Curso Internacional “Hidrología y Monitoreo Hidrológico en Ecosistemas Andinos” 10-14 de junio de 2013. Piura, Perú. Presentación de Clara Eugenia Roa Candidata PhD, Universidad de Columbia Británica-Canadá 10 de junio de 2013

1. Curvas de duración de flujo en dos
pequeñas cuencas de los Andes
Colombianos
Clara Eugenia Roa
Candidata PhD
Universidad de Columbia Británica-Canadá
10 de junio de 2013
iMHEA-P

2. Contenido
• Proyecto marco
• Tesis de investigación en suelos
• Caso de estudio: Barbas y
Sonora

3. Proyecto marco
«Adaptación al cambio climático en la Colombia
rural: el papel de la gobernanza de agua»
Objetivo general:

4. Sitios de estudio
Sitios de estudio

5. Ejemplos indicadores

6. Planta cerrada

7. Continuidad en el servicio

8. Precipitación
mm/año
Golon-
drinas
1365,1
Mundo
Nuevo
1722,8
mm/año Faltantes
Tribunas 2592,8 julio y agosto
Acuasur 2254,3 ene, feb, jul
Asocascajal 844,4 ene a may
La Sirena 1151,2 abr, nov y dic

9. Investigación en suelos
Determinar en dos micro-cuencas de los Andes colombianos, los
impactos de:
1. Las propiedades del suelo de los Andisoles e Inceptisoles sobre su
retención de agua
2. El uso del suelo (bosque natural y pastos) sobre la retención de
agua
3. El tipo de suelo (Andisol and Inceptisol) y el uso del suelo (bosque
natural y pastos) sobre el rendimiento hídrico
4. Diseminar los resultados entre acueductos comunitarios, actores
gubernamentales, y comunidades académicas y de investigación
Influencia del suelo en la retención del
agua y el rendimiento hídrico en los
Andes colombianos

11. Sitios de estudio
Cordillera / Tipo
de suelo
Acueducto
Micro-
cuenca
Elevación
de la
bocatoma
(m.s.n.m)
Elevación
máxima de
la micro-
cuenca
(m.s.n.m)
Area
(ha)
%
Potreros
%
Bosque
% Cultivos
o bosques
plantados
Occidental/
Inceptisol
Golondrinas Chocho 1768 2111 148,8 42% 51% 8%
Central/
Andisol
Tribunas Sonora 2088 2331 203,5 33% 48% 19%

12. Metodos
Objectivos Metodos
1 y 2 Análisis de las propiedades del suelo que
tienen relación con la retención del agua
3 y 4 Modelación con Soil Water Assessment Tool
(SWAT). Validación con datos de caudales
medidos. Evaluación de escenarios y análisis
de sensibilidad.
5 Participación de socios en la recolección y
análisis de datos, talleres, página web
(blogs.ubc.ca/ceroa), presentación en
conferencias, artículos

13. Objetivos 1 y 2:
Diseño de muestreo para cada micro-cuenca
Sitios de muestreo:
12 sitios potrero
6 en zonas planas (0-5°)
6 en zonas pendiente (5-50°)
6 sitios de bosque
Muestreo a mínimodos
profundidades
Sitios de muestreo en
el Chocho

14. Muestreo en El Chocho
Muestreo en potrero
zona plana
Muestras horizontes A, B y C

15. Muestreo en Sonora
Ceniza volcánica
Zona alta de la cuenca
Muestras horizontes A, B y C

16. Rusultados:
Curvas de retención de agua
Humedad suelo vs tensión
Capacidad de
campo (FC)
Punto de
marchitez
permanente
(PWP)
Agua
disponible=
FC-PWP
33%
27%
4%
* Valores promedios para suelos típicos (Brady and Weil, 2002)
Agua
drenaje=
SAT-FC
15%
9%
4%

17. Curvas de retención de agua
Capacidad de
campo FC)
Punto de
marchitez
permanente
(PWP)
Sand

18. Resultados preliminares
Agua
disponible*
Suelo arcilloso: 33%
Suelo limoso: 27%
Suelo arenoso: 4%
Agua disponible (%V/V)
* Valores promedios para suelos
típicos (Brady and Weil, 2002)

19. Resultados preliminares
Agua de drenaje (%V/V)
Agua
drenaje*
Suelo arcilloso: 15%
Suelo limoso: 9%
Suelo arcilloso: 4%
* Averages values for typical soils
(Brady and Weil, 2002)

20. Conclusiones Objetivos 1 y 2
• Los andisoles tienen características únicas en relación
con su capacidad de retención de agua a pesar de su
textura arenosa: cantidad de alofanos (horizonte B) y
compuestos organo-metálicos (horizonte A), mayor
contenido de carbón orgánico, mayor porosidad, menor
densidad aparente
• Conversión de bosque a potrero disminuye la capacidad
de almacenamiento de agua en los Andisoles de 17.5%
a 15.1%
• Conversión de bosque a potrero disminuye la capacidad
de almacenamiento de agua en los Inceptisoles de
14.2% a 13.8%

21. Caso de estudio: Barbas y Sonora
Cordillera / Tipo
de suelo
Acueducto Cuenca Quebrada
Elevación de
la bocatoma
(m.s.n.m)
Elevación
máxima de la
micro-cuenca
(m.s.n.m)
Area (ha)
%
Potreros
%
Bosque
% Cultivos o
bosques
plantados
Barbas 198,88 19% 71% 10%
Sonora 204,59 32% 48,4% 19%
Central/ Andisol Tribunas Barbas 2088 2331
Hipótesis: El rendimiento hídrico en la cuenca de Sonora
(mayor % área en potreros y menor en bosque) es menor.

