RESTAURACIÓN DE LA BIODIVERSIDAD Y LOS SERVICIOS ECOSISTÉMICOS
RESTAURACIÓN ECOLÓGICA EN MINERÍA Manejo experto de la escorrentía y procesos eco-hidrológicos
¿Cuáles son los conceptos básicos en que se ha de fundamentar una restauración minera?
José Manuel Nicolau Ibarra Profesor de Ecología Universidad de Zaragoza
CANTERAS DE FRENTE ROCOSO
La práctica de la restauración presenta una casuística muy variada según:
a) el tipo de explotación b) las características del entorno c) el uso final de la restauración
CANTERAS DE FRENTE ROCOSO
CANTERAS DE FRENTE SOBRE MATERIALES BLANDOS
1
MINERÍA DE CONTORNO (EN LADERA)
MINERÍA DE TRANSFERENCIA Hueco final Auto-relleno Escombrera exterior
CANTERAS SUPERFICIALES
CANTERAS EN ENTORNOS TURÍSTICOS
CANTERAS EN PARQUES NATURALES
CANTERAS EN ZONAS PERIURBANAS
2
CANTERAS EN ZONAS PERIURBANAS
Pero en la mayoría de los casos las actuaciones básicas son:
Y OTROS TIPOS MÁS DE EXPLOTACIONES …
Para crear ecosistemas funcionales y sostenibles la restauración ha de integrar los tres compartimentos: relieve, suelo y vegetación (Whitford & Elkins, 1986)
MODELADO TOPOGRÁFICO + Plan Control Erosión y Sedimentación
CREACIÓN DE SUELO (Manejo de la tierra vegetal)
Diseño de formas de relieve estables que favorezcan la estabilidad de los recursos edáficos (Evans, 2000)
Suelo biológicamente funcional (Bradshaw, 1988) y estable (Whisenant, 2000) REVEGETACIÓN (+ hábitats para la fauna)
Comunidades vegetales productivas con un ciclo de nutrientes activo y auto-reemplazamiento de especies a lo largo del tiempo (Carpenter, 1998)
Restaurar es establecer ecosistemas funcionales que generen un flujo de servicios
Que funcionen los procesos ecológicos
Ecosistemas automantenibles e integrados con los del entorno, que nos proporcionan servicios
¿Y de qué depende en la práctica que la aplicación de este marco conceptual tenga éxito?
PRODUCCIÓN BIOLÓGICA DESCOMPOSICIÓN M. ORGÁNICA CICLADO NUTRIENTES INTERACCIONES BIOLÓGICAS
SUELO BIOLÓGICAMENTE FUNCIONAL (Bradshaw, 1978)
ESTABILIZAR LOS RECURSOS DEL SUELO (Whisenant, 2000)
El estudio de Moreno et al. (2009. Ecol. Engineering) nos puede dar las principales pistas
3
Principales trayectorias de evolución y factores de control de laderas restauradas de la minería del carbón a cielo abierto en Teruel, España
Edad: 14 años Nº spp: 0 Cubierta vegetal: 0%
Los sustratos con condiciones químicas o físicas extremas restringen drásticamente la colonización vegetal
La distancia a la fuente de propágulos controla la colonización vegetal en condiciones climáticas y edáficas no restrictivas Edad 12 años Cubierta 38.21% Nº spp: 17 Spp semb 71.42% Erosión: 3.10 tn/ha/año
Edad 19 años Cubierta 25.3% Nº spp 15 Erosión: 2.13 tn/ha/año
Especies sembradas – como Medicago sativa (alfalfa) - pueden inhibir el establecimiento de otras especies, retrasando la evolución de la comunidad
Edad 19 años Cubierta 34.54% Nº spp 25 Erosión < 2 tn/ha/año
Algunas perturbaciones –pastoreo, ataques fúngicos- pueden hacer progresar la sucesión
La escorrentía superficial (concentrada en regueros) también es condicionante
Edad 25 años Cubierta < 10% Nº spp 5 Spp semb 46.83% - 86.30% Erosión 35-70 tn/ha/año
Limita severamente la colonización vegetal
4
La escorrentía superficial (en flujo laminar) también es condicionante
La entrada de especies facilitadoras (islas de fertilidad) resulta determinante, cuando el suelo y la escorrentía no son limitantes Genista scorpius: Isla de fertilidad, especie clave
En intensidades medias de escorrentía se organiza un patrón de vegetación en manchas exportadoras e importadoras
Factores que condicionan la evolución de la restauración:
Las características del sustrato (acidez, texturas extremas)
La escorrentía – erosión superficial La estabilidad de los recursos del suelo (Whisenant, 2000)
La distancia de las fuentes de propágulos y los dispersores de semillas
El diseño de la revegetación (herbáceas competitivas, arbustos facilitadores…)
El régimen de perturbaciones (pastoreo, ataques de hongos)
En ausencia de limitaciones edáficas y/o erosivas:
