Propiedades hidrológicas del suelo en una microcuenca de Filo del Tallo, Darién

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Manuel Isaac Pérez
Manuel Arcia

Publicado: Jan 19, 2024

Resumen

Panamá es un país con abundantes precipitaciones, sin embargo, los efectos del cambio climático como una sequía prolongada en el año 2023, causó problemas con el suministro de agua para consumo humano y otras actividades como la operación del Canal de Panamá. La Cuenca del Canal de Panamá es monitoreada continuamente y allí se han realizado numerosos estudios. No obstante, son pocos los estudios en otras cuencas. El objetivo de este estudio es determinar las propiedades hidrológicas del suelo en una microcuenca de Darién. Los ensayos se realizaron según la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales y con un método reconocido en la literatura tanto para la densidad aparente y la humedad. Por otro lado, se determinó la conductividad hidráulica no saturada mediante un infiltrómetro Mini Disk con una succión de 2 cm. Los resultados reportaron cuatro texturas: franco, franco arenoso, arenoso franco y franco limoso. Además, a lo largo de la microcuenca los suelos de textura fina mostraron un dominio de limo y los cerros de Filo del Tallo exhibieron más material grueso que el área plana de pastoreo. La densidad aparente mínima se encontró en el bosque con 0.77 Mg/m³ y el área de pastoreo reportó valores inferiores a 1.3 Mg/m³. La gravedad específica se encontró entre 2.41 y 2.60, mientras que la humedad en un punto del bosque fue del 30.9% incluso después de dos meses de precipitaciones muy limitadas. Finalmente, la mayor conductividad hidráulica no saturada se encontró en un cerro, con un valor de 8.89 mm/h.

Palabras clave

Conductividad hidráulica, Darién, hidrología, suelo

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Cómo citar
Pérez, M., & Arcia, M. (2024). Propiedades hidrológicas del suelo en una microcuenca de Filo del Tallo, Darién. I+D Tecnológico, 20(1), 61-72. https://doi.org/10.33412/idt.v20.1.3881

