Antecedentes
La erosión de suelos constituye uno de los problemas ambientales más importantes que enfrenta el mundo hoy en día, se reconoce que la erosión hídrica es la causa más significativa de la degradación del suelo y de la generación de serios impactos ambientales, generando altas pérdidas en la producción agrícola, daños a la infraestructura, la calidad del agua y el bienestar de la población, llegando a amenazar la seguridad alimentaria y el desarrollo sustentable.
A partir de la formulación del Plan Director Global Binacional (PDGB) se determinó que en la cuenca del río Desaguadero, la erosión de tipo antrópico y geológico se presentan en similar extensión (47 % en ambos casos). Sin embargo, a nivel de clases de erosión, la predominancia radica en erosión moderada y severa de tipo geológico (44.5 %) sobre la antrópica (15.5 %), identificando como las principales causales para esta situación, la susceptibilidad de los suelos y rocas a la degradación, pero también a la menor densidad de población en este frágil ámbito. Estudios posteriores recomendaron efectuar un diagnóstico actualizado del estado de las cuencas aportantes al río Desaguadero, con la finalidad de mejorar la identificación de zonas críticas de erosión, para implementar programas de manejo integral de cuencas, que permitan la estabilización de laderas, reducir la erosión del suelo y en consecuencia reducir también el transporte de sólidos y el azolvamiento del río Desaguadero.
En este contexto, este estudio fue considerado en el Plan Operativo Anual (POA) de la ALT para la gestión 2018, en el componente No 1, gestión de recursos hídricos e hidrobiológicos, Sub Componente 1.3., mantenimiento del dragado del río desaguadero y Actividad 1.3.1., estudio integral para el control de erosión y arrastre de sedimentos en el río desaguadero y acciones piloto en zonas críticas.
La problemática a abordar con el estudio, corresponde a la relacionada con la producción de sedimentos en la parte alta de la cuenca del río Desaguadero (efluente natural del lago Titicaca), este fenómeno se manifiesta con la erosión en cárcavas, deslizamientos en ladera, y la degradación general del suelo en las cuencas que aportan al río en el tramo Aguallamaya – Nazacara, y la alta carga de sólidos en suspensión en el flujo de sus cauces principales y el río Desaguadero, fenómeno que ocasiona la deposición de grandes volúmenes en el fondo y bancos de este río, disminuyendo así su capacidad hidráulica, y generando problemas similares en todo el sector Sur del TDPS.
La ALT, entre sus trabajos rutinarios, realiza el mantenimiento del dragado del río Desaguadero en el tramo Aguallamaya – Nazacara, para evitar la deposición de material en las confluencias con los ríos que aportan a él; la zonificación de las áreas degradas y la propuesta de control de los sedimentos que se producen en estas cuencas permitirá implementar acciones complementarias a esta actividad, para evitar la colmatación del río Desaguadero, a través del control en la fuente de producción. Con este objeto, la ALT mediante las gestiones administrativas correspondientes, realiza la contratación de la empresa Engevix Engenharia e Projetos S.A. Sucursal Bolivia para la ejecución del estudio.
Objetivo
Identificar, caracterizar las causas y determinar las áreas en proceso de erosión, zonificación de zonas críticas para su manejo, estimación de los volúmenes (producción) de sedimentos, evaluación de la dinámica de transporte y deposición de los tributarios principales al río Desaguadero en el tramo Aguallamaya – Nazacara.
Área de Estudio
El área de estudio, geográficamente comprende el área de las cuencas de los ríos Llinki (río binacional), Khala y Tucsa Jahuira (intercuenca compuesta por ocho subcuencas que drenan hacia el río Desaguadero) y el río Jacha Jahuira, que forman la parte alta de la cuenca del río Desaguadero (Ver Figura No 1).
stas cuencas, aportan al flujo del río Desaguadero entre el tramo Aguallamaya – Nazacara, y representan el 21% del área total del sistema TDPS, su extensión geográfica se desarrolla en el ámbito territorial de los municipios de Caquiaviri, Comanche, Jesús de Machaca, San Andrés de Machaca, Santiago de Machaca y Nazacara de Pacajes, en territorio boliviano; en el caso de la cuenca del río Llinki, está también se desarrolla en parte del Distrito de Pisacoma en territorio peruano.
