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UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL CIENCIAS DE LA VIDA MANEJO DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS

Tema: ESTIMACIÓN DE CARACTERÍSTICAS HIDROLOGICAS DEL SUELO

Integrantes: Aguinda Joselyn Ante Blanca Jennifer Freire Erazo André Stalin Salazar

Semestre: Sexto “A”

Docente Dr. Ricardo Abril

Puyo – Ecuador -2019

UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL CIENCIAS DE LA VIDA CUENCAS HIDRGRAFICAS INTRODUCCIÓN La práctica de campo desarrollada para la estimación de característica hidrográficas se realizó en la Provincia de Pastaza, parroquia Puyo exactamente en el dique Pambay que cuenta con una temperatura que generalmente varia de 18ºC a 28ºC y con una precipitación media aproximada de 4403 mm. Las propiedades hidrológicas de los suelos tienen una gran influencia sobre la escorrentía superficial y el transporte de sedimentos, así como tambien las tasas de infiltración y permeabilidad. La infiltración, es un proceso mediante el cual el agua en la superficie de la tierra entra en el suelo, siendo una medida de la tasa a la cual el suelo es capaz de absorber la precipitación o riego. Se mide en centímetros por hora o milímetros por hora. Las disminuciones de la tasa hacen que el suelo se sature. Si la tasa de precipitación excede la tasa de infiltración, se producirá escorrentía a menos que haya alguna barrera física. Además, está relacionado con la conductividad hidráulica saturada del suelo cerca de la superficie. (Estilita Ruiz, 2005) La vegetación crea más suelos porosos protegiendo al suelo del estancamiento de la precipitación, que puede cerrar los huecos naturales entre las partículas del suelo, soltando el suelo a través de las raices. A esto se debe que las áreas arboladas tengan las tasas de infiltración más altas que todos los tipos de vegetación. mismos que depende de varios factores, como las propiedades del terreno (posición, en la pendiente y ondulación), otros propios del suelo como la textura, estructura, contenido de agua presente, tamaño y continuidad de poros y la cobertura vegetal y por dos fuerzas: la gravedad y la acción capilar. En general el suelo húmedo tendrá menor infiltración que un suelo seco, la tasa de infiltración aumenta debido a que los poros estan mejor conectados, mismos que pueden decrecer cuando la cobertura vegetal sea escasa (SciELO , 2011).

UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL CIENCIAS DE LA VIDA CUENCAS HIDRGRAFICAS OBJETIVO GENERAL Determinar las características hidrológicas del suelo localizado en el dique de Pambay ubicado en la ciudad de Puyo para conocer las distintos los niveles: infiltración, humedad, densidad del suelo para saber si existe una perturbación o intervención en el suelo. OBEJTIVOS ESPECÍFICOS  Conocer la humedad del suelo de acuerdo a las muestras de suelo.  Determinar la velocidad de infiltración del agua que se da en suelo del Dique Pambay.  Aprender el método para aplicarlo eficientemente en otro campo de estudio. METODOLOGÍA 1. Se seleccionó el sitio para desarrollar la practica donde luego se procedió hacer limpiando 2. Se hizo una calicata donde sus medidas fueron de 1m x 1m x 0,5m, donde se medió su espesor de cada una de las capas, se determinó de la capa de humos y en 5 diferentes puntos el espesor de la hojarasca 3. Se tomaron 4 muestras ( dos superficiales y dos profundas) con el cilindro metálico verificando que esta ocupe completamente dicho cilindro, donde se hizo cortes y dejando a ras las muestras tomadas, cada una de las muestras se colocaron en la refrigeradora una superficial y una profunda y las otras dos restantes se dejaron a secar al ambiente 4. Al momento de instalar los cilindros tanto en el exterior e interior se introdujeron a una profundidad de 5cm en el suelo, para no cambiar las características de las misma, luego se hizo un aporque alrededor del cilindro exterior y llenamos con agua en el espacio entre el cilindro exterior e interior 5. Con una regla de forma vertical en el interior del cilindro interno y una funda en la base del mismo , se llenó de agua y al momento de retirar dicha funda se tomaron los datos de la altura del agua a los 0,1,2,3,4,5,10,15,20,30,40,45,50,60,75,90 minutos 6. Se determinó la infiltración acumulada 7. Se calculó Fo y Fc 8. Una vez que las muestra se sacaron las muestras de la refrigeración se procedió a sacar la humedad y densidad en el laboratorio y con las muestras secas al ambiente se sacó la textura, densidad de raíces y contenido de carbono 9. Determinar los tipos de suelos y la condición hidrológica , luego el número de curvas para condición 2 10. Determinar el valor de abstracción inicial 11. Los datos de las precipitaciones se obtuvieron en http://186.42.174.236/InamhiEmas/# durante 5 días previos realizar la conversión de numero de curva a condición I o III

UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL CIENCIAS DE LA VIDA CUENCAS HIDRGRAFICAS 12. Luego se procedió a sacra la altura de los arboles 13. Se determinó la pendiente 14. Se procedió a sacar los cálculos de índice de erosividad basado a la función de los datos de las precipitaciones previas y valores mensuales que se obtuvieron de los anuarios http://www.serviciometeorologico.gob.ec/biblioteca/ 15. Se determinó la tasas de perdida de suelo para las condiciones del terreno MARCO TEÓRICO SUELO: El suelo se forma a base de la destrucción de la roca y la acumulación de materiales, es decir es la capa superficial de la corteza terrestre, que con el pasar de los años esa corteza en su gran parte tiene residuos de roca provenientes de los procesos erosivos y otras alteraciones físicas y químicas así como de materia orgánica fruto de la actividad biológica que se desarrolla en la superficie. (Raffino, 2019) HIDROLOGÍA: Es aquella ciencia que surge por la necesidad de comprender el complejo sistema hídrico de la Tierra y así poder ayudar a solucionar los problemas de agua. De tal manera los hidrólogos juegan un papel importante para la la búsqueda de soluciones a los problemas del agua. Una disciplina científica dedicada al estudio de las aguas de la Tierra, incluyendo cuatro aspectos como su presencia, distribución y circulación a través del ciclo hidrológico, y las interacciones con los seres vivos. También trata de las propiedades químicas y físicas del agua en todas sus fases. (Marcano) HIDROLOGÍA DEL SUELO: Es aquella agua que se localiza de manera de la superficial del suelo, donde se hayan aquellos componentes del ciclo hidrológico que se presentan ahí, esto es, precipitación, evapotranspiración, escorrentía y agua en el suelo. Los diferentes aspectos de estos fenómenos son estudiados en sus varias sus disciplinas. (Marcano) DENSIDAD DEL SUELO: es un parámetro para saber cuál es el peso por volumen del suelo. Existen dos tipos de densidad, real y aparente. La densidad real, de las partículas densas del suelo, varía con la proporción de elementos constituyendo el suelo y en general está alrededor de 2,65. Es así como una densidad aparente alta indica o demuestra que existe un suelo compacto o tenor elevado de partículas granulares como la arena. Una densidad aparente baja no indica un ambiente que puede ser favorecido para el crecimiento de las plantas. Mediante la densidad del suelo se puede obtener la porosidad total del suelo. (FAO) HUMEDAD DEL SUELO: Va ser simplemente el agua que contenga el suelo, esencial ya sea en cultivos intensivos, extensivos, huertos ecológicos, las plantas de una casa y todo aquello que tenga que ver con desarrollo vegetal. (News, 2018)

UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL CIENCIAS DE LA VIDA CUENCAS HIDRGRAFICAS TEXTURA DEL SUELO: Hace referencia a la totalidad por componentes presentes en el suelo como inorgánicos de diferentes formas y tamaños como arena, limo y arcilla, es una propiedad importante ya que influye como factor de fertilidad y en la habilidad de retener agua, aireación, drenaje, contenido de materia orgánica y otras propiedades. (FAO) INFILTRACIÓN: Proceso de suma importancia para procesos de escorrentía esto como respuesta de las precipitaciones existentes en cada una de las cuencas dependiendo de su magnitud lluvias de iguales intensidades, pueden producir caudales diferentes. Así también lo es, el estudio de la recarga de acuíferos. Se define como el proceso por el cual el agua penetra por la superficie del suelo y llega hasta sus capas inferiores. (Sangüesa) INFILTRACIÓN ACUMULADA: es aquella que permite la integración en el tiempo de la velocidad de infiltración, con una dependencia curvilínea del tiempo y una pendiente que decrece gradualmente. La infiltrabilidad del suelo y su variación en el tiempo dependen del contenido de agua inicial y de la succión, así como de la textura, estructura y uniformidad del perfil del suelo. (Sangüesa) PEDIENTE DEL SUELO: es aquella que nos permite medir el grado de inclinación del terreno. De tal manera a mayor inclinación mayor valor de pendiente. (Autoapredizaje) ÍNDICE DE EROSIVIDAD: Es como la lluvia cae sobre el suelo dañando o lastimando al suelo, representa la energía con que las gotas de lluvia impactando el suelo a caen con una gran intensidad para romper los agregados superficiales en partículas de tamaño transportable; es por esto que la precipitación se presenta un constituyente como agente activo del proceso de erosión, que actuará sobre el suelo donde este será el agente pasivo. Una vez que la erosión se desencadena aceleradamente por inadecuados uso y manejo, se reduce la capacidad productiva del suelo. (Bizzarri) MÉTODO DEL CILINDRO INFILTRÓMETRO: Utilizado para verificar el comportamiento del suelos donde se utilizan métodos de riego por tendido, bordes, aspersión y goteo. Es una prueba de terreno que utiliza 2 anillos concéntricos. En ambos se agrega agua, para luego medir como varía la altura de esta en cilindro más pequeño. La información, permite ajustar un modelo matemático, a partir del cual queda caracterizada la Velocidad de Infiltración y la Infiltración acumulada del suelo en estudio. (Portalfruticola.com, 2017)

UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL CIENCIAS DE LA VIDA CUENCAS HIDRGRAFICAS ANÁLISIS Y RESULTADOS - Relleno del cilindro Relleno del Cilindro Tiempo 0 1 2 3 4 5 5 10 15 20 20 30 40 45 45 50 60 60 75 90

Lectura 7 6,5 6 5,8 5,5 5,3 11 9,6 7,8 5,9 11,6 9 6,5 5,2 11,4 9,9 7 11 9,9 6

Infiltración Parcial 0 0,5 0,5 0,2 0,3 0,2 0 1,4 1,8 1,9 0 2,6 2,5 1,3 0 1,5 2,9 0 1,1 3,9

Infiltración Acumulado 0 0,5 1 1,2 1,5 1,7 1,7 3,1 4,9 6,8 6,8 9,4 11,9 13,2 13,2 14,7 17,6 17,6 18,7 22,6

VI 0 0,50 0,50 0,40 0,38 0,34 0,34 0,31 0,33 0,34 0,34 0,31 0,30 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 0,25 0,25

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VELOCIDAD DE INFILTACION

Título del gráfico 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

0,6 0,5 0,4 0,3

0,2 0,1 0 0

5

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 TIEMPO

Pendiente Datos punto VI punto de intersección m= 0,005307692 infiltración I= k*Tⁿ I= 0,488199675 cm/min I= 292,9198053 mm/h fo= Fc= k=

292,9198053 mm/h 150,6666667 mm/h 0,8

modelo horton F= F=

Fc+(Fo-Fc)* e^(-k*t) 150,6666667 mm/h clase de suelo= A

condición hidrológica "HC" Datos L= 1,77

X 1 40

Y 0,5 0,293

UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL CIENCIAS DE LA VIDA CUENCAS HIDRGRAFICAS H= C= HC=

2,36 2 III

numero de curva condición II "NC" NC=

36 bosque regular con planta en periodo de crecimiento con una humedad previa de normal (II)

condición de humedad dias precipitación (mm) 24/10/2019 2,1 25/10/2019 12,7 26/10/2019 44,4 27/10/2019 20,8 28/10/2019 0,6 total: 80,6 NC(lll)= 56,40326975 umbral de escorrentía "Po2 (mm) Po= pendiente=

-7168,444444 0,24852071

relación % 11,18



el umbral de escorrentía nos da un valor de 76 por la clase de suelo A ya que es un uso de suelo "bosques de ribera"

-

Perdida de suelo factor R

N° meses enero febrero marzo abril

2008 255,7 381 248,4 430,4

2009 660,7 369,1 275,8 560,2

N° años 2010 252,7 370 384,3 461

2011 409,2 423,3 409,2 452,7

2012 433,9 482,5 567,6 383,8

UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL CIENCIAS DE LA VIDA CUENCAS HIDRGRAFICAS mayo junio julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre Promedio

574,6 432,2 452,5 368,4 361,1 346,1 362,1 295,1 375,63

años promedio E*I30 2008 375,63 3115,044 2009 394,51 3281,188 2010 335,93 2765,684 2011 346,57 2859,316 2012 372,53 3087,764 suma na (# años) R

15108,996 5 3021,7992

factor "LS" Datos Pendiente (s) D 8,45 Δy 2,1 s 0,25 s° 11,18 seno(11,18) 0,19 seno(11,18)⁰˙⁸ 0,269 relacion en grados 1 45 0,25 11,18 r B m λ