Citas

[1]
ACP, "Más allá de la escasez: Cómo el Canal administra el desafío del agua" 2023. [Online]. Available: https://pancanal.com/como-el-canal-administra-el-desafio-del-agua/. [Accessed Oct. 19, 2023]
[2]
PNUD, "Cartilla para las Juntas Administradoras de Acueductos Rurales" 2015. [Online]. Available: https://ppdpanama.org/index.php?format=&option=com_dropfiles&task=frontfile.download&catid=18&id=142&Itemid=1000000000000 [Accessed Oct. 28, 2023]
[3]
E. Carol, M. del Pilar Alvarez, I. Candanedo, S. Saavedra, M. Arcia, A. Franco "Surface water–groundwater interactions in the Matusagaratí wetland, Panama", Wetlands Ecology and Management, 28, 971–982, Nov. 2020. https://doi.org/10.1007/s11273-020-09762-9
[4]
Carol, E., Pilar Alvarez, L. Santucci, I. Candanedo, M. Arcia."Origin and dynamics of surface water - groundwater flows that sustain the Matusagaratí Wetland, Panamá". Aquat Sci, Vol. 84, Dec. 2022. https://doi.org/10.1007/s00027-021-00847-y
[5]
R. Chorley. "Water, Earth, and Man a Synthesis of Hydrology, Geomorphology, and Socio-Economic Geography", Routledge, Nov. 2021. ISBN 9780367771959
[6]
A. Sharma, D.S. Bagri " Comparison and Validation of Elevation Data at Selected Ground Control Points and Terrain Derivatives Derived from Different Digital Elevation Models" Remote Sens Earth Syst Sci, Vol. 6, pp. 38–59, 2023. https://doi.org/10.1007/s41976-023-00081-0
[7]
L. Silveira, M. Crisci, J. Alonso, L. Martínez, S. Symon, Ch. Chreties "Comparación de balance hídrico en dos microcuencas (pasturas-plantación eucaliptus) del Uruguay". Congreso Latinoamericano de Hidráulica 24th, Punta del Este, Uruguay, 2010.
[8]
F. Gómez, M. Tarabini, C. Buduba, A. Von Müller, L. La Manna"Balance hídrico en plantaciones de Pinus radiata en el NO de la Patagonia argentina" Ecología austral, Vol. 29, no.2, pp. 261-271, 2019.
[9]
D. Karunanidhi, B. Anand, T. Subramani, K. Srinivasamoorthy "Rainfall-surface runoff estimation for the Lower Bhavani basin in south India using SCS-CN model and geospatial techniques" Environ Earth Sci, Vol. 79, Jan. 2020. https://doi.org/10.1007/s12665-020-09079-z
[10]
P. Garcia Ramirez, L. C. Alatorre Cejudo, y L. C. Bravo Peña "Modelos de escorrentía superficial en la última década. Una revisión bibliográfica", Ciencia Latina, vol. 7, no. 1, pp. 7726-7750, Mar. 2023. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v7i1.5001
[11]
J. O. Noel Amaya, J. Fábrega Duque, y M. G. Casstrellón "Identificación de áreas de recarga a través de un modelo hidrológico en la región del Arco Seco de Panamá", apanac, pp. 251-256, Jun. 2021. https://doi.org/10.33412/apanac.2021.3193
[12]
B. Pearson,R. Beeson, A. Shober, C. Reinhart-Adams, G. Knox, y M. Olexa "Influence of soil, precipitation, and antecedent moisture on stormwater runoff and leachate from runoff boxes containing simulated urban landscape soils" Florida Scientist, Vol.77, no.3, pp. 109-125, 2014.
[13]
N. Aparimita, G.Biplab y P. Sreeja "Estimating soil hydraulic properties using mini disk infiltrometer" ISH Journal of Hydraulic Engineering, Vol.25, no.1, pp. 62-70, Jun. 2019. DOI: 10.1080/09715010.2018.1471363
[14]
G. Kargas, K. Dimitrios and L. Paraskevi "Evaluation of Soil Hydraulic Parameters Calculation Methods Using a Tension Infiltrometer" Soil Systems, Vol. 6, no. 3, Jul. 2022. https://doi.org/10.3390/soilsystems6030063
[15]
M. Pfeiffer, A.r Morgan, A. Heimsath, T. Jordan, A. Howard, R. Amundson "Century scale rainfall in the absolute Atacama Desert: Landscape response and implications for past and future rainfall", Quaternary Science Reviews, Vol. 254, Feb. 2021. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2021.106797
[16]
U. Jiménez "Funciones de R para graficar, clasificar y explorar los datos de textura del suelo" 2019 [Online]. Available: https://ridda2.utp.ac.pa/bitstream/handle/123456789/9429/manual-R-funciones-graficar-clasificar-suelo.pdf?sequence=1&isAllowed=y [Accessed Jan. 12, 2020]
[17]
J. Moreno and J. Alonso, "Evaluation of the USDA soil texture triangle through Atterberg limits and an alternative classification system", Applied Clay Science, Vol. 229, Aug. 2022. https://doi.org/10.1016/j.clay.2022.106689
[18]
K. Márquez, C. Carranza, J. Fábrega, M. Muñoz, and J. Leiva "Caracterización de la textura de suelo en la subcuenca del río Zaratí para la evaluación del sistema de agua subterránea", XVIII Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología, Panamá, Panamá, 2021. https://doi.org/10.33412/apanac.2021.3203
[19]