El modelo de explotación-restauración tradicional en talud-cuneta-berma favorece la escorrentía descontrolada y la erosión, lo que reduce el éxito de las restauraciones a largo plazo
En intensidades bajas de escorrentía, ésta contribuye a la colonización vegetal
La acción erosiva de la escorrentía superficial tiene efectos: a) Sobre las zonas restauradas: limita el desarrollo del suelo y de la vegetación b) Sobre los cauces naturales aguas abajo: impacto hidrológico
Características de muchas restauraciones mineras (modelo talud-berma-cuneta) - Laderas de pendiente rectilínea - Topografías geométricas (terrazas escalonadas) - Estructuras rígidas (drenajes mediante cunetas …)
5
Principales debilidades e inconvenientes del modelo talud-cuneta-berma (1) - Formas inestables y vulnerables ante la erosión hídrica (sobre todo en ambientes mediterráneos) - Altos costes de mantenimiento (y de construcción)
Principales debilidades e inconvenientes del modelo talud-cuneta-berma (2) • Escasa capacidad de retención y suministro de agua a las plantas (la escorrentía se evacua, pero no se infiltra) • Dificultad para el desarrollo de suelos y vegetación • Baja diversidad biológica y ecológica • Baja integración y calidad visual • Posibilidades de uso posterior reducidas (agrarios, naturales)
Estabilidad geotécnica pero en muchos casos no hídrica ni ecológica
SÍNTESIS DE FALLOS Y FRACASOS EN MUCHAS RESTAURACIONES MINERAS Erosión hídrica superficial intensa. Limitaciones para el desarrollo del suelo y la vegetación. Impacto hidrológico
Limitaciones para el establecimiento de la vegetación a causa de la erosión hídrica, también en ambientes tropicales
FALLOS Y FRACASOS EN LAS RESTAURACIONES Limitaciones para el desarrollo del suelo y la vegetación por erosión hídrica superficial intensa. Impacto hidrológico.
Limitaciones para el establecimiento de la vegetación por erosión hídrica, también en ambientes tropicales.
Fotografía: Verónica de Lima Fotografía: Verónica de Lima
6
Limitaciones para el establecimiento de la vegetación por erosión hídrica, también en ambientes tropicales.
La generación de escorrentía se ve favorecida por sustratos impermeables
¡¡¡ Pedregosidad, pedregosidad, pedregosidad !!!
LA TOPOGRAFÍA EN “ESCOMBRERAS” TIENDE AL ACARCAVAMIENTO A LARGO PLAZO
La entrada de escorrentía por la cabecera de los taludes constituye un factor de inestabilidad
Mal funcionamiento / ruptura canales de guarda
Contribución escorrentía en cabeceras (bermas, plataformas, pistas, etc.) Aportes de escorrentía desde la cabecera (Porta et al., 1989; Evans, 1997; Hanckock de las laderas y Willgoose, 2004)
La generación de escorrentía se ve favorecida por “cejas” abruptas en la cabecera de los taludes
Erosión en regueros
LAS PISTAS Y CUNETAS SON FUENTES DE INESTABILIDAD DE LOS TALUDES
¡¡¡ Hay que estrechar las pistas !!!
7
LAS BERMAS TIENDEN A EROSIONARSE A LARGO PLAZO
El modelo talud-cuneta-berma produce impactos hidrológicos sobre los sistemas acuáticos naturales
EL MANEJO EXPERTO DE LA ESCORRENTÍA HA DE SER LA PIEDRA ANGULAR SOBRE LA QUE SE CONSTRUYAN LAS RESTAURACIONES MINERAS
LAS BERMAS TIENDEN A EROSIONARSE A LARGO PLAZO
El modelo talud-cuneta-berma produce impactos hidrológicos sobre los ecosistemas del entorno
EL MANEJO EXPERTO DE LA ESCORRENTÍA SE HA DE REALIZAR EN TODOS LOS PASOS DEL PROYECTO DE RESTAURACIÓN … √ Formas de relieve que minimicen las tasas de escorrentía y la transporten de forma controlada. √ Suelos con capacidad de infiltración y almacenamiento suficiente √ Comunidades vegetales que intercepten los flujos de agua superficial, favoreciendo la infiltración del agua a escala de ladera √ Red de drenaje de cauces naturalizados con humedales intercalados que regulen el flujo hídrico
… PERO ES EL DISEÑO GEOMORFOLÓGICO EL ELEMENTO CLAVE Al menos en los climas con precipitaciones energéticas
8
En el Área Experimental de El Moral (Utrillas, Teruel) se ha estudiado una secuencia de laderas restauradas que “sólo” se diferencian por el volumen de escorrentía que circula por ellas
¿Pero, cuáles son los efectos de la escorrentía superficial sobre el suelo y la vegetación?
