por Alejandra Sahagún hace 3 años
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Inducción colectiva
En lugar de tratar de mejorar los modelos, aboga por el uso de la inteligencia colectiva obtenida de años de experimentos de laboratorio y de campo para desarrollar un enfoque basado en la inducción colectiva en lugar de la deducción.
Inducción (referir): método de razonamiento que consiste en ir de lo particular a lo general. de los hechos a las generalizaciones.
Deducción (inferir): método de razonamiento que consiste en ir de lo general a lo particular, de las afirmaciones generales a las conclusiones particulares.
El equipo utilizado para las mediciones de erosión debe ser:
La mayoría de los equipos no están disponibles en el mercado comercial, sino que los investigadores los fabrican localmente. Esto implica poca estandarización. Además, la capacitación práctica en métodos y equipos se queda corta en los programas de educación formal.
Las mediciones deben tomarse con frecuencia durante una duración suficiente. La frecuencia es el número de veces que se toman mediciones durante la campaña de medición y la duración es el tiempo que se toman las mediciones.
Sesgo
Esto puede causar un sesgo en las mediciones, ya que:
Imagen de: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352009417302006
Las parcelas "voladoras" consisten en un conjunto de materiales portátiles de bajo costo para delinear y monitorear una serie de parcelas tipo Wischmeier.
Con estas solo se utilizan unas pocas mediciones para validar la tecnología de predicción.
Esta tecnología se utiliza para hacer predicciones en escalas de tiempo más largas. Las parcelas voladoras se pueden volver a instalar varias veces durante una temporada de lluvias, por ejemplo, para medir el efecto de diferentes coberturas. Este enfoque es contrario a una configuración de trama tradicional, diseñada para obtener una gran base de datos para regresión o predicción basada en índices; contiene una gran cantidad de parcelas y una larga duración de mediciones para cubrir una variación suficiente en la lluvia.
. Validation of the hillslope version of WEPP in La Encañada watershed, northern Peru
Para la mayoría de estas, los métodos estándar del suelo están disponibles.
Una técnica de medición consiste en el equipo que se utilizará y el procedimiento para ser seguido.
Una ventaja de realizar mediciones de erosión durante eventos de lluvia y viento naturales es que las características de los agentes erosivos (lluvia / agua / viento) son naturales.
Una desventaja es que los agentes erosivos naturales son impredecibles (ocurren de noche o muy raramente) y no están controlados.
Para la lluvia artificial (en laboratorio o campo) se necesita un simulador de lluvia que produce lluvia con la correcta: (1) intensidad de lluvia, (2) distribución del tamaño de la gota de lluvia , (3) energía de impacto de las gotas de lluvia, (4) variabilidad espacial sobre la parcela y (5) variabilidad temporal sobre la parcela.
Para el viento artificial (en laboratorio o campo) se necesita un túnel de viento para el cual se puedan encontrar con ciertos requisitos científicos y las especificaciones técnicas.
La erosión del suelo y la sedimentación también se pueden evaluar utilizando radio nucleidos como trazadores.
http://www.fao.org/publications/highlights-detail/es/c/1096424/
Imagen de:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S034181621630056X
Estudios de erosión natural
La escala de tiempo de interés suele ser mucho más larga que en los estudios de agronomía o ambientales.
Método del Cesio 137
La distribución global generalizada de este radio nucleido proviene de las pruebas nucleares de los años cincuenta y sesenta.
La técnica Cs137 se basa en la comparación de la actividad de descomposición de Cs137 en todo el perfil del suelo por unidad de superficie (expresada en Bq m-2) con la actividad de un espacio no perturbado.
Suprarregional
Suspensión
Para sedimentos suspendidos (<100 µm)
Gif de:
https://gfycat.com/incomparableecstaticboutu
Equipos activos
En sistemas activos, una bomba de vacío extrae un volumen conocido de aire en un intervalo de tiempo conocido en un dispositivo.
Tunel de viento
En sistemas activos, una bomba de vacío extrae un volumen conocido de aire en un intervalo de tiempo conocido en un dispositivo.
Imagen de:
Equipos pasivos
En el equipo pasivo, las partículas suspendidas se mueven
a través de un dispositivo con el viento natural.
Muestreador de polvo suspendido
Saltación
Sensores
Saltífono
Las tasas de erosión del viento se pueden detectar con sensores electrónicos como el saltifono.
Las partículas saltantes golpean un micrófono por el cual se detecta y almacena el impacto. Los impactos se discriminan del ruido y se cuentan y, mediante una calibración, se calcula el flujo (Spaan y Abeele, 1991). Para todos los receptores y sensores, su eficiencia de captura debe ser conocida a diferentes velocidades de vientos.
Imagen de:
http://www.vliz.be/en/multimedia/about-vliz?album=5065&pic=119593
Material saltado
En la erosión eólica, se debe medir el flujo (magnitud y dirección) a diferentes alturas.
Dado que el transporte medido no puede ser relacionado con el área de origen, las mediciones de un solo punto no son muy significativas. Se necesitan al menos 20 puntos con algún análisis geoestadístico para poder determinar si un área de tierra pierde tierra o gana tierra debido a la erosión eólica.