M. Pérez, M. Flores, Á. Martínez and M. Chávez "Impact of Extensive Grazing on Supporting and Regulating Ecosystem Services of Mountain Soils" Mountain Research and Development, Vol. 38, no.2, pp. 125-134, May 2018. http://dx.doi.org/10.1659/MRD-JOURNAL-D-17-00103
[20]
C. Sandoval García, I. Cantú Silva, H. González Rodríguez, M. I. Yánez Díaz, J. G. Marmolejo Monsiváis, y M. V. Gómez Meza, "Efecto de diferentes usos del suelo en las propiedades físicas e hidrológicas de un Luvisol en Oaxaca", RMCF, Vol. 12, no. 68, pp. 151–177, Nov. 2021. https://doi.org/10.29298/rmcf.v12i68.982
[21]
J. Villegas "Diseño de explotación de la cantera San Juan, ubicada en sector de achotillo, provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas". Tesis de licenciatura. Universidad Central del Ecuador, Quito, Ecuador, 2020.
[22]
A. Kaleem and N. Ahmad "Characterization and Standardization of Sand for Laboratory Testing in Pakistan" 2nd Conference on Sustainability in Civil Engineering (CSCE’20), Islamabad, Pakistan, 2020. https://csce.cust.edu.pk/archive/20-610.pdf
[23]
D. Acosta, A. Camarena, A. Chang, A. Díaz, E. Fuller, C. González and A. Tejedor De León "Uso de software para el procesamiento de imágenes digitales para la definición de cuencas hidrográficas" Revista De Iniciación Científica, Vol. 2, no.1, pp. 12-18, Sep. 2016.
[24]
ASTM, "Standard Test Methods for Particle-Size Distribution (Gradation) of Soils Using Sieve Analysis" 2009 [Online]. Available: DOI: 10.1520/D6913-04R09E01 [Accessed Nov. 28, 2022]
[25]
ASTM "Standard Test Method for Particle-Size Distribution (Gradation) of Fine-Grained Soils Using the Sedimentation
(Hydrometer) Analysis" 2017 [Online]. Available:DOI:
10.1520/D7928-21E01 [Accessed Oct. 20, 2023]
[26]
Soil Science Division Staff "Soil survey manual USDA Handbook 18". Government Printing Office, Washington, D.C., 2017.
[27]
D. Ortiz "Fundamentos y procedimientos para análisis físico morfolígicos de suelos"Ediciones UTMACH, 2016. ISBN: 978-9942-24-082-8
[28]
R. Aguilar and A. Ortega "Análisis de la dinámica del agua en la zona no saturada en un suelo sujeto a prácticas de conservación: implicaciones en la gestión de acuíferos y adaptación al cambio climático" Revista mexicana de ciencias geológicas, Vol. 34, no.2, pp. 91-104, 2017.
[29]
N. McKenzie, D. Jacquier, R. Isbell, K. Brown "Australian Soils and Landscapes An Illustrated Compendium" CSIRO Publishing, Melbourne, Australia, 2004.
[30]
ASTM "Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometerddd D854-14" 2016 [Online]. Available: DOI: 10.1520/D0854-14 [Accessed Oct. 8, 2023]
[31]
P.Whittington , A. Koiter, D. Watts, A. Brewer and V. Golubev "Bulk density, particle density, and porosity of two species of Sphagnum: Variability in measurement techniques and spatial distribution" Soil Science Society of America Journal, Vol. 85, no.6, pp. 2220-2233, Sep. 2021. https://doi.org/10.1002/saj2.20327
[32]
M. Muhammad and S. Almushfi "Dielectric Analysis Model for Measurement of Soil Moisture Water Content Using Electrical Capacitance Volume Tomography" Modern Applications of Electrostatics and Dielectrics, IntechOpen, Oct. 2019. DOI: 10.5772/intechopen.89057
[33]
D. Soto, J. María, R. Gutiérrez, A. Delia, P. García, and A. Sandoval "Sistema de Notación Munsell y CIELab como herramienta para evaluación de color en suelos" Revista mexicana de ciencias agrícolas, Vol. 3, no.1, pp. 141-155, 2012.
[34]
Meter Group "Mini Disk manual" 2018 [Online]. Available: https://publications.metergroup.com/Manuals/20421_Mini_Disk_Manual_Web.pdf [Accessed Dec. 29, 2019]
[35]
R. Zhang "Determination of Soil Sorptivity and Hydraulic Conductivity from the Disk Infiltrometer" Soil Science Society of America Journal, Vol. 61, pp.1024-1030, 1997. https://doi.org/10.2136/sssaj1997.03615995006100040005x
[36]
R. Carsel and P. Rudolph "Developing joint probability distributions of soil water retention characteristics". Water Resource Research, Vol. 24, no.5, pp. 755–769, 1988.
[37]
B. Pearson, R. Beeson, A. Shober, C. Reinhart-Adams, G. Knox and M. Olexa "Influence of soil, precipitation, and antecedent moisture on stormwater runoff and leachate from runoff boxes containing simulated urban landscape soils". Florida Scientist, Vol. 77, no. 3, 109-125, 2014.
[38]
K. Márquez y C. Carranza "Determinación de la variación espacial de las tasas de infiltración en los suelos de la subcuenca del río Zaratí" Tesis de licenciatura, Universidad Tecnológica de Panamá, Panamá, Panamá, 2021.
[39]
M. Braja "Fundamentos de ingeniería geotécnica" Cengage Learning Editores, 2013. ISBN: 978-607-519-373-1
[40]
C. Balmaseda, D. López, A. Hernández, F. Morell, I. La Rosita "Características y distribución de los suelos" Cultivos Tropicales, Vol. 31, no.1, pp. 41-47, 2010.