22. Resultados preliminares cuenca Barbas
Pluviómetro
Sensores de nivel

23. Caso de estudio: Barbas y Sonora
• 1 pluviómetro para las dos micro-cuencas, marca Hobo
Pro©
• 2 sensores de nivel, marca sensores de capacitancia
marca Odyssey® (Dataflow Systems, New Zeland) de 3
metros en Barbas y 2 metros en Sonora.
• Mediciones cada 30 minutos
• Mediciones de caudal con micromolinete OTT©-
Messtechnick GmbH & Co, modelo CMC 20.
• Las relaciones de nivel-caudal se desarrollaron usando
51 mediciones de caudal para cada una de las
quebradas.

24. Curvas de duración de flujo

25. Próximos pasos
• Modelación con SWAT
• Análisis de sensibilidad (topografía, vegetación,
propiedades del suelo)
• Escenarios climáticos

26. Gracias!

27. Resultados preliminares Objetivos 1 y 2
-
Horizonte (número muestras) A (n=14) B (n=14) C (n=4) A (n=6) B (n=6) C (n=2) Ash (n=3)
pH H2O 5,1 5,6 5,4 4,5 5,5 5,5 5,0
pH CaCl2 4,2 5,0 4,5 3,5 4,9 5,0 4,1
Arena (%) 64,5 68,4 51,3 67,9 68,4 66,1 31,5
Limo (%) 12,1 10,7 25,8 12,5 9,9 11,2 49,7
Arcilla (%) 23,4 20,9 22,9 19,6 21,7 22,8 18,7
Textura Franco limoso
Contenido carbón orgánico (%) 8,6 3,4 0,3 14,7 3,6 3,1 0,3
Sio (g/Kg) 5,7 19,4 6,3 4,4 18,6 17,6 -
Alo (g/Kg) 16,7 35,4 9,5 13,5 33,7 31,4 -
Feo (g/Kg) 3,3 3,4 1,1 2,6 3,2 4,8 -
Alo/Sio 3,2 1,9 1,7 3,2 1,9 1,7 -
Alofanos (g/kg) 70,7 132,9 37,7 58,2 125,8 117,7 -
Densidad aparente (kg/m3) 565,2 726,4 960,2 472,9 713,8 764,9 781,7
Porosidad (%) 73,7 67,1 59,3 78,5 70,5 78,7 68,7
AWS (% V/V) 15,1 12,8 11,7 17,5 12,9 16,3 10,0
SAT-FC (% V/V) 11,6 12,0 10,1 18,1 13,9 10,8 10,8
Franco areno arcilloso
Andisoles
Potrero Bosque
AWS = Capacidad de almacenamiento de agua en el suelo (FC-PWP)
SAT-FC = Agua de escorrentía

28. Resultados preliminares Objetivos 1 y 2
Horizonte (número muestras) A (n=12) B (n=11) C (n=3) A (n=6) B (n=6) C (n=3)
pH H2O 5,6 5,6 5,4 5,7 5,3 5,3
pH CaCl2 4,6 4,4 4,3 4,8 4,4 4,0
Arena (%) 52,5 28,4 19,7 59,2 46,3 40,5
Limo (%) 22,6 39,8 44,3 15,8 25,6 31,6
Arcilla (%) 24,9 31,8 36,0 25,0 28,1 27,9
Textura
Franco areno
arcilloso
Franco
arcilloso
Franco limo
arcilloso
Franco
arcilloso
Contenido carbón orgánico (%) 5,1 2,3 1,6 7,9 2,4 1,8
Sio (g/Kg) 1,7 1,2 1,3 1,5 2,2 1,1
Alo (g/Kg) 4,1 2,9 3,3 4,1 5,2 4,1
Feo (g/Kg) 7,8 4,2 3,3 5,2 4,9 3,7
Alo/Sio 2,5 2,5 3,2 2,9 2,8 3,6
Alofanos (g/kg) 16,4 11,1 14,7 17,9 21,9 19,3
Densidad aparente (kg/m3) 862,4 997,3 1017,6 700,5 944,3 885,7
Porosidad (%) 61,8 58,0 55,7 67,1 59,6 63,9
AWS (% V/V) 13,8 11,8 9,4 14,2 12,6 13,8
SAT-FC (% V/V) 13,1 10,4 10,5 15,7 11,3 13,1
Franco areno
arcilloso
Inceptisoles
Potrero Bosque
AWS = Capacidad de almacenamiento de agua en el suelo (FC-PWP)
SAT-FC = Agua de escorrentía