EcuaciEcuacióón Universal n Universal de Pde Péérdida de Suelo rdida de Suelo
ModificadaModificada
EUPSMEUPSM
Producción de sedimentos
Dr. Mario R. Martínez Menez
( ) P C LS Kq*Q11.8Y 0.56p=
Donde:
Y = Sedimentos aportados a una sección del cauce para una tormenta determinada sobre la cuenca (t/ha)
Q = Escurrimiento medio (m3) qp = Escurrimiento máximo (m3 /seg) K = Erosionabilidad del suelo (t ha hr MJ-1 mm-1 ha-1) L = Longitud de la pendiente (adimensional) S = Grado de la pendiente (adimensional) C = Cobertura vegetal (adimensional) P = Prácticas mecánicas de control de la erosión
EUPSMEUPSM
EstimaciEstimacióón de variables n de variables HidrolHidrolóógicas a nivel de Cuencagicas a nivel de Cuenca
Variables ponderadas a estimar Variables ponderadas a estimar
Precipitación media diaria o anual
Erosionabilidad del suelo
Uso del Suelo
Longitud y grado de pendiente en la Cuenca
Grupos de suelos
Curvas Numéricas
Plano topográfico Escala 1:50,000
Precipitación media anual ponderada de la Cuenca del Río Chapingo
Estación Prec anual (mm) Area (ha) Prec*Area1 620.52 258.39 160,336.41
2 594.98 136.06 80,954.64 3 526.03 1,022.33 537,776.67
1,416.78 779,067.73
549.88
Total
Prec media de la Cuenca
K Area (ha) Area * K0.037 158.40 5.86
Arcilla media 0.029 90.85 2.63 0.026 809.26 21.04 0.010 85.09 0.85 0.027 280.38 7.57 0.021 5.95 0.12
1,429.92 38.082 0.027 K ponderada
Migajon Arcillo arenosoMigajon Arcillo arenoso
Textura
Total
Migajon Arcillo limoso
Migajon Arcillo limosoArena migajosa
Estimación del K medio ponderado de la Cuenca del Río Texcoco
T
ii
AAK
K∑
=
Factor C ponderado de la Cuenca del Río Chapingo
Tipo de Vegetación Clave Area (ha) Factor C Area * CBosque Cultivado BCp 331.47 0.01 3.31
Bosque de Oyamel Ba 69.51 0.001 0.07 Matorral Inducido MI 221.41 0.22 48.71 Agricultura TA 1, 2, 82 380.37 0.5 190.19 Bosque de Pino Bp 393.89 0.01 3.94 Pastizal Inducido Pi - Bp 32.75 0.01 0.33
1429.4 246.55 0.17 Factor C ponderado
Total
Áreas Cota mayor
Cota menor
Lambda Lambda Promedio
Pendiente %
284.1
1 2300 2235 741.0 485.803 13.38432.4
2,727.5
2 2400 2300 2,673.8 2729.547 3.662,787.4
2,630.9
3 2500 2400 1,934.8 2203.473 4.542,044.7
2,353.2
4 2600 2500 1,391.5 1804.947 5.541,670.2
1,759.9
5 2700 2600 1,221.5 1462.607 6.841,406.4
639.9
6 2800 2700 826.4 706.3 14.16652.7
866.4
7 2900 2800 853.6 715.1 13.98425.3
1,451.5
8 3000 2900 1,147.9 1296.17 7.721,289.0
353.3
9 3100 3000 531.8 413.893 24.16356.6
266.8
10 3200 3100 321.0 255.09 39.2177.5
194.5
11 3300 3200 182.5 169.933 58.85132.9
434.5
12 3400 3300 161.3 499.013 20.04901.3
419.5
13 3500 3400 216.9 290.6 34.41235.4
377.8
14 3560 3500 436.6 399.917 15385.3
Estimación de pendiente y longitud de la pendiente
LS ponderado de la Cuenca del Río Chapingo
Áreas Lambda λ S % Factor LS Area (ha) LS * Area 1 485.80 13.38 8.61 14.40 123.98 2 2,729.55 3.66 3.54 176.74 625.66 3 2,203.47 4.54 4.04 179.61 725.62 4 1,804.95 5.54 4.66 258.79 1,205.96 5 1,462.61 6.84 5.52 195.40 1,078.61 6 706.30 14.16 11.36 107.74 1,223.93 7 715.10 13.98 11.20 88.52 991.42 8 1,296.17 7.72 6.14 118.23 725.93 9 413.89 24.16 21.00 77.31 1,623.51 10 255.09 39.20 40.15 43.28 1,737.69 11 169.93 58.85 69.00 36.17 2,495.73 12 499.01 20.04 16.97 59.26 1,005.64 13 290.60 34.41 33.85 52.83 1,788.30 14 399.92 15.00 22.35 20.87 466.44
1,429.15 15,818.43 11.07
Total LS ponderada
Practicas Factor P Area_ha Area * Factor PObra (Terrazas de Banco) 0.1 98.28 9.83 Ninguna 1 1,330.89 1,330.89
