dinamica erosion sedimentacion

Octubre -Diciembre 2010 29

1. EstudiantedelDoctoradoenCienciasNaturalesparaelDesarrollo.InstitutoTecnolgicodeCostaRica.Correoelectrnico:[email protected]

Aurora Hernndez Ulate1Fecha de recepcin: 16/12/2009Fecha de aceptacin: 25/02/2010

Hernndez Ulate, Aurora.Dinmica erosin/sedimentacin: diseo y aplicacin del Modelo de Erosin/Sedimentacin para la Cuenca del Ro Nosara (MES) Tecnologa en Marcha, Vol. 23, N. 4, Octubre-Diciembre 2010, P. 29-46

Dinmica erosin/sedimentacin: diseo y aplicacin del Modelo de Erosin/Sedimentacin para la Cuenca del Ro Nosara (MES)

Palabras clave Modelo MES, erosin, sedimentacin,cuencadelroNosara,SIG.

ResumenEl Modelo de Erosin/Sedimentacinpara la Cuenca del Ro Nosara (MES)se ha diseado para estimar las reasque son susceptibles a la erosin o a lasedimentacin.Estemodelocombinacapasconinformacindelatexturadelsuelo,laprofundidad,lageomorfologa,lapendiente,laprecipitacinyelusodela tierraenunSistemadeInformacinGeogrfico(SIG).LosresultadosobtenidosparalacuencadeestudioconlainterpolacindelascapasenelSIGmostraroncmoen1979,lasreasafectadasporlasedimentacinosinerosinevidentefueronsuperioresalasregistradasen1992e iguales a lasdelperiodo2004-2006.Estosepuedeexplicarporlafaltadecoberturadelatierraen1992,loqueelevlas reas que sufran procesos de erosinintensosomoderados.

Key wordsModel MES, erosion, sedimentation,NosaraRiverBasin,GIS.

AbstractThe Model of Erosion/SedimentationBasinoftheRioNosara(MES)isdesignedto estimate the areas that are susceptibleto erosion or sedimentation. This modelcombines information layers with soiltexture, depth, geomorphology, slope,rainfall and land use in a GeographicInformation System (GIS). The resultsobtained for the studied catchment withtheinterpolationofthelayersintheGIS,as 1979 showed, the areas affected bysedimentationornonerosionevidentwerehigher than those recorded in 1992 andequal to thoseof2004-2006.Thiscanbeexplained by lack of land cover in 1992that lifted theareassufferingfromsevereerosionprocessesormoderate.

Vol. 23, N. 4 201030

llevacabomediante laaplicacindeunmodelodeanlisisespacialdiseadoparatal propsito, el cual se ha denominadoModelo de Erosin/Sedimentacin parala Cuenca del Ro Nosara (MES). Estemodelo permite determinar los ndicescorrespondientesalasreasqueactualmentepresentan erosin, tanto en rocas durascomoenrocasblandas,y lasreasdondepredominanlosprocesosdedepositacin.Para determinar esto, el modelo se basaen lasobreposicinespacialde lasclasescorrespondientes a seis variables (texturadel suelo, profundidad, geomorfologa,pendiente,precipitacinyclasificacindeuso de la tierra), a las cuales tambin selesha asignadoun rangocualitativoparasuinterpretacin(cuadro1).Lasrocassobre lasquesobreyaceelsuelonofueronseleccionadascomounavariableespecfica adicional, sino que se incluyencomopartedelavaloracingeomorfolgicaqueseharealizado,puestoqueseconsideraque en la cuenca las geoformas estncontroladasporlaestructura.Otrosaspectosdelasrocasdurasquenoformanpartedelasvariables incorporadas en la modelizacinsonelgradodemeteorizacin,lassuperficiesde debilidad como estratificaciones odiaclasamientos, las zonas de alteracinhidrotermal,laporosidadypermeabilidaddelaroca,ylacomposicindelosmateriales.Estasvariablesseleccionadaspermitenqueel modelo pueda determinar las reas deerosin y de sedimentacin no solo en lacuencadelroNosara,sinoquesuusopuedaadaptarseparacualquiercuencadelazonatropical,delascualessesueletenerpocosdatosdisponibles.Suventajaconrespectoaotrosmodelosestasociadaaquesimplificalas variables que son necesarias para suaplicacin,loqueposibilitasuusoinclusoen lugaresdondeesescasa la informacindisponible, pues estas se pueden obtenerconmedicin y observacin de campo, omediantefuentessecundarias.Los mapas con las coberturas temticasnecesariasparalaaplicacindelmtodose