Receptores modifcados W&C
La erosión eólica se puede recolectar a varias alturas.
Para mediciones correctas, el receptor debe rotar con la dirección cambiante del viento y debe ser isocinético (es decir, no debe alterar el flujo del viento y, por lo tanto, la velocidad del viento; y la presión dentro y fuera del orificio debe ser la misma).
Imagen de:
Figure 1. Schematic overview of the (a) Modified Wilson and Cook (MWAC)
Puntual (1 m²)
Rodadura
Gif de:
https://gfycat.com/incomparableecstaticboutu
Botellas enterradas
Las botellas de PET usadas son ideales.
Dado su bajo costo, se pueden instalar muchas botellas.
Parcela (<100 m²)
Erosión en canalillos
La erosión de canalillo es el sedimento medido en el extremo inferior del canalillo menos la erosión entre canalillos, se deben tomar precauciones para medirlo correctamente.
Imagen de:
Figure 2.1. Examples of the main erosion processes: sheet, rill, gully and wind erosion.
Canalillos artificiales
Imagen de: Stroosnijder, L. (2005). Measurement of erosion: Is it possible? Catena, 64(2–3), 162–173. https://doi.org/10.1016/j.catena.2005.08.004
Parcelas de escurrimiento
Se recoge ya sea el flujo total con sedimento durante un período de tiempo limitado o solo se recoge una fracción conocida del flujo con sedimento. Para el último método existe una variedad de divisores.
Cuando se evalúan las prácticas de conservación que controlan la erosión entre surcos y en surcos, el ancho y la longitud normal de una parcela deben ser respectivamente de 3–25 m y 10–25 m, la cantidad de parcelas replicadas debe ser de al menos 3 (con el mismo tipo de suelo y pendiente inclinada).
Imagen
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169414006581
Campo (<1 ha)
Erosión del canal
Imagen de: http://funderburgfall2015eh3100.blogspot.com/2015/10/stream-erosion.html
Sección transversal del canal
Se miden las secciones transversales a intervalos espaciales, repitiendo esto después de un tiempo y comparando y determinando el volumen desaparecido.
Esto se puede hacer manualmente o utilizando técnicas de escaneo con rayos láser.
Microcuenca (<50 ha)
Los volúmenes de escorrentía y sedimento son demasiado grandes para ser recolectados (incluso después de la división).
Canales
La escorrentía de pequeñas cuencas hidrográficas a menudo se mide con canales
Los canales son dispositivos calibrados mediante los cuales, al medir la altura del agua, se puede calcular el volumen del agua que pasa. Si bien esta escorrentía con el sedimento disuelto pasa, se pueden tomar muestras y el contenido de sedimento de estas muestras se puede medir más adelante.
Imagen de: Stroosnijder, L. (2005). Measurement of erosion: Is it possible? Catena, 64(2–3), 162–173. https://doi.org/10.1016/j.catena.2005.08.004
Ladera (<500 m)
Clavos de erosión
Son ampliamente utilizados (incluso por los agricultores) y pueden implantarse en el suelo.
La eliminación del suelo o el depósito de sedimentos se pueden determinar midiendo frecuentemente la distancia desde la parte superior del clavo hasta la superficie.
Una disminución en la distancia corresponde a la sedimentación, mientras que un aumento significa erosión.
Imagen de
Erosión hídrica y eólica
Escala puntual (1 m²)
Erosión entre canalillos (salpicadura)
Precauciones:
La erosión entre canalillos es la combinación de desprendimiento por salpicadura, arrastre y transporte por escorrentía.
Después de 1–5 m de flujo laminar, el agua se concentra en canalillos debido a variaciones en la micro topografía. Esto puede causar desprendimiento por el flujo de agua.
Para evitar esto, el tamaño de las parcelas para medir la erosión entre surcos es limitado.
Imagen de:
https://slideplayer.com/slide/4172324/
Desprendimiento por salpicadura
Bote de salpicadura
Imagen de: Stroosnijder, L. (2005). Measurement of erosion: Is it possible? Catena, 64(2–3), 162–173. https://doi.org/10.1016/j.catena.2005.08.004
Embudo de salpicadura
Imagen de: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169809509002336
Viento artificial
Túnel de viento
Con ciertos requisitos científicos y especificaciones técnicas.
Lluvia artificial
Simulador de lluvia
Produce lluvia con la correcta: (1) intensidad de lluvia, (2) distribución del tamaño de la gota de lluvia , (3) energía de impacto de las gotas de lluvia, (4) variabilidad espacial sobre la parcela y (5) variabilidad temporal sobre la parcela.
Impredecibles
No están controlados
Desventajas
Ventajas
Agentes erosivos
lluvia / agua / viento
Los datos de teledetección (RS) de alta resolución (escala m), como las fotos aéreas, se utilizan principalmente para la escala de 2000–1000 ha, mientras que los datos de RS de baja resolución (escala de 15 m) se utilizan para áreas de >10,000 ha.