Área Experimental de El Moral (Utrillas, Teruel) 2 4
3
5
Ladera 1
Ladera 3
EL VOLUMEN DE ESCORRENTÍA QUE CIRCULA POR LA LADERA DETERMINA TRES TIPOS DE COMUNIDADES VEGETALES
1
Ladera 2
Ladera 4
Ladera 5 Moreno-de las Heras, Nicolau, J.M., Merino-Martín, L. & Wilcox, B.P. 2010. Scale dependency of slope runoff and erosion along a gradient of degradation. Water Resources Research, 46 DOI: 10.1029/2009WR007875.
Los regueros afectan a la vegetación principalmente por que desecan la ladera e intensifican el déficit hídrico, no porque reduzcan la fertilidad del suelo
EN LAS LADERAS CON MÁS REGUEROS SE PIERDE MÁS AGUA DE LLUVIA COMO ESCORRENTÍA SUPERFICIAL: 20% vs 5% Coeficiente de escorrentía annual: Porcentaje de la lluvia que sale de la ladera Tasa de escorrentía anual (% de lluvia que escurre)
¿Cómo funcionan las laderas con redes de regueros?
25
20
15
10
5
0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
Tasa de erosión en regueros de 1989 a 2006 (t/ha/años)
9
EN LAS LADERAS CON MÁS REGUEROS HAY MENOS AGUA EN EL SUELO A DISPOSICIÓN DE LAS PLANTAS
LA RED DE REGUEROS TAMBIÉN DETERMINA LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA HUMEDAD EN EL SUELO
--
Interrill
Slope 5 Rill
MOISTURE
Rill Slope 4 Slope 3
Slope 1
Interrill Rill
Rill
+
Slope 2
Interrill
Los contenidos de humedad son más elevados en los regueros que en los inter-regueros
LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LAS PLANTAS ESTÁ CONDICIONADA POR LA DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA HUMEDAD EDÁFICA
LAS PLANTAS DE LAS LADERAS CON MÁS REGUEROS SUFREN UN MAYOR ESTRÉS HÍDRICO Medidas de potencial hídrico
SLOPE Slope 1 Slope 2 Slope 3 Slope 4 Slope 5
Spearman -0,330722 -0,324604 -0,073094 -0,100964 --------------
Central
p-level 0,000001 0,000028 0,271728 0,144814 -------------
Lateral
Interrill Rill
Rill
Al aumentar la densidad de regueros, los individuos de Medicago sativa son más abundantes en las proximidades de los regueros y desaparecen de los interregueros El estrés hídrico es menor en las proximidades de los regueros
¿Cómo afecta la reguerización al establecimiento de las plantas por semilla? September 03
October 03
May 04
July 04
El desarrollo de redes de regueros afecta a la dinámica de la vegetación La composición florística del banco de semillas es más pobre en los taludes con más regueros
Soil seed bank
Flowering
Seed production
La emergencia de semillas en otoño es menor en los taludes con más regueros La supervivencia de las plántulas es menor en los taludes con más regueros
Mortality in the field Aegilops ovata
La producción de semillas de la especie Aegylops ovata es menor en los taludes con más regueros
Emergence in the field Espigares, T., Moreno-de las Heras, M., Nicolau, J.M. 2011. Performance of vegetation in reclaimed slopes affected by soil erosion. Restoration Ecology. 19 (1): 35-44. .
10
LA EROSIÓN POR REGUEROS REDUCE LA DIVERSIDAD Y LA PRODUCCIÓN PRIMARIA
LA EROSIÓN POR REGUEROS TAMBIÉN AFECTA NEGATIVAMENTE A LOS PROCESOS EDÁFICOS
Respiración basal
Estabilidad de agregados
Rill erosion rate (1989-2006; T ha-1 year-1)
Rill erosion rate (1989-2006; T ha-1 year-1)
Actividad deshidrogenasa
Actividad fosfatasa
Actividad glucosidasa
Actividad ureasa
M. Moreno-de las Heras, T. Espigares, L. Merino-Martín and J.M. Nicolau. 2011. Water-related ecological impacts of rill erosion processes in Mediterranean-dry reclaimed slopes. Catena, 84: 114-124.