IntroduccinEn la cuenca hidrogrfica del roNosaraexiste una escasez de informacin quedificulta obtener informacin relacionadacon las reas expuestas a procesos deerosin y sedimentacin. Esta escasezde datos sobre la dinmica de erosin/sedimentacin en la cuenca impide dosaspectos fundamentales para tratar deordenar y manejar territorialmente lacuencahidrogrficaenlaactualidad:a) Disponerdeinformacinporpartede

lasautoridadeslocalesencargadasdelambiente,deldesarrolloagropecuarioydelordenamientodelterritorio,queles permita tomar decisiones paraorientarlosusosdelatierrayreducirlaamenazadeestosobrelapoblacin.

b) Realizar una evaluacin objetiva conrespectoalastendenciasderiesgodeerosin/sedimentacin,conelobjetivode desarrollar una estrategia de usosostenible de los recursos naturales,especialmente de la tierra, y unaeducacinambientalenlacuencadelroNosara.

Enestaspginasseabordaeldiseoy laaplicacindelmodeloMES,quepermite,mediante la combinacin de capas deinformacin, obtener como resultado unaestimacindelasreasquesonsusceptiblesa la erosin o sedimentacin, tanto en elpasadocomoenlaactualidadyenelfuturo.Estemodelointentaresponderalosvacosdeinformacinparalatomadedecisionesen la cuenca y lo hace pormedio de losdatosdisponiblesdetexturayprofundidadde los suelos, la geomorfologa, lapendiente, la precipitacin y la coberturade la tierra,demanerageneral,para todaelreadelacuencahidrogrfica.

Materiales y mtodosEl proceso para determinar cales reaspotencialmente pueden erosionarse o serel lugardondeocurre lasedimentacinse

Octubre - Diciembre 2010 31

Profundidad del suelo. La profundidaddelsueloesimportante,puesasuelosmsprofundosselesasocia,generalmente,unaaltacapacidaddeinfiltracinantesdequeesta escurra en la superficie (cuadro 3),siempreycuandoelsueloseapermeable,locualestestrechamenterelacionadoconlatextura.Elescurrimientosuperficialdelaguaseconsideraunagenteerosivoporquepuede producir el arranque y arrastre departculas.Precipitacin. La cantidad de lluvia esuna de las variables fundamentales enestemodelo,dadoque,comosemencionanteriormente,elaguaeselagenteerosivomsactivoenlosprocesosdedenudacinqueseevidencianenlacuencahidrogrficadel roNosara.Laprecipitacincomounndice se determina mediante el clculodel ndice de Fournier modificado, enel cual la precipitacin total del mes icorrespondealmesconmsprecipitacinduranteelao:

elaboraron y sobrepusieron en el sistemade informacin geogrfica (SIG) ArcView,ysedefinieroncategorasparacadaunadelasvariables,demaneraque,alsercombinadas, produzcan una sumatoria,lo cual finalmente indicar cules reasson susceptibles a la erosin o a lasedimentacin. Esteproceso suponeunaintegracindelasdistintascapasquehansidoobtenidasenlasfasesmetodolgicasanteriores.Lasvariables,lascategorasenquesedesagreganylosndicesasociadosastasseexplicanacontinuacin:Textura. La permeabilidad del suelodependedel tamaodelporoyeste,asuvez, dependede la textura del suelo; as,cuanto ms permeable es el suelo, msgruesa es su textura (Stadtmller, 1994).Adicionalmente, se puede afirmar queel material inconsolidado, que es partede las formaciones superficiales, tambindepende del transporte y la seleccin delas partculas. La textura se relacionadirectamente con la posibilidaddel sueloque ser erosionado por la escorrentay con su capacidad para absorber laprecipitacin. Fue seleccionado comovariable, pues, despus de realizar lasobservaciones de campo en la cuencahidrogrficadel roNosara, sedeterminque el principal proceso erosivo era ellaminar(cuadro2).

Cuadro 1. Caractersticas y variables para determinar las reas de erosin laminar o las reas susceptibles a la sedimentacin en la cuenca hidrogrfica del ro Nosara.

