el Altiplano de Santa Rosa de Osos (ASRO) y dos de sus importantes frentes erosivos, al oriente el río Grande y al occidental el río San Andrés. Dichas cuencas localizadas sobre el ramal occidental de la cordillera central pertenecen a sistemas geomórficos contrastantes, con marcadas diferencias en patrones espaciales de precipitación, pendientes, coberturas vegetales y litologías. Para estimar las potenciales tasas medias anuales de perdida de suelo a escala de cuenca se emplearon los modelos empíricos RUSLE - Ecuación Universal de Pérdida de Suelo Revisada y EPM – Método de Erosión Potencial (Gavrilovic, 1988), además, se analizó la variación de los resultados en función de los datos de entrada en múltiples escalas espaciales, hallando una importante dependencia del factor de erosividad de la lluvia R a la resolución temporal del registro de precipitación usado para su estimación y una marcada dependencia y efectos de escala en el factor topográfico LS (longitud e inclinación de la ladera) del modelo empírico RUSLE y sus posteriores estimaciones medias de perdida de suelo anual. Se identifican también cambios en varios ordenes de magnitud al estimar la erosión potencial en zonas de cultivos en la cuenca del río Grande, sugiriendo esto que se deberá dar especial atención las prácticas de manejo y gestión de actividades agrícolas en dicha cuenca. El potencial medio anual de erosión estimado (A) en cada cuenca se analizó en búsqueda de relaciones con las curvaturas del terreno (CPR) estimadas a partir de información cartográfica en la escala 1:100,000 (DEM) en 16 perfiles transversales (transeptos) sobre las cuencas, los cuales cubren todo el ancho delimitado por la divisoria, posteriormente, se extrajeron de cada una de las superficies escogidas (A, LS, R, DEM, CPR) los valores sobre estos transeptos y se evaluaron gráficamente, encontrando que el factor topográfico LS captura la variabilidad espacial del proceso erosivo. Los resultados encontrados también sugieren que no es posible establecer relaciones de causalidad entre las tasas de erosión potencial estimadas a la escala 1:100,000, las curvaturas del terreno y el avance de los frentes de erosión de la cordillera debido al pequeño porcentaje de perfil de meteorización afectado por la erosión hídrica y a la resolución vertical y horizontal del modelo de elevación digital (DEM) del terreno a escala 1:100,000 empleado. Un análisis con los recursos computacionales adecuados para procesar en toda el área de estudio el modelo de elevación digital (DEM) del terreno a escala 1:10,000 con resolución en el plano horizontal de 1 m y en la vertical de centímetros podría arrojar relaciones de causalidad sólidas alineadas con los niveles jerárquicos de la organización espacial de estructuras mórficas del ASRO establecida por Arias et al. (2006). Como actividad adicional y de divulgación se realizó una presentación en la 1st World Conference on Soil and Water Conservation Under Global Change (CONSOWA 2017) - “Sustainable Life on Earth through Soil and Water Conservation, el día 15 de junio de 2017 en la ciudad de Lleida (España), evento organizado por La Universidad de Lleida (UdL) y diferentes organizaciones internaciones dedicadas a la conservación de los recursos suelo y agua.

Abstract : In this research work, the relationship between potential water erosion rates and terrain curvatures in two large watersheds draining the Plateau of Santa Rosa de Osos (ASRO) and two of its important erosive fronts, the Grande river to the east and the San Andrés River to the west is evaluated. These watersheds located on the western branch of the central mountain range belong to contrasting geomorphic systems, with marked differences in spatial patterns of precipitation, slopes, vegetation cover and lithology’s. To estimate the potential annual average rates of soil loss at the watersheds scale, the empirical models RUSLE - Universal Equation of Revised Soil Loss and EPM - Potential Erosion Method (Gavrilovic, 1988) were used, in addition, the variation of the results based on the input data at multiple spatial scales was analyzed, finding an important dependence of the rainfall erosivity factor R to the temporal resolution of the precipitation record used for its estimation and a marked dependence and scale effects on the topographic factor LS (length and slope of the hillside) of the RUSLE empirical model and its subsequent average estimates of annual soil loss. Changes in several orders of magnitude are also identified when estimating potential erosion in crop areas in the Rio Grande basin, suggesting that special attention should be given to management practices and agricultural activities in said watershed. The estimated average annual erosion potential (A) in each watershed was analyzed in search of relationships with the terrain curvatures (CPR) estimated from cartographic information in the scale 1: 100,000 (DEM) in 16 transversal profiles (transepts) on the watershed, which cover the entire width delimited by the divide, subsequently, were extracted from each of the chosen surfaces (A, LS, R, DEM, CPR) the values on these transepts and were evaluated graphically, finding that the factor topographic LS captures the spatial variability of the erosive process. The results also suggest that it is not possible to establish causality relationships between the potential erosion rates estimated at the 1: 100,000 scale, the curvatures of the terrain and the advance of erosion fronts of the mountain range due to the small percentage of weathering profile affected by water erosion and the vertical and horizontal resolution of the digital elevation model (DEM) of the terrain at 1: 100,000 scale employed. An analysis with the adequate computational resources to process the digital elevation model (DEM) of the terrain at a scale of 1: 10,000 in the entire study area with resolution in the horizontal plane of 1 m and in the vertical of centimeters could yield solid causality. aligned with the hierarchical levels of the spatial organization of morphic structures of the ASRO established by Arias et al. (2006). As an additional activity and divulgation a presentation was made at the 1st World Conference on Soil and Water Conservation Under Global Change (CONSOWA 2017) - "Sustainable Life on Earth through Soil and Water Conservation, on June 15, 2017 in the city of Lleida (Spain), an event organized by the University of Lleida (UdL) and different international organizations dedicated to the conservation of soil and water resources.