¿DÓNDE ESTÁ EL UMBRAL DE EROSIÓN EN REGUEROS A PARTIR DEL CUAL LA COLONIZACIÓN VEGETAL NO ES VIABLE (EN LAS CONDICIONES AMBIENTALES DE TERUEL)?
¿DÓNDE ESTÁ EL UMBRAL DE EROSIÓN EN REGUEROS A PARTIR DEL CUAL LA COLONIZACIÓN VEGETAL NO ES VIABLE (EN LAS CONDICIONES AMBIENTALES DE TERUEL)?
- La cobertura vegetal mínima para que los sistemas restaurados sin regueros progresen con éxito es de 13·2% (Vi threshold).
80
Tasa de erosión en regueros (t/ha/año)
Moreno de las Heras, 2009. Geoderma, 149: 249-252.
- Por encima de 5·0 kg m–2 es inevitable la evolución hacia un sistema de barranqueras (Ec threshold).
70 60
√ 8-17 t/ha/año
50 40
- El estado de equilibrio del sistema (no aumenta la erosión, no aumenta la cobertura) se alcanza con 50·0% de cobertura vegetal y una erosión en torno a 5·0 kg m–2.
30
√ 0,3-0,59 m/m2
20 10
- Todas las trayectorias de los ecosistemas por debajo de la separatriz les llevan al estado de equilibrio
0 1
2
3
4
Separatriz
5
- Todas las trayectorias por encima de la separatriz llevan a la degradación, a la formación de un sistema de barranqueras.
Aproximación observacional
Densidad de regueros (m/m2)
1 0,9 0,8
b1⋅Eh
0.7⋅1− dEa V E +E = k1 ⋅ l h a ⋅ s ⋅ max 0,1 − dt Vc
0,7 0,6 0,5 0,4
dB B = k 2 ⋅ e − c ⋅ Ea ⋅ B ⋅ 1 − dt Bmax ⋅ e − c ⋅ Ea
0,3 0,2 0,1
Ecuación para la erosión en regueros
Ecuación para la biomasa vegetal
Aproximación mediante modelización
0 1
2
3
4
5
¿DÓNDE ESTÁ EL UMBRAL DE COBERTURA VEGETAL HERBÁCEA PARA CONTROLAR LA EROSIÓN?
Moreno-de las Heras, M., Diaz-Siera, R, Nicolau, J.M., Zavala, M.A. 2011. Evaluating restoration of man-made slopes: a threshold approach balancing vegetation and rill erosion. Earth Surface Processes and Landforms, 36: 1367-1377
¿Cómo funcionan las laderas con escorrentía laminar intensa, sin redes de regueros continuas?
Moreno-de las Heras, M., Merino-Martín, L., Nicolau, J.M. 2009. Effect of vegetation cover on the hydrology of reclaimed mining soils under Mediterranean-Continental climate. Catena, 77: 39-47.
Una cobertura de vegetación herbácea entre el 30-50% permite controlar los procesos erosivos
Objetivo de la revegetación: 50% cobertura herbáceas
Se organiza un patrón de vegetación en manchas exportadoras (Santolina sp.) e importadoras (Lolium sp., Brachypodium sp.) de agua. La vegetación se adapta a la escorrentía
11
¿Y cuando no hay entradas externas de escorrentía y su flujo es reducido?
¿Cómo funcionan estas laderas con un sistema de vegetación en manchas, de claros y matas? En los ambientes mediterráneos secos la vegetación no alcanza un cubrimiento continuo sino que presenta un mosaico en manchas y claros, asociados a fuentes y sumideros de escorrentía
Genista scorpius: Isla de fertilidad, facilitadora, especie clave
La proporción de manchas y claros y el funcionamiento hídrico dependen de la pluviometría, según Lavee et al. (1998)
G. scorpius (aliaga) es capaz de colonizar, y establece un patrón de manchas exportadoras e importadoras que va cerrándose. La aliaga controla el ciclo del agua. Sería una “isla de productividad biológica hidrológicamente activada” (Rango el al. 2006)
Las laderas restauradas constituirían una SITUACIÓN AZONAL donde también se daría este patrón a causa de: Impermeabilidad de los sustratos Entradas exógenas de escorrentía
Merino-Martín L, Breshears DD, Moreno-de las Heras M, Camilo Villegas J, Pérez-Domingo S, Espigares T, Nicolau JM. 2011. Ecohydrological Source-Sink Interrelationships between Vegetation Patches and