1,429.17 1,340.72 0.94 Factor P ponderado
Total
Factor P ponderado
Cobertura Condición hidrológica
Gpo de Suelo
Área (ha) CN(II) Area * CN
Bosque Regular B 398.58 60 23,914.80 Bosque Regular A 19.44 36 699.84 Bosque Mala A 157.88 45 7,104.60 Bosque Buena B 0.02 55 1.10 Bosque Mala B 84.56 66 5,580.96 Pastizal Mala B 62.25 67 4,170.75 Pastizal Regular A 102.49 67 6,866.83 Pastizal Buena B 58.61 39 2,285.79 Cultivo de escarda surcos rectos
Mala B 545.36 81 44,174.16
1,429.19 94,798.83 66.33
Total CN ponderada
CN ponderada de la Cuenca del Río Chapingo
Área de la cuenca (ha) 1,429 Factor K 0.027 Factor LS 11.070 Factor C 0.170 Factor P 0.940 Curva numérica (II) 66 Longitud del cauce principal 13,394 Desnivel del cauce principal 1,200 Pendiente media del terreno 8.96
Variable que alimentan el modelo
Diagrama del modelo para la estimación de escurrimientos y sedimentos
Información Base
Planos: • Topográfico 1:50,000• Uso del suelo con imagen
de Satélite • Recorte de geomodelos de
elevaciones• Hidrología
Datos edafológicos:• Muestreo de suelo• Análisis de laboratorio
Datos meteorológicos:• Estaciones• Precipitación anual (mm)• Precipitación diaria (mm)
Delimitación demicrocuencas
Cálculo de K Aplicación del Modelo USLE
A = R*K*LS*C*P
Uso del suelo
Suelo (Textura)
Condición hidrológica
CNIISi P<12.7 mmSi P>38.1 mm CNIII f(CNII)
CNI f(CNII)
Escurrimiento medio diario
P= Precipitación del evento en mm
Escurrimiento máximo instantáneo
Aplicación del modelo MUSLE
(en t/ha por evento)
Cálculo de R
Determinación de C
Cálculo de LS
Determinación de P
0.38
1.15
HL0.02=Tc
( ) KLSCPqp*Q11.8Y 0.56=
( )0.8SP0.2SPQ
2
+−
=
360
A*I*PQ
360A*I*Cqp
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
==
254CN
25400S −=
Tc
P=I
Dia Precip. Humedad CNI CNII CNIII CNi adoptado Si (mm) 0.2Si Qi (mm) I (mm/hr) qpi (m3/s) Qm (m3) Ei PSijuliano antecedente
147 0.0 5.1 63.00 63.00 149.2 29.8 0.00 0.00 0.00 0.00 0.000 0.000148 1.4 0.0 63.00 63.00 149.2 29.8 0.00 0.78 0.00 0.00 0.000 0.000149 15.9 1.4 63.00 63.00 149.2 29.8 0.00 8.86 0.00 0.00 0.000 0.000150 2.8 17.3 80.00 80.00 63.5 12.7 0.00 1.56 0.00 0.00 0.000 0.000151 1.3 20.1 80.00 80.00 63.5 12.7 0.00 0.72 0.00 0.00 0.000 0.000152 0.8 21.4 80.00 80.00 63.5 12.7 0.00 0.45 0.00 0.00 0.000 0.000153 16.8 22.2 80.00 80.00 63.5 12.7 0.25 9.36 0.39 2,486.69 3.172 0.180154 8.0 37.6 80.00 80.00 63.5 12.7 0.00 4.46 0.00 0.00 0.000 0.000
Programación de hoja de cálculo Excel para la estimación de escurrimientos y sedimentos
Formato de aplicación de la EUPSM en la hoja de cálculo Excel
46.3336.523.510,421.8729.1Suma
0.000.000.000.000.000.000.00Dic
0.000.000.000.000.0042.883.00Nov
0.000.000.000.000.00314.4722.00Oct
0.000.000.020.070.011,302.1891.10Sep
6.994.8911.5656.883.981,843.93129.00Ago
36.7725.7344.38257.3618.003,213.29224.80Jul
2.521.764.9222.231.561,605.22112.30Jun
0.000.000.000.000.00889.0962.20May
0.000.000.000.000.00916.2564.10Abr
0.000.000.000.000.00167.2411.70Mar
0.000.000.000.000.0052.893.70Feb
0.000.000.000.000.0074.335.20Ene
(miles de t)(t/ha)(miles de
m3)(mm)
Sedimentos
qpm3/s
Q(miles de
m3)Q
(mm)
Precipitación
Resumen: Escenario actualResumen: Escenario actual
Variación de la precipitacion y Q medio(Escenario actual)
0
50
100
150
200
250
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
Pre
cipi
taci
ón y
Q (m
m)
Precipitación (mm)
Q (mm)