Datos para modelos de erosión
La mayoría de los estudios de teledetección abordan la medición de datos de entrada para modelos de erosión como el. RUSLE El uso de la tierra (cobertura) es un ejemplo.
Directas
Tipos
Efectos fuera del sitio
Otra categoría de aplicaciones directas se ocupa de los efectos fuera del sitio (aguas abajo), principalmente en la calidad del agua porque con RS se puede detectar la cantidad de sedimento disuelto
Interferometría SAR de paso repetido
Esto se ha aplicado con éxito en áreas semiáridas en caso de fenómenos a gran escala. Esta técnica aún necesita más investigación.
Relación erosión/reflexión
Una tercera aplicación utiliza una relación empírica entre erosión y reflexión.
Asume implícitamente una relación entre la cubierta vegetal y la erosión.
Imagen de:
Interpretación automática
Una segunda aplicación es similar a la primera, pero la identificación se realiza automáticamente con, por ejemplo, la técnica de máxima verosimilitud
Imagen de:
https://link.springer.com/article/10.1186/s40068-019-0149-x/figures/3
Interpretación visual
La primera es la interpretación visual de barrancos y de superficies erosionadas basadas en propiedades espectrales desviadas.
Imagen de: https://journals.openedition.org/geomorphologie/9362
El área de origen de los sedimentos no se conoce con facilidad y la dirección del viento puede variar.
Escalas viables
Tipos de erosión eólica
Imagen de: http://www.eschooltoday.com/landforms/the-process-of-wind-erosion.html
Se conoce la dirección del flujo y los límites de la fuente de sedimentos.
Rendimiento de sedimentos
La cantidad de sedimento erosionado y eliminado de las fuentes se conoce como la producción bruta de sedimento. Esto generalmente se mide en términos de peso de sedimento por unidad de área de drenaje por unidad de tiempo. Mientras que el rendimiento de sedimento (degradación específica) se refiere a la entrega real de partículas de suelo erosionadas a un determinado punto aguas abajo. Dado que las partículas erosionadas pueden depositarse antes de que lleguen al punto de interés aguas abajo, el rendimiento del sedimento será menor que la producción bruta de sedimentos. La relación entre rendimiento de sedimento y la producción neta de sedimentos se denomina relación de entrega de sedimento. En aplicaciones de ingeniería, la cantidad de sedimento erosionado en las fuentes no es tan importante como la cantidad de sedimento entregado a un punto aguas abajo, es decir, el rendimiento del sedimento. El rendimiento de sedimento puede calcularse multiplicando la producción bruta de sedimento por la relación de entrega de sedimento que varía en el rango de 0 a 1. El rendimiento de sedimento se expresa en términos de peso por unidad de tiempo después de cierto punto, por ejemplo, toneladas por año en el salida de captación.
Relación de suministro de sedimentos
Rendimiento de sedimento expresado en t ha-1 área de origen dividido entre la pérdida de suelo de la ladera (entresurcos + surcos) en t ha-1
Pérdida de suelo
La cantidad de sedimento erosionado y eliminado de las fuentes se conoce como la producción bruta de sedimento. Esto generalmente se mide en términos de peso de sedimento por unidad de área de drenaje por unidad de tiempo
Para ambos tipos de erosión: hídrica y eólica
Planificación de la conservación
Objetivos y escalas
Mediciones apropiadas
Se necesita definir técnicas adecuadas para medir la erosión a escalas variables. Si no, se desperdiciará mucho gasto, tiempo y equipo recolectando datos superfluos, o se dispondrá de información insuficiente para sacar conclusiones.
En vez de mediciones directas
Campos moderadamente erosionados
Otro tipo de degradación del suelo
>70% campos severamente erosionados
Erosión actual
Medidas estructurales y culturales
Subsidios
Uso eficiente de los recursos
Factores clave
Los modelos de erosión necesitan calibración y validación por medio de mediciones.
Mediciones solas, solo proveen evidencia empírica que es difícil de extrapolar en el espacio y tiempo.
Intervenciones lineales
Contornos
Síntomas
Medidas superficie
Desprendimiento del suelo
Causas de erosión
Controlar la erosión desde su origen.
Campo
Escalas apropiadas
Suelo y vegetación
Variables ambientales
Laboratorio
Variables dependientes
Equipo avanzado
Replicación de mediciones
Causas y efectos
Técnicas de medición
Precisas
Ecuación
Implica que una variable dependiente puede ser estimada a partir de valores de una o más variables independientes.
A nivel cuenca.
Dos tecnologías
Mediciones directas
Visión del estado de la erosión
Ese es el efecto que la erosión en el pasado tuvo en el paisaje.
Tasa de erosión
Tasa de erosión: los procesos de erosión en un periodo de tiempo.
Un barranco observado Se puede formar en los años anteriores, pero también puede ser estable durante más de 100 años.
Impacto de la erosión
En la productividad y el ambiente.
Poco precisas
Baratas y rápidas
Para que se puedan medir muchos puntos (por ejemplo, a lo largo de transectos)
Predicción de la erosión
