Alteración de los parámetros del modelo de Green y Ampt ante la ocurrencia de incendios en suelos de Córdoba (Argentina)

Juan Weber; Santiago Reyna

doi:10.35305/curiham.v25i0.112

Autores/as

Juan Weber Laboratorio de Hidráulica, Departamento de Ingeniería Civil, Facultad Regional Córdoba, Universidad Tecnológica Nacional. Córdoba, Córdoba, Argentina. E-mail para correspondencia: jweber@frc.utn.edu.ar
Santiago Reyna Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Universidad Nacional de Córdoba. Córdoba, Córdoba, Argentina.

DOI:

https://doi.org/10.35305/curiham.v25i0.112

Palabras clave:

Hidrología superficial, Simulador de lluvia, Incendios forestales, Modelo de Green y Ampt

Resumen

En la provincia de Córdoba (Argentina), por sus características climáticas, se desarrollan frecuentemente incendios forestales en correspondencia con la estación seca. Hasta el momento no se han reportado mediciones sistemáticas del impacto de estos incendios en el comportamiento hidrológico de sus cuencas. Mediante el uso de simulador de lluvia portátil, y quemas controladas a temperaturas y duraciones representativas, se ha llevado a cabo una campaña de medición del impacto del fuego sobre la capacidad de infiltración en los suelos de Córdoba. Para ello, se han realizado mediciones en condiciones pre y post-incendio del escurrimiento superficial ante una lluvia simulada de intensidad conocida. Los resultados experimentales muestran una reducción de la capacidad de infiltración promedio del 32 % al finalizar los ensayos a consecuencia de la acción del fuego. A partir de estos resultados, se calibraron los parámetros del modelo de infiltración de Green y Ampt, analizando su alteración producto del fuego. La conductividad hidráulica presenta significativas reducciones, mientras que la carga de succión matricial se incrementa considerablemente. Se considera que los resultados obtenidos permitirán realizar evaluaciones cuantitativas del impacto de los incendios forestales en el ciclo hidrológico de las cuencas de la región serrana de Córdoba.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Métricas

Cargando métricas ...

Citas

Baker, M. B. Jr. (1990). Hydrologic and water quality effects of fire. Proceedings of a Sympossium on Effects of Fire Management of Southwestern Natural Resources. Technical report, USDA Forest Service.

Balfour, V. N., Doerr, S. H., y Robichaud, P. R. (2014). The temporal evolution of wildfire ash and implications for post-fire infiltration. International Journal of Wildland Fire, 23(5), 733–745.

Bart, R. y Hope, A. (2010). Streamflow response to fire in large catchments of a mediterranean-climate region using paired-catchment experiments. Journal of Hydrology, 388, 370–378.

Bodí, M. B., Martin, D. A., Balfour, V. N., Santín, C., Doerr, S. H., Pereira, P., Cerdà, A., y Mataix-Solera, J. (2014). Wildland fire ash: production, composition and eco-hydro-geomorphic effects. Earth-Science Reviews, 130, 103–127.

Brakensiek, D. y Onstad, C. (1977). Parameter estimation of the Green and Ampt infiltration equation. Water Resources Research, 13(6), 1009–1012.

Candela, A., Aronica, G. y Santoro, M. (2005). Effects of forest fires on flood frequency curves in a mediterranean catchment. Hydrological Sciences Journal, 50(2), 193–206.

Carter, M. R. y Gregorich, E. G., eds. (2008). Soil Sampling and Methods of Analysis. Boca Raton, EEUU. CRC Press Taylor & Francis Group, second edition.

Chow, V. T., Maidment, R., y Mays, L. (1994). Hidrología Aplicada. Bogotá, Colombia. Mc Graw-Hill.

Consigli, R. E. (1999). El productor agropecuario y los incendios rurales. Sitio Argentino de Producción Animal. URL http://www.produccion-animal.com.ar/incendios_y_uso_del_fuego/14-productor_y_los_incendios_rurales.pdf.

DeBano, L. F. , Folliott, P. F., y Baker, M. B. Jr. (1996). Fire severity effects on water resource. Technical report, USDA Forest Service. Mountain Research Station.

Dennison, P. E., Charoensiri, K., Roberts, D. A., Peterson, S. H., y Green, R. O. (2006). Wildfire temperature and land cover modeling using hyperspectral data. Remote Sensing of Environment, 100(2), 212-222.

Doerr, S. H., Shakesby, R. A. (2006). Forest fire impacts on catchment hydrology: A critical review. Forest Ecology and Management, (234S):S161.

Doerr, S. H., Shakesby, R. A., Blake, W. H., Chafer, C. J., Humphreys, G. S., y Wallbrink, P. J. (2006). Effects of differing wildfire severities on soil wettability and implications for hydrological response. Journal of Hydrology, 319, 295–311.

Eaton, J. W.; Bateman, D. y Hauberg, S. (2007). GNU Octave: a high-level interactive language for numerical computations. Disponible en www.octave.org.

Green, W. H. y Ampt, G. (1911). Studies on soil physics. The Journal of Agricultural Science, 4(01), 1-24.

Jordán, A., Zavala, L. M., Granged, A. J., Gordillo-Rivero, Á. J., García-Moreno, J., Pereira, P., Bárcenas-Moreno, G., de Celis, R., Jiménez-Compán, E., y Alanís, N. (2016). Wettability of ash conditions splash erosion and runoff rates in the post-fire. Science of the Total Environment, 572, 1261-1268.