Tipo de variable dentro del

modelo MES

Caracterstica explicativa

Tipo de variable seleccionada

Prediccin a partir de la combinacin de

las variables

Dependiente

Caractersticas fsicas del terreno

Textura del sueloreas que

potencialmente pueden ser afectadas

por la erosin o la sedimentacin

Profundidad (cm)

Morfologa del terreno

Geomorfologa

Pendiente en grados

Clima en la cuenca Precipitacin

IndependienteCaractersticas de

uso de la tierraClasificacin por tipo de

uso

reas afectadas por la erosin o la

sedimentacin

FI= Donde Es la precipitacin total del mes iEs la precipitacin media anual(suma de todas las medias mensuales)

Pi2

P

12

i=1

Pi2

P

Fuente: Comisin Europea de Medio Ambiente. S.f

Pi2=Eslaprecipitacintotaldelmesi

P=Eslaprecipitacinmediaanual (sumadetodaslasmediasmensuales)

Vol. 23, N. 4 201032

Cuadro 3. Clasificacin de la profundidad

Clase SIG Valor cualitativo de la clase Rangos de profundidad

0 Poco erosionable Mayor de 90 cm

1De ligeramente a moderadamente

erosionableEntre 30 y 90 cm

2 Altamente erosionable Menor de 30 cm

Cuadro 4. Clases asociadas a los valores de FI

Clase Valor cualitativo de la clase Valores de FI

0 Muy baja >60

1 Baja Entre 60 y 90

2 Moderada Entre 90 y 120

3 Alta Entre 120 y 160

4 Muy alta


constituye una cobertura efectivacontralaerosin(Stadtmller,1994).

b) Coberturaenusoadecuado:usoacordealacapacidaddeuso.

c) Cobertura de uso inadecuado o enconflicto: se refiere a la coberturavegetal o al tipo o condicin de usode la tierra que rebasa la capacidadquefuedeterminadaparasuusoenunsitiodado(cuadro7).

Finalmente, los datos obtenidos en cadauna de las coberturas temticas querepresentanunavariablesecombinanysesumanenelSIGparaobtenerlosvaloresdecombinacinfinales(cuadro8).

Aplicacin del MESPara la aplicacin delMES es necesariopreparar las capas de datos espaciales enMapInfo,demaneraquesereclasificaelcontenido de los datos segn los valorescuantitativosdefinidosenlametodologa.Es necesario mencionar que los valoresestn en funcin de dos elementos: lavariable que describen y su relacin conla dinmica erosin/sedimentacin en lacuencahidrogrficadelroNosara.Textura. La informacin de base para lacapa de textura se obtuvo mediante eltrabajodecamporealizado.El76%de lacuenca corresponde a texturas arenosas yareno-limosas,lascualesseclasificancomo

Cuadro 5. Clases asociadas a las geoformas

Clase SIG Valor cualitativo de la clase Formas

0 Predominio de la depositacinLlanuras, terrazas, meseta, depresin graben

1Erosin moderada por la poca longitud e inclinacin de sus pendientes, que dan lugar a acumulaciones de pie de monte

Colinas, coluvios, depsitos de talus, pie de montes

2Pendiente muy inclinada y de extensa longitud que favorece el predominio de la erosin hdrica laminar intensa

Montaas

Figura 1. Salpique y arranque de partculas.

clasecuantitativayunacualitativa,comoseapreciaenelcuadro6.Uso de la tierra. Esta variable se refiereal tipo de proteccin que brinda el usodelatierracomocoberturadelossuelos.Para representar esto, la variable se hadesglosadoen:a) Cobertura de proteccin: agrupa las

reas de bosque, pues este permitequelaenergacinticadelasgotasdeaguaprecipitadaseaamortiguadaporlosdistintosestratos,locualfavoreceque la erosin laminar se mantengacontrolada o en equilibrio, lo que