Hidrología, Erosión y Transporte de Sedimentos
En las cuencas en estudio, en cuanto a los parámetros de relieve, se ha encontrado que la longitud del cauce principal varía entre 8 y 72 Km, la pendiente media entre 1,5 y 4,8 por mil, la pendiente media de ladera entre 2% y 14%, características que corresponden a ríos de cabecera de cuenca, geomorfológicamente estables, donde la erosión y el transporte de sedimentos se presenta en épocas de avenidas, de forma limitada. La producción hídrica para las cuencas de estudio fue calculada a través del modelo Lutz Scholz y esta se presenta en la Tabla No 1, para el período 1981-2019, los resultados para la cuenca Jacha Jahuira muestran un régimen estacional de caudales, con los valores más altos en los meses de enero a marzo; en las cuencas Khala y Tucsa Jahuira N°01-N°08 se presentan caudales por debajo de 1 m3/s a lo largo de todo el año. En el caso de la cuenca Llinki, que es la de mayor extensión, los resultados muestran los más altos caudales en los meses de enero a marzo, siendo febrero el mes de máximo caudal (28.11 m3/s), siempre respecto al año promedio.
Para simular el proceso de precipitación-escorrentía y la producción de sedimentos, se ha utilizado el modelo TREX considerando los siguientes procesos físicos: erosión por salpicadura, laminar y en surcos, erosión fluvial (Agradación-degradación de cauces), transporte total de sedimentos, deposición y el cambio morfológico de cuencas. Se alimentó al modelo TREX con la siguiente información: uso y cobertura de suelos, tomada del Informe de Edafología, para representar los parámetros de rugosidad superficial e intercepción; asimismo, un mapa de regolita, tipo de suelo o geoformas, información tomada del Informe de Geología y Geomorfología, para representar la conductividad hidráulica saturada, presión de succión, granulometría, velocidad crítica de corte, velocidad de sedimentación, gravedad específica, erodabilidad, etc.
Considerando los caudales medios mensuales estimados y las curvas de gasto sólido (caudal líquido versus concentración total de sedimentos) se ha estimado la producción de sedimentos (m3) por cuencas cuyos resultados se observa en la Tabla No 2.
De la Tabla No 2, se puede observar que la magnitud media mensual de la producción de sedimentos por cuenca presenta una estrecha relación con la magnitud de los caudales, siendo los meses de máximas avenidas los de mayor aporte de sedimentos. A nivel anual, las cuencas que más aportan son Llinki (57 435 m3), Jacha Jahuira (6 682 m3) y Khala Tucsa Jahuira (2 258 m3).
Para la planificación del manejo de cuencas y control de la erosión, se ha generado una base de datos de caudales y producción de sedimentos asociados a diferentes periodos de retorno. En la Tabla No 3 se presenta la información respecto a producción de sedimentos en toneladas para cada una de las nueve (09) cuencas simuladas y para diferentes periodos de retorno.
De acuerdo al estimado de la erosión laminar potencial media interanual, calculado para el periodo 2001-2019, se ha encontrado que la mayor parte de las cuencas en estudio pertenecen a la clase Baja y Moderada.
Luego de realizado el estudio y análisis del problema de erosión y transporte de sedimentos en las cuencas de Jacha Jahuira, Khala y Tucsa Jahuira y Llinki, se colige lo siguiente:
La zona de estudio tiene un régimen climatológico estacional; las máximas precipitaciones ocurren en los meses de enero a marzo, teniendo un periodo de escasa precipitación en los meses de junio a agosto, y en cuanto al patrón espacial se aprecia que las mayores tasas de lluvia ocurren en el lado este (cuenca del río Jacha Jahuira), y las menores tasas en la zona oeste (cuenca del río Llinki), sin embargo, al tener mayor extensión esta última cuenca, genera caudales mayores.
Se ha encontrado que en el primer tercio superior (zona más elevada), la conectividad del sistema fluvial es alta, por consiguiente, es una de las fuentes principales de sedimentos (aluvio -coluviales y volcánicos), los cuales se depositan en la parte media-baja de la cuenca, así mismo existe una baja probabilidad que los sedimentos depositados en las zonas de baja pendiente se conecten con la red de drenaje y aporten significativamente a la producción de sedimentos de las cuencas. Los resultados sugieren que los principales modos de erosión corresponden al tipo laminar, surcos, cárcavas y fluvial (cauce y bancos).
Se ha estimado la erosión laminar media interanual para el periodo comprendido entre 2001-2019 mediante el modelo empírico de pérdida de suelos RUSLE. En general, se resalta que el gradiente topográfico es el factor que presenta mayor influencia en el proceso de erosión. Si se compara el patrón espacial de la producción de sedimentos con la distribución espacial de la pérdida de suelo media interanual de las cuencas en estudio, se concluye que las fuentes de sedimentos se encuentran localizadas en el primer tercio superior en cada una de las cuencas del estudio.
En el mapa de distribución espacial de la pérdida de suelo media interanual de las cuencas en estudio, que se presenta en las Figuras No 2 a No 4, se observa que la cuenca Llinki y Jacha Jahuira presentan mayor variabilidad espacial de resultados, es en la parte alta de estas cuencas en donde se alcanza módulos de erosión potencial de hasta 50 Tn1ha-1Año-1. Asimismo, se resalta que las zonas de valle y las demás cuencas presentan módulos menores a 5 Tn1ha-1Año-1. En la Tabla No 4 se presenta la extensión de la tasa potencial de pérdida de suelo media interanual para el periodo comprendido entre el año 2001-2019.
De acuerdo a la erosión laminar, calculada, mediante el RUSLE en las cuencas analizadas, se obtuvieron las siguientes pérdidas de suelo media interanual: Muy baja (< 5 Tn1ha-1Año-1), Baja (5–15 Tn1ha-1Año-1) y Moderada (15–30 Tn1ha-1Año-1. Sólo en Llinki ocurre adicionalmente erosión Fuerte (30–50 Tn1ha-1Año-1) y Muy fuerte (30–50 Tn1ha-1Año-1) y en la cuenca Jacha Jahuira adicionalmente se presenta áreas con erosión Fuerte (30 – 50 Tn1ha-1Año-1).
Mediante esta metodología no es posible discriminar la erosión fluvial en la red de drenaje, lo cual constituye una limitación del modelo RUSLE.
Identificación de Áreas Piloto para Intervenir
Las zonas prioritarias y áreas piloto a intervenir se determinaron a partir del mapa de degradación de la cobertura vegetal y del mapa de producción de sedimentos, el cual es resultado del modelamiento de producción de sedimentos en las cuencas de estudio. El detalle de las zonas prioritarias a intervenir se presenta en la Tabla No 5.
El área piloto en cada zona prioritaria se determinó en función a la producción de sedimentos, las áreas donde esta es más alta, deberán intervenirse con prioridad, estas áreas son 1,000 ha en la cuenca Llinki, 700 ha en la cuenca Jacha Jahuira y 600 ha en la cuenca Khala Tucsa Jahuira (microcuenca 06).
En las áreas piloto definidas, se plantean las medidas de intervención que consistirán básicamente en revegetación y obras civiles para la retención de sedimentos (torrenteras). Dentro del modelo TREX utilizado en la producción de sedimentos, esta mejora en la cobertura vegetal ha generado una reducción de 30% de la producción de sedimentos en la cuenca de Llinki, para el periodo de retorno de 2 años, lo cual se esperaría como condiciones medias de la cuenca, de igual manera en la microcuenca piloto en Jacha Jahuira, mejorando las condiciones de vegetación, se alcanza una reducción de 15%, finalmente en la microcuenca piloto en Khala Tucsa Jahuira se aprecia una reducción de 10%. En general se esperaría una reducción de hasta un 30% si se realiza el mejoramiento de la cobertura vegetal en la totalidad de las cuencas de estudio.