Variación de qp y sedimentos (Escenario actual)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
q p (m
3 /s)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Prod
ucci
ón d
e se
dim
ento
s (t/
ha)
qp
Sedimentos
Escenario 1. Bosque (C=0.01, P=1 y CN=50)
Estimación de Q, qp y producción de sedimentos en 4 escenarios
0.558.44.110,421.8729.1Suma
0.000.000.000.000.000.000.00Dic
0.000.000.000.000.0042.883.00Nov
0.000.000.000.000.00314.4722.00Oct
0.000.000.000.000.001,302.1891.10Sep
0.000.000.000.000.001,843.93129.00Ago
0.460.3312.9258.404.093,213.29224.80Jul
0.000.000.000.000.001,605.22112.30Jun
0.000.000.000.000.00889.0962.20May
0.000.000.000.000.00916.2564.10Abr
0.000.000.000.000.00167.2411.70Mar
0.000.000.000.000.0052.893.70Feb
0.000.000.000.000.0074.335.20Ene
(miles de t)(t/ha)miles de
m3mm
Sedimentosqp(m3/s)
Q(miles de
m3)
Q(mm)
Precipitación
Escenario 2. Maíz (C=0.5, P=1 y CN=80)
450.5995.5369.6510421.76729.10Suma
0.000.000.000.000.000.000.00Dic
0.000.000.000.000.0042.873.00Nov
0.000.000.000.000.00314.3822.00Oct
17.9312.547.8949.973.501,301.8291.10Sep
103.9172.7042.52233.2616.321,843.41129.00Ago
285.32199.6180.49601.7742.113,212.39224.80Jul
40.2528.1619.0799.926.991,604.77112.30Jun
0.910.630.713.220.23888.8462.20May
2.201.541.577.110.50915.9964.10Abr
0.000.000.000.000.00167.1911.70Mar
0.000.000.000.000.0052.873.70Feb
0.000.000.000.000.0074.315.20Ene
(miles de t)(t/ha)miles de
m3mm
Sedimentosqp(m3/s)
Q(miles de m3)
Q(mm)
Precipitación
Escenario 3. Maíz en terrazas (C=0.3, P=0.6 y CN=65)
46.07299.6420.9610421.76729.10Suma
0.000.000.000.000.000.000.00Dic
0.000.000.000.000.0042.883.00Nov
0.000.000.000.000.00314.4722.00Oct
0.000.000.000.000.001,302.1891.10Sep
6.364.459.6846.833.281,843.93129.00Ago
37.4226.1841.29234.4716.403,213.29224.80Jul
2.291.604.0618.341.281,605.22112.30Jun
0.000.000.000.000.00889.0962.20May
0.000.000.000.000.00916.2564.10Abr
0.000.000.000.000.00167.2411.70Mar
0.000.000.000.000.0052.893.70Feb
0.000.000.000.000.0074.335.20Ene
(miles de t)(t/ha)(miles de
m3)(mm)
Sedimentos
qp(m3/s)
Q(miles de m3)
Q(mm)
Precipitación
Escenario 4. Suelo desnudo(C=0.85, P=1 y CN=90)
1,756.12,231.6156.110,421.8729.1Suma
0.000.000.000.000.000.000.00Dic
0.000.000.000.000.0042.883.00Nov
0.000.000.000.000.00314.4722.00Oct
149.59104.6528.25215.1915.051,302.1891.10Sep
397.74278.2684.14487.3634.101,843.93129.00Ago
912.21638.18110.751,108.8277.573,213.29224.80Jul
202.29141.5236.87282.6319.771,605.22112.30Jun
31.3621.949.6949.183.44889.0962.20May
62.8743.9819.5788.426.19916.2564.10Abr
0.000.000.000.000.00167.2411.70Mar
0.000.000.000.000.0052.893.70Feb
0.000.000.000.000.0074.335.20Ene
(miles de t)(t/ha)(miles de
m3)(mm)
Sedimentos
qp(m3/s)
Q(miles de m3)
Q(mm)
Precipitación
VariaciVariacióón de Q medio en 4 escenariosn de Q medio en 4 escenarios
0
50
100
150
200
250
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
Pre
cip
itació
n y
Q (
mm
)
Precipitación (mm)
Bosque
Maíz
Maíz en terrazas
Suelo Desnudo
VariaciVariacióón de n de qqpp (m(mááximo) en 4 ximo) en 4 escenariosescenarios
-20
0
20
40
60
80
100
120
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
qp (
má
xim
o m
en
sua
l m
3/
s)
Q Bosque
Q Maíz en terrazas
Q Maíz
Q Suelo denudo
VariaciVariacióón de la produccin de la produccióón de n de sedimentos en 4 escenariossedimentos en 4 escenarios
0
100
200
300
400
500
600
700
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Sedi
men
tos
(t/h
a)
Bosque
Maíz
Maíz en terrazas
Suelo Desnudo