Vol. 23, N. 4 201034

Cuadro 6. Clases asociadas a rangos de pendientes

Clase SIG Valor cualitativo de la clase Descripcin Pendiente %

0 Sedimentacin predominante Plano a ondulado Menor a 5

1Baja erosin laminar, se observan reas de

sedimentacinOndulado De 5 a 10

2 Erosin hdrica laminar (EHL) moderada Quebrado De 10 a 30

3 EHL activa y evidente en las laderas Muy quebrado Mayor a 30

Cuadro 7. Clases asociadas a la cobertura de la tierra

Clase SIG Valor cualitativo de la clase Descripcin

0 Cobertura de proteccinreas con una categora de proteccin y/o

con bosques

1Cobertura de uso adecuado de la

tierraAcorde con la capacidad de uso de la

tierra

2Cobertura de uso inadecuado para

la tierraEn conflicto o sobreuso con respecto a la

capacidad de uso de la tierra

Cuadro 8. Clasificacin MES dentro del procesamiento en el SIG

Textura del suelo

Profundidad del suelo

ndice de Fournier

PendienteUso de la

tierraGeomorfologa Rangos finales

Clase cuantitativa para el SIG







Clase cualitativa

Clase simbologa

para la representacin

cartogrfica

0 0 0 0 0 0 0 a 3

reas de sedimentacin o sin erosin

evidente

1

1 1 1 1 1 1 3 a 5

reas de baja erosin hdrica laminar y baja sedimentacin

2

2 2 2 2 2 2 5 a 7

reas de erosin

hdrica laminar moderada

3

3 3 7 a 10reas de alta

erosin hdrica laminar

4

4 11 a 15reas de

intensa erosin hdrica laminar

5


Nosara. La categora que ms extensincubre(msdel80%)correspondealasreasocupadasporlasunidadesgeomorfolgicas(UG)demontaasydecolinas,mientrasque la altamente erosionable se extiendeporlasdepresionestectnicas,lascolinasresidualesylameseta.Profundidad del suelo. EnlacuencadelroNosara hay secciones que poseen suelospobremente desarrollados o ausentes,comosucedeenlapartebajadelacuenca

texturas de ligeramente amoderadamenteerosionables.Estacondicinsemanifiestaenlazonadeestudiocomoerosinlaminary puede observarse la formacin depedestales.Solamenteun20%seclasificacomoaltamenteerosionableycorrespondea las texturas limosas o limo-arenosas(figura2).En el cuadro 9 aparecen los datoscorrespondientes al rea que cubre cadaunadeestascategorasenlacuencadelro

Figura 2. Clasificacin de la textura de los suelos en la cuenca del ro Nosara.

Cuadro 9. Clasificacin de la textura de los suelos

Descripcin de la clase Valor de la clase rea %

Poco erosionable 1 317,1 76

De ligeramente a moderadamente erosionable

2 85,18 20

Altamente erosionable 0 16,5 4

Total 418,8 100

Vol. 23, N. 4 201036

cubre el 5% de la cuenca, abarca ladepresin tectnica Nosara, la terraza ylas colinas residuales. La Fila EsperanzayladepresintectnicaCaimitalaparecenbajolacategoradepocoerosionable.Precipitacin. La capa de precipitacinmuestra las reas resultantes de lainterpolacinenArcViewdelosdatosdelos ndices de Fournier correspondientesa las tres estaciones hidrometeorolgicascercanas a la cuenca: Estacin Nosara,EstacinGarza yEstacinNicoya.En elcuadro11sepresentaelndicedeFournier

(cuadro10).Otrossectoresposeensuelosquealcanzanunmetroomsdedesarrollo,comoen las laderasde laFilaMaravilla,enpartedelasladerasdelaFilaEsperanzayenlascolinasdelacuencamedia.Los sectores menos susceptibles aerosionarse debido a la profundidad desus suelos ocupan el 87% del rea de lacuenca(figura3).Enestossectoresestnincorporadas las UG correspondientes alas montaas, las colinas y la mesetaestructural de Hojancha, mientras queel sector altamente erosionable, que

Cuadro 10. Clasificacin de la profundidad

Descripcin de la clase3 Valor de la clase rea %

Poco erosionable 0 366,4 87,5

De ligeramente a moderadamente erosionable 1 29,8 7,1

Altamente erosionable 2 22,6 5,4

Total 418,8 100

Figura 3. Clasificacin de la profundidad de los suelos en la cuenca del ro Nosara.

3. Paraampliarsobrelosespesoresconsiderados,verelmtododetallado.


Si se compara este ltimo mapa con los dos mapas anteriores, se puede observar que en los anteriores la erosionabilidad es ms alta en las secciones alta y baja de la cuenca mientras que en el mapa de la clasificacin de la erosin, la seccin central de la cuenca aparece como el rea ms propensa a afectarse por la erosin.

la formacin de crcavas y surcos, eluso de la tierra en pasturas, los eventosde precipitacin que concentran grandescantidadesdeaguaalpiedelascolinas,lascaractersticas del lmite de contraccin(Lc)ylafuerzaconquedesciendeelaguaen pendientes de 30.Todo esto propiciaunescenariodonde laaccindelaguaesel principal agente erosivo, por lo tantoresulta determinante utilizar el ndice deFournier para interpretar el potencial deerosindelmapaanterior.

Geomorfologa. Lacapadegeomorfologaclasifica las formas en tres categoraso clases, las cuales se elaboraronconsiderando las formas predominantesdel relieve y los procesos erosivosobservadosenellas.El16%delacuencaposee formas en las que predomina lasedimentacin, mientras que el 54% essusceptibleasufrirunaerosinmoderaday el 30% restante puede sufrir erosinlaminarintensa(cuadro13).

calculadoparacadaunadeestasestaciones,elcualfueutilizadoposteriormenteparalainterpolacinyobtencindelasreasalascualesselesasignunvalordeclase.

Losdatosobtenidospormediodelndicede Fournier para cada estacin fueroninterpolados para definir los valores deprecipitacin necesarios para la cuencadel ro Nosara. Esto se realiz porquesolo una de las estaciones (Nosara) seencuentradentrodelacuenca.Elresultadodeestainterpolacinpermitiobtenerlossiguientesdatosparaelreadeestudio.

Sisecomparaesteltimomapaconlosdosmapas anteriores, se puede observar queenlosanterioreslaerosionabilidadesmsaltaenlasseccionesaltaybajadelacuencamientrasqueenelmapadelaclasificacinde la erosin, la seccin central de lacuencaaparececomoelreamspropensaa afectarse por la erosin. En sta seconjugan como factores potenciadoresde la erosin, la cual se evidencia en

Cuadro 11. Clculo del ndice de Fournier

Estacin y perodo de los datos

Mes con mayor precipitacin

promedio mensual

Precipitacin promedio

anual

Clculo del cuadrado del

Mes i

ndice de Fournier

Nicoya 1939 - 2004 391,1 2146,3 152959,21 71,2664632

FERCO Garza 1997 - 2004

625,9 2807,8 391750,81 139,522334

Nosara 1976 - 2005 524,8 2672,7 275415,04 103,047495

Cuadro 12. Clasificacin de reas segn el ndice interpolado de Fournier

Descripcin de la claseClasificacin resultante de

la interpolacinValor de la

claserea %

Baja 71,08 - 90 1 299,86 71,6

Moderada 90 - 120 2 118,9 28,4

Total 418,8 100

Vol. 23, N. 4 201038

sectordecolinas,solosisetomaencuentaelfactordeforma,laerosinesmoderada(figura5).Pendiente. La pendiente se calcul apartir de las curvas de nivel a escala1:10.000 extradas por el Laboratorio deSistemas de Informacin Geogrfica delaEscuela deCienciasGeogrficas de laUniversidadNacional.Lapendienteesuna

Lasreasquefavorecenunpredominiodeladepositacinsonlasreasplanasoplanoonduladas en las que se encuentran lasdepresionestectnicasCaimital,QuirimnyNosara, as como lameseta estructuraldeHojancha.Lasreasclasificadascomopotencialmente susceptibles a sufrir unaerosinlaminarintensasonprincipalmentelas montaas (S4), mientras que en el

Figura 4. Clasificacin de la precipitacin en la cuenca del ro Nosara.

Cuadro 13. Clasificacin de la geomorfologa

Descripcin de la clase Clase rea %

Formas que favorecen el predominio de la depositacin 0 66,6 15,9

Formas que favorecen una erosin moderada por la poca longitud e inclinacin de sus pendientes y que dan lugar a acumulaciones de pie de monte

1 226,8 54,2

Formas con una pendiente muy inclinada y de extensa longitud que favorecen el predominio de la erosin hdrica laminar intensa como principal agente modelador de sus laderas

2 125,4 29,9

Total 418,8 100


variable sumamente importante para eldesprendimientoytransportedepartculasporelagua.Paraefectosde laaplicacindelMES,sehaclasificadoencuatroclasesde acuerdo con su asociacin con losprocesoserosivos(figura6).Sinembargo,conrespectoalapendiente,cabedestacarquesolosepuedenobservarclaramente las zonas de sedimentacinasociadasalasdepresionestectnicasyalameseta.Enlasotrasreas,lapocaclaridadcon que se pueden sealar tendenciasde pendientes para clasificaciones deUG se debe posiblemente a los distintosepisodios de levantamiento del relieveen la cuenca, lo cual ha producido tantoel rejuvenecimiento de las formas comola antigedad de muchas de estas, queaparecensumamentedesgastadas.

Clasificacin de la geomorfologa en la cuenca del ro Nosara.

Figura 6. Clasificacin de la pendiente en la cuenca del ro Nosara.

Vol. 23, N. 4 201040

se clasifica bajo la categora 1, es decir,que son reas que se encuentran con unusoadecuadodelatierra,mientrasqueun34%seencuentrasobreutilizado.Soloun6% del rea total est bajo proteccin oconbosque (figura7).Esposible sealardenuevoqueelreacentraldelacuencaylasreasdelasdepresionestectnicas,queson susceptibles a los procesos erosivos,en este mapa presentan mayor rea bajocoberturadeproteccin.

Discusin de los resultados de la aplicacin del MESLa aplicacin del MES en Arc Viewposibilit combinar las capas deinformacin de textura, profundidad,precipitacin, geomorfologa y pendientepara obtener como resultado mapas quesealan las reas susceptibles a mostrarcinco estadios distintos que se describencomo rangos que presentan los procesosdeerosinosedimentacinparalacuenca(cuadro15).Los resultados de la interpolacin delas capas de informacin permitierongenerar tresmapas (figuras 8, 9, 10) querepresentan la dinmica de la erosiny la sedimentacin en tres momentos:en 1979, en 1992 y en el 20042006.Como se puede apreciar en estosmapas,el comportamiento de la erosin y la

Cobertura vegetal. Esta variable estrelacionadaconel tipodeproteccinquebrinda lacoberturavegetala lossuelosyse clasifica en: cobertura de proteccin,de uso adecuado y de uso inadecuado.Esta ltima se refiere a las reas queson sobreutilizadas de acuerdo con sucapacidad de uso. La cobertura vegetal,como variable independiente, permitedistinguircambiosenladinmicaerosin/sedimentacindeacuerdoconlavariacinde lacoberturaparaunaodeterminado.Enelcasodeestaaplicacinmetodolgica,se considerarn tres periodos de estudiodeterminados por los datos disponibles:1979 y 1992 con datos del InstitutoMeteorolgicoNacional(IMNetl,1995)ylainterpretacindelaimagendeGoogleEarth2004-2006.Paraelperodode1979,un79%delreatena una condicin apropiada de uso,mientras que en1992 soloun47%de latierraposeaestacondicin,perododondese muestran descubiertas partes de laszonasmsafectadasporlasprecipitacionesenelsectorcentraldelacuenca,ascomolas zonas clasificadas como altamenteerosionables por su textura, que abarcanlas depresiones tectnicas de Caimital,QuirimnyNosara(cuadro14).El resultado de la interpretacin de lacoberturaparael2004-2006mostrqueel60%delreadelacuencadelroNosara

Cuadro 14. Clasificacin de la cobertura de la tierra en la cuenca del ro Nosara.

Descripcin de la clase Clase1979 1992 2004-2006

rea % rea % rea %

Cobertura de proteccin 0 0 0,0 69,42 16,6 26,9 6,4

Cobertura de uso adecuado de la tierra

1 331,7 79,2 127,3 30,4 248,9 59,4

Cobertura de uso inadecuada para la tierra

2 87,1 20,8 222,1 53,0 143 34,1

Total 418,8 100 418,8 100,0 418,8 100


la categora correspondiente a las reas de baja erosin hdrica laminar, y paratodos los aos presenta los porcentajesms bajos.Asimismo, las categoras conlos porcentajesms altos corresponden alasreas de sedimentacin o sin erosin evidente ya lasreas de erosin hdrica laminar moderada. Esto concuerda conlas observaciones realizadas en campo

Figura 7. Clasificacin de la cobertura vegetal de la cuenca del ro Nosara, segn clases de uso de la tierra, para 1979, 1992 y 2004-2006.

Cuadro 15. Rangos resultantes de la aplicacin MES

Clase SIG Simbologa Clase cualitativa

0 a 3 1 reas de sedimentacin o sin erosin evidente

3 a 5 2reas de baja erosin hdrica laminar y baja formacin de depsitos

5 a 7 3 reas de erosin hdrica laminar moderada

7 a 10 4 reas de alta erosin hdrica laminar

11 a 15 5 reas de intensa erosin hdrica laminar

sedimentacin cambia conforme semodifica la variable independiente delmodelo(lacoberturadelatierra).Los resultados en forma de porcentajesde laextensindecadaunade lasclasesanalizadas para estos tres momentosde estudio se presentan en el cuadro16. Como se puede observar, en 1979y 2004-2006 se da la inexistencia de

Vol. 23, N. 4 201042

Cuadro 16. Extensin de cada clase analizada en la cuenca del ro Nosara, en porcentajes

Clase cualitativa Simbologa2004-2006 1992 1979

Porcentajes del rea de la cuenca

reas de sedimentacin o sin erosin evidente 1 1,1 0,5 1,2

reas de baja erosin hdrica laminar y baja formacin de depsitos

2 0,0 13,8 0,0

reas de erosin hdrica laminar moderada 3 50,3 35,2 55,6

reas de alta erosin hdrica laminar 4 17,0 9,0 15,7

reas de intensa erosin hdrica laminar 5 31,6 41,6 27,5

Figura 8. Resultado de la aplicacin del MES para 1979.

y explicadas en el apartado de lasformacionessuperficiales.

En 1979, las categoras de alta e intensaerosin ocuparon el 43% de la cuenca,lo cual indica que los bosques primarioy secundario actuaron como coberturasde proteccin, mientras que la categorade erosin moderada ocup ms de lamitad (56%). Adicionalmente, se puedemencionar que porcentajes ms bajos

corresponden a las reas que presentan,para los tresmomentos de estudio, reasde sedimentacin o sin erosin evidentey reas de baja erosin y formacin dedepsitos, con excepcin, en el ltimocaso,de1992.El periodo 1992, que mostr unadisminucin significativa de la coberturaboscosa, coincide con una elevacin delasreasquesufrenerosindemoderada


Figura 9. Resultado de la aplicacin del MES para 1992.

Figura 10. Resultado de la aplicacin del MES para 2004-2006.

Vol. 23, N. 4 201044

Una ventaja de su aplicacin es que simplifica las variables necesarias para su aplicacin, lo cual posibilita su uso incluso en lugares donde es escasa la informacin disponible, pues estas se pueden obtener con medicin y observacin de campo, o mediante fuentes secundarias.

asimismo,amayortransportedematerialesporelroNosara,mayorsersucapacidadpara acrecentar las barras de punto yprovocarlasavulsionesdelcauce,esdecir,eldesplazamientodelosmeandros.

ConclusionesParacomprenderlarelacindelaerosin/sedimentacin en la cuenca hidrogrficadel Nosara se desarroll y aplic en unsistema de informacin geogrfica unmtodo que se denomin Modelo deErosin/Sedimentacin para la Cuencadel Ro Nosara (MES), diseado con elpropsitodeidentificarlasvariacionesdeestos dos aspectos segn se produjerancambiosenelusodelatierra.Este permiti determinar los ndicescorrespondientesalasreasquepresentanerosin actualmente, as como a lasreas donde predominan los procesos desedimentacin,mediante lasobreposicinespacial de las clases correspondientes aseisvariablesexpresadascomocartografatemtica (textura del suelo, profundidaden centmetros del suelo, geomorfologa,pendienteengrados,precipitacin:mediamensual y media anual, y clasificacinpor tipo de uso), a las cuales tambinse les ha asignado un rango cualitativopara su interpretacin.Unaventajade suaplicacin es que simplifica las variablesnecesarias para su aplicacin, lo cualposibilitasuusoinclusoenlugaresdondeesescasa la informacindisponible,puesestas se pueden obtener con medicin yobservacindecampo,omediantefuentessecundarias.Los mapas con las reas de erosin ysedimentacin generadas con el mtodoMES para la cuenca hidrogrfica del roNosara permiten observar las variacionesde estas reas en los tres momentos deestudio. Para 1992, que fue de los tresmomentosdeestudioenelqueseregistruna menor cobertura de bosque en lacuenca hidrogrfica del ro Nosara, sepuedeobservarunaumentoconsiderablede

a alta, que llega casi representar el 85%del rea de la cuenca. En este ao seregistraronlosvaloresmsaltosdeerosinhdrica laminar intensa para la cuenca, loqueafectaamsdeunatercerapartedelacuenca.