[41]
M.G. Castrellón, M. Muñoz, G. Guerra-Chanis, J. Leiva, L. Foglia, J. Fábrega "Las aguas subterráneas en el Arco Seco de
Panamá: Un tesoro por explorar", apanac, pp. 113
-119, Jun. 2021. https://doi.org/10.33412/apanac.2021.3180
[42]
Consejo Nacional del Agua "Plan Nacional de Seguridad Hídrica 2015-2050: Agua para Todos" República de Panamá, 2016. ISBN: 978-9962-5581-0-1
[43]
F. A. Nuñez Ravelo "Geomorfología y sedimentología del sistema de cárcavas en el borde costero al suroeste del Castillo de Araya, Estado Sucre, Venezuela», Investigaciones Geográficas", no. 92, Mar. 2017. https://doi.org/10.14350/rig.53428
[44]
M. Quiñonez y M. Patricia"Evaluación de riesgos por erosión hídrica en el suelo de la microcuenca de la quebrada Quitumbe", Tesis de maestría. Universidad Técnica del Norte, Imbabura, Ecuador, 2022.
[45]
K. Brown and A. Wherrett "Bulk Density. Department of Agriculture and Food, Australian Goverment" 2005. [Online]. Available: http://soilquality.org.au/factsheets/bulk-density-measurement. [Accessed Nov. 4, 2019]
[46]
J. Flores, C. Valero, P. Osuna, B. Corral, K. Shukla, E. Salazar "Textura del suelo y tipo de agua de riego en la disponibilidad de fósforo de estiércol bovino" Terra Latinoamericana, Vol. 31, no.3, pp. 211-220, Sep. 2013.
[47]
G. Hossne and J. Américo "La densidad aparente y sus implicaciones agrícolas en el proceso expansión/contracción del suelo". Terra Latinoamericana, Vol. 26 no. 3, pp.195-202, Sep. 2008
[48]
K. Smith and Ch. Mullins (ed) "Soil and Environmental Analysis" Marcel Dekker Inc., 2001. ISBN 0-8247-0414-2
[49]
V. Klipa, D. Zumr, M. Snehota, M. Dohnal "Temporal changes of topsoil hydraulic conductivity studied by multiple-point tension disk infiltrometer". European Geosciences Union General Assembly Conference Abstracts, Vienna, Austria, 2015.
[50]
J. Hopmans and E. Dennis "Introductory soil physics, Chapter 4 - Water Flow in Unsaturated Soils" University of California, Davis, Lecture, 2000 [Online]. Available: https://lawr.ucdavis.edu/classes/ssc107/SSC107Syllabus/chapter4-00.pdf [Accessed Dec. 18, 2021]
[51]
A. González, G. Rodríguez, J. Fábrega "Impacto de la cobertura boscosa y uso de suelo sobre la textura y conductividad hidráulica del suelo en la subcuenca del río Estibaná" apanac, pp. 257-262, 2021. https://doi.org/10.33412/apanac.2021.3194
[52]
A. Ghosh, S. Pekkat "A critical evaluation of the variability induced by different mathematical equations on hydraulic conductivity determination using disc infiltrometer" Acta Geophys. Vol. 67, pp. 863–877, Mar. 2019 https://doi.org/10.1007/s11600-019-00266-6
[53]
R. Enriquez y O. Orozco "Conductividad hidráulica en diferentes suelos del Municipio de San José de los Remates, Boaco 2009" Tesis de licenciatura, Universidad Nacional Agraria, Managua, Nicaragua, 2011.
[54]
M. Fatehnia,K.Tawfiq, T. Abichou "Comparison of the Methods of Hydraulic Conductivity Estimation from Mini Disk Infiltrometer" .The Electronic Journal of Geotechnical Engineering, Vol. 19, pp. 1047-1063, 2014.
[55]
J. Cerrud "Determinación de la conductividad hidráulica en una ladera de monitoreo en Cerro Pelao- Gamboa, mediante el uso de infiltrómetro de minidisco" Tesis de licenciatura, Universidad Tecnológica de Panamá, Panamá, Panamá, 2012.
[56]
Y. Serra, A. Santamaria "Caracterización espacio temporal y balance hídrico de la ciénega de Las Macanas" Tesis de licenciatura, Universidad Tecnológica de Panamá, Panamá, Panamá, 2022.
[57]
E. González‐Sosa, I. Braud, J. Dehotin, L. Lassabatère, R. Angulo‐Jaramillo, M. Lagouy, F. Branger, C. Jacqueminet , S. Kermadi and K. Michel "Impact of land use on the hydraulic properties of the topsoil in a small French catchment" Hydrologycal Processes, Vol. 24, pp. 2382-239, Jul. 2010. https://doi.org/10.1002/hyp.7640
[58]
B. Needelman, W. Gburek, W. Gary, N. Andrew, JA. Peter "Surface Runoff along Two Agricultural Hillslopes with Contrasting Soils" Soil Science Society of America Journal, Vol. 68, no.3, pp. 914-923, 2004
[59]
L. Hernández and J. Salamanca "Análisis multitemporal del cambio de cobertura vegetal y su influencia en la generación de caudales pico de la cuenca del Río Sardinata, del departamento de Norte de Santander - Colombia" Tesis de maestría, Universidad Católica de Colombia, Bogotá, Colombia, 2019.
[60]
J. Jobbágy, K. Krištof, M. Angelovič, J. Zsembeli "Evaluation of Soil Infiltration Variability in Compacted and Uncompacted Soil Using Two Devices" Water, Vol. 15, no. 10, 1918, May. 2023. https://doi.org/10.3390/w15101918