0,5 7,92 0,89 500

350 462 331,3 385,2 283,7 483,5 241 331,6 394,51

625,9 340,8 358,2 125,4 145 244,4 292,8 430,7 335,93

307,5 205 342,9 148,8 221,2 383,2 491 364,8 346,57

339,5 389,5 372,7 300,5 125,8 406,5 389,1 278,9 372,53

UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL CIENCIAS DE LA VIDA CUENCAS HIDRGRAFICAS L Lᵐ S

22,62 15,95 187,38

factor K Materia Orgánica M.O. M.O.% SUPERFICIAL 4,98 M.O.% PROFUNDA 4,68 promedio 4,83 franco arcilloso (M.O.) K 0,028 factor "C" & "P" Datos C1 0,0004 C2 1 cobertura vegetal 2,80E"C" 04 practica de conservación "P"

1

ECUACIÓN PERDIDAS DE SUELO DATOS R= 3021,7992 K= 0,028 L= 15,9481362 S= 2,7592 C= 0,00028 P= 1

A=

1,04

PERDIDA DE SUELO perdidas de suelo en el area

UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL CIENCIAS DE LA VIDA CUENCAS HIDRGRAFICAS Discusión: De acuerdo a la práctica de infiltración realizada, se demostró claramente la capacidad que posee el suelo en absorber, retener y filtrar el agua. La técnica de cilindro infiltro metro que permitió determinar con precisión la velocidad de infiltración, en el tipo de suelo franco arcilloso. Además el proceso de infiltración es de gran importancia dado que su velocidad determina generalmente la cantidad de agua de escurrimiento, detectándose de esta manera el peligro de inundaciones debido a las intensas lluvias frecuentes. Los suelos amazónicos son pobres en nutrientes y tienen un bajo nivel de retención, en el cual intervienen directamente en las propiedades del suelo, el viento, la lluvia y la temperatura que controlan el desgaste del suelo. (Blanca Ante). Al existir una saturación en la parte superficial del terreno, esto quiere decir que cuando en el terreno se forman lagunas o cochas, porque la intensidad de precipitación es superior a la capacidad de infiltración del terreno, se acumulará el agua en el mismo y se producirá Escorrentía Directa. La capacidad de infiltración del terreno está relacionada con la permeabilidad, mientras que Dunne (1978) da a conocer la generación de Escorrentía Directa cuando el nivel freático es de una consistencia dura por la existencia de materiales poco permeables cerca de la superficie, o por encontrarnos cerca de los cauces de los ríos. En este caso la Infiltración conduce a que la saturación se produzca desde dichos niveles freáticos desplazándose y alcanzando la superficie. En ese instante toda la precipitación se convierte en Escorrentía Directa (Erazo André). Al estar en una zona donde las precipitaciones se pueden percibir constantemente se puede decir que el suelo es muy permeable, sin embargo, tiene su límite y se satura es así, como se pudo percibir durante la practica que en la parte profunda del suelo ya no daba paso a que el agua se filtre con facilidad, por el cual puede ser motivo que el agua que ya no se pueda filtrar se mantenga en la superficie provocando a que exista lo que se llama las escorrentías. (Josselyn Aguinda) El método del doble anillo, resultó ser el más difícil de ejecutar en el campo, la media obtenida por este método fue la más baja, siendo este uno de los parámetros estadísticos más extendidos, se puede interpretar que la suma de los fc es el menor, también en el gráfico de caja se puede observar que el método de doble anillo tiene los tramos más cortos, es decir, que hay una mayor aglomeración de elementos muéstrales, representando una mayor densidad, También la desviación estándar es menor que los otros métodos, Existen varios autores (Gerard-Marchant, 1997, Reynolds y Elrick, 1990, Wu et al., 1999, Youngs et al., 1995), se concluye que el método de doble anillo obtuvo valores significativamente mayores que el método de carga constante. Finalizando que el valor de recarga potencial que se obtiene por los métodos de carga variable está influenciado mayormente por los macroporos, por lo que se comprenden que resultara en valores mayores, por lo microporos. (Stalin Salazar) La dinámica de la infiltración se atribuye en gran medida a la intensidad de la precipitación y propiedades físicas del suelo, cuyas interacciones determinan aspectos

UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL CIENCIAS DE LA VIDA CUENCAS HIDRGRAFICAS que se relación principalmente con la permeabilidad, contención y retención de humedad, conductividad hidráulica, perdida de suelo ,volumen de escurrimiento ,tiempo de concentración, tiempo de inicio de escurrimiento es decir permiten detectar peligro erosión hídrica (Laura, 2015)se concluye que infiltración es la velocidad con que entra el agua a un perfil de suelo y depende de la permeabilidad si los horizontes tienen perturbaciones o si este saturación. (Jennifer Freire) CONCLUSIONES: En base al estudio realizado en la localidad rio Pambay sector dique pambay, en la hemos llegado a una conclusión a media con los resultados obtenidos podemos dar a conocer que el umbral de escorrentía nos da un valor de 76 por la clase de suelo A ya que es un uso de suelo "bosques de ribera" y por ende también se puede evidenciar la perdida de suelo en el área de A= 1,04, sin embargo esto se ha debido que en la localidad muestreada anteriormente mencionado se ha dado una infiltración mayor por el cambio de textura de suelo, en la cual se verifica que ese lugar ya tenido una intervención anterior por el cambio de suelo por parte del municipio del cantón Pastaza. (Stalin Salazar) Cabe recalcar que en la cuidad del puyo hay muchas precipitaciones, el cual por ende da como resultado un “bosque de ribera”, que este tipo de bosque está adaptado a las inundaciones eventualmente tumbando o arrancando la vegetación presente en dicho lugar , por eso existe una pérdida de suelo. (Josselyn Aguinda) En conclusión se entiende que el suelo ha tenido varios cambios la cual ha tenido una perturbación en el cual la infiltración se da una manera rápida y en el que se presenta desbordamientos del río por ende va a existir daños y perturbación del suelo .(Jennifer Freire) En base al análisis hidrológico se determinó valor de erosionabilidad del suelo que fue de 0,028 mismo que ha sido determinado de acuerdo a la textura del suelo como es franco arcilloso y el porcentaje de contenido de materia orgánica 4,83% presente en el área de estudio. Además la erosión potencial de este suelo es considerado de nula a ligera, debido a que la perdida de suelo fue de 1,04 que se halla dentro del rango de 030t.ha/año. (Blanca Ante). Mediante el estudio realizado en el dique del Pambay barrio el Chofer se puede decir que el suelo no ha sido intervenido por la actividad humana debido a la presencia de especies endémicas y además esto se debe a la ausencia de las especies: cecropia peltata (güarumo) y piptocoma discolor (Pigüe), que son un indicador del tipo de bosque presente. Con el valor de pérdida de suelo de 1,04 se puede decir que tiene una erosión potencial nula a ligera, esto debido a que sus valores rodean de 0-30, esto tiene relación con la cercanía al río; lo que causa que el suelo este saturado de agua. (Erazo André). ANEXOS

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Fig. 1 Muestra superficial

Fig. 2 Infiltración del agua en la parte superficial del suelo

Fig. 3 Infiltración del agua en la parte profunda (1m) del suelo.

Fig. 4 Visualización de perfil de suelo (capa de humus)

Fig. 5Altura de la hojarasca

Fig. 6 Medida de altura (pendiente)

UNIVERSIDAD ESTATAL AMAZÓNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL CIENCIAS DE LA VIDA CUENCAS HIDRGRAFICAS Bibliografía Autoapredizaje. (s.f.). geogra. Obtenido de geogra: http://www.geogra.uah.es/gisweb/1modulosespanyol/AnalisisTerreno/DEMMod ule/DEM_T_Sl.htm Bizzarri, E. (s.f.). TERRA NUEVA . Obtenido de TERRA NUEVA : https://www.redalyc.org/pdf/721/72102406.pdf Estilita Ruiz, M. M. (2005). Hidrología Aplicada: Infiltración y humedad del suelo. FAO. (s.f.). Propiedades Físicas del Suelo. Obtenido de Propiedades Físicas del Suelo: http://www.fao.org/soils-portal/soil-survey/propiedades-del-suelo/propiedadesfisicas/es/ Marcano, J. E. (s.f.). Ciencias de la Tierra. Obtenido de Ciencias de la Tierra: https://jmarcano.com/planeta/hidrologia.html News, A. (28 de Mayo de 2018). GRUPO SACSA. Obtenido de GRUPO SACSA: http://www.gruposacsa.com.mx/humedad-del-suelo-se-comporta-importancia/ Portalfruticola.com. (4 de Septiembre de 2017). Portalfruticola.com. Obtenido de Portalfruticola.com: https://www.portalfruticola.com/noticias/2017/09/04/infiltracion-del-agua-en-elsuelo-importancia-y-metodos-para-medirla/ Raffino, M. E. (11 de Octubre de 2019). Concepto.de. Obtenido de Concepto.de: https://concepto.de/suelo/ Sangüesa, D. I. (s.f.). SOCIEDAD ESTÁNDARES DE INGENIERÍA PARA AGUAS Y SUELOS LTDA. Obtenido de SOCIEDAD ESTÁNDARES DE INGENIERÍA PARA AGUAS Y SUELOS LTDA.: http://www.uach.cl/externos/epicforce/pdf/guias%20y%20manuales/eias/manual es/c_modulo_curva_infiltracion.pdf SciELO . (Noviembre de 2011). Propiedades hidrológicas del suelo . Obtenido de https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S071792002011000100002