Enel2004seregistrenlainterpretacindelacoberturadelatierraunretrocesodelasreasdedicadasalpastoreo,lascualespresentanunaumentodelaszonasdejadasen descanso, es decir, ya ocupadas portacotales,yseevidenciaunadisminucinsignificativa de las reas afectadas porla erosin hdrica laminar intensa, lascuales ya registraban una condicinmoderada.Larecuperacindelacoberturade proteccin del suelo permite que losvalores para el 2004 sean semejantes alos valores de partida de la comparacincorrespondientesa1979.Los resultados de la aplicacin delMESpermitenestableceruna relacinentre loscambiosdeusodelatierra,principalmentelosrelacionadosconlacoberturaboscosa,conelaumentoodisminucindelaerosin.En este sentido, la cuenca presenta unarelacindirectaentre laeliminacinde lacoberturadelbosqueconelaumentodelaerosinhdricalaminarmoderadayalta.El perodo con menor cobertura boscosao de proteccin (1992) experiment unaumento significativo de las reas conmayorerosin,loqueafectprincipalmentealasreasdelasdepresionestectnicasylascolinasdelacuencamedia.En1979,lasreasmsafectadasporlaerosinfueronlaFilaMaravilla,lasladerasalNEdelCerroNegroylascolinasdelacuencamedia.Enlosmapas8,9y10sepuedeapreciarque las reas de la cuencamedia y bajacambian debido al despale en las partesaltas,deunacondicindeerosinlaminaraltaaunamoderadaobaja.Estopermiteinferir, como una consecuencia lgica,que la sedimentacin que ocurre estcolmatandoloscaucesypodraderivarenunaumentodelaamenazadeinundacin;


losprocesosdesedimentacin,loscuales,a su vez, se pueden relacionar con lasavulsionesdelosrosNosarayMontaa.Cabe mencionar que tambin son unacondicin derivada del comportamientodelaprecipitacinduranteelao,siesunperodoafectadoporlaNiaoelNio.Los resultados obtenidos con lainterpolacin de las capas en el SIG(figura 11) mostraron que en 1979 lasreas afectadas por la sedimentacin osin erosin evidente fueron superiores alasregistradasen1992e igualesa lasdelperiodo2004-2006.Estosepuedeexplicarporlafaltadecoberturadelatierraen1992,queelevlasreasquesufranprocesosdeerosin intensos o moderados. Tambinen 1979 se registr quems de la mitaddelacuenca(55%)estabasiendoafectadaporlaerosinlaminarmoderada,enreasdondelageomorfologaylaspendientesseconjugaron para producir esta condicin,msqueelusodelatierra.En el caso de los resultados para 1992,el aumento de erosin laminarmoderaday alta se asocia al tipo de coberturapresente;enotraspalabras, losresultadosde la aplicacin del MES reflejan las

consecuencias de la deforestacin sobrela dinmica erosin/sedimentacin en lacuenca,mostrandoambasuncrecimiento.La recuperacin de la cobertura boscosaen los ltimos aos se manifiesta comouna disminucin de las reas que sufrensedimentacin y la desaparicin de lasreasconunaafectacinaltadelaerosinlaminar.El reams afectadapor los cambios enelprocesodesedimentacinenlacuencaes el lecho del ro Quirimn, que recibelos principales aportes de materiales delasladerasdeloscerrosEsperanzayquela mayor parte de su carga se depositaen las zonas de inundacin de la cuencamedia, principalmente. Esto ltimo seconfirmenlaobservacin,puesduranteeltrabajodecamposepudoconstatarunarenovacindelacargadelosrosNosarayQuirimn en la zonade contacto de lacuencamediaconlabaja.

AgradecimientosLaautoradeseaexpresarsuagradecimientoaBepsyCedeo,gegrafadelLaboratoriodeSistemasdeInformacinGeogrficade

Figura 11. Resultados de la aplicacin MES en porcentajes

60

50

40

30

20

10

0

1 2 3 4 5

2004-2006

1992

1979

Vol. 23, N. 4 201046

Google Earth (2009). Imgenes del Pacfico Norte de Costa Rica 2004 -2006. (Fecha de consulta: marzo del 2009).

Instituto Tecnolgico de Costa Rica. Atlas digital de Costa Rica. Capa de capacidad de uso de la tierra. 1:200.000.

Laboratorio de Sistemas de Informacin Geogrfica. Bases digitales de las curvas de nivel 1: 10.000 de Costa Rica. Escuela de Ciencias Geogrficas de la Universidad Nacional de Costa Rica.

laEscuela deCienciasGeogrficas de laUniversidadNacional deCostaRica, porlacolaboracinbrindadaparaprocesarlascapas de informacin digital necesariasparalaaplicacindelMES.

BibliografaComisin Europea de Medio Ambiente. S.f.

CORINE land resources. http://www.eea.europa.eu/es. (Fecha de consulta: 18 de marzo del 2009).

dinamica erosion sedimentacion

Documents