Kinner, D. A. y Moody, J. A. (2010). Spatial variability of steady-state infiltration into a two-layer soil system on burned hillslopes. Journal of Hydrology, 381, 322–332.

Lane, P. N. J., Sheridan, G. J., y Noske, P. J. (2006). Changes in sediment loads and discharge from small mountain catchments following wildfire in south eastern Australia. Journal of Hydrology, 331, 495– 510.

lovet, J. (2005). Degradación del suelo posterior al fuego en condiciones mediteráneas. Identificación de factores de riesgo. PhD thesis, Universitat d’Alacant-Dept d’Ecologia.

Loáiciga, H. A., Pedreros, D. y Roberts, D. (2001). Wildfire-streamflow interactions in a chaparral watershed. Advances in Environmental Research, 5, 295–305.

López Alonso, R., Pérez Gispert, A., y Batalla, R. J. (2004). Efectos de un incendio forestal sobre la respuesta hidrológica de la cuenca mediterránea de Arbúcies (cordilleras costeras catalanas, NE España). Investigación Agraria: Sistemas y Recursos Forestales, 12(2), 305–316.

Martin, C. y Lavabre, J. (1997). Estimation de la part du ruissellement sur les versants dans les crues du ruisseau du Rimbaud (massif des Maures, Var, France) après l’incendie de forêt d’août 1990. Hydrological Sciences Journal, 42(6), 893–907.

Mathews, J. H. y Fink, K. D. (2004). Numerical Methods using Matlab, 4th Ed., Pearson Prentice Hall.

Mayor, A. G., Bautista, S., Llovet, J. y Bellot, J. (2007). Post-fire hydrological and erosional responses of a mediterranean landscape: Seven years of catchment-scale dynamics. Catena,71, 68 – 75.

Moody, J. A., Kinner, D. A. y Úbeda, X. (2009). Linking hydraulic properties of fire-affected soils to infiltration and water repellency. Journal of Hydrology, 379, 291–303.

Moody, J. A., y Martin, D. A. (2001). Post-fire, rainfall intensity–peak discharge relations for three mountainous watersheds in the western USA. Hydrological Processes, 15, 2981– 2993.

Neary, D. G., Ryan, K. C. y DeBano, L. F. (2005). Wildland fire in ecosystems: effects of fire on soils and water. Technical report, Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountains.

Nelder, J. A. y Mead, R. (1965). A simplex method for function minimization. The Computer Journal, 7(4), 308–313.

Ravi, V. y Williams, J. R. (1998). Estimation of infiltration rate in the vadose zone: compilation of simple mathematical models . Volume I. Technical Report No. EPA/600/R-97/128a . United States Environmental Protection Agency , National Risk Management Research Laboratory , Ada, OK 74820.

Rawls, W., Brakensiek, D., y Saxtonn, K. (1982). Estimation of soil water properties. Transactions of the ASAE, 25(5), 1316–1320.

Robichaud, P. R. (2000). Fire effects on infiltration rates after prescribed fire in Northern Rocky Mountain forests, USA. Journal of Hydrology, (231–232), 220–229.

Sempere, D., Urbano, A., Lavabre, J. y Dolz, J. (1994). Consecuencias hidrológicas de los incendios forestales. Ingeniería del Agua, 1(4), 33–48.

Springer, E. P. y Cundy, T. W. (1987). Field-scale evaluation of infiltration parameters from soil texture for hydrologic analysis. Water Resources Research, 23(2), 325–334.

Stoof, C. R., Gevaert, A. I., Baver, C., Hassanpour, B., Morales, V. L., Zhang, W., Martin, D., Giri, S. K., y Steenhuis, T. S. (2016). Can pore-clogging by ash explain post-fire runoff? International Journal of Wildland Fire, 25(3), 294–305.

Tiedemann, A. R. (1978). Regional impact of fire. Proceedings of the conference “Fire and Ecosystems Properties”. Technical report, USDA Forest Service.

Tucci, C. E. M. (Ed.). (1993). Hidrologia: Ciência e Aplicação. Porto Alegre. Editora da Universidade, UFRGS.

Velleux M., England J., y Julien P. (2008). TRex: Spatially distributed model to assess watershed contaminant transport and fate. Science of the Total Environment, 404(1), 113–128,

Weber, J. F., Apestegui, L., Baldazar, E. (2011). Medición de la capacidad de infiltración in situ de suelos de la ciudad de Córdoba mediante un microsimulador de lluvia portátil. XXIII Congreso Nacional del Agua - CONAGUA 2011, Resistencia, Argentina. pp. 235-254.

Weber, J. F. y Reyna, S. M. (2016). Medición en laboratorio de la capacidad de infiltración en suelos mediante un simulador de lluvia. XXVII Congreso Latinoamericano de Hidráulica, Lima, Perú.

Weber, J. F. y Reyna, S. M. (2017). Mediciones preliminares en laboratorio del impacto del fuego en la capacidad de infiltración. V Simposio sobre Métodos Experimentales en Hidráulica - MEH17. Buenos Aires, Argentina.

Weber, J. F., Stehli, P. T. y Jorquera, E. (2013). Modelación matemática de los incendios en la zona serrana de la provincia de Córdoba. IV Congreso de Matemática Aplicada, Computacional e Industrial - MACI 2013, Buenos Aires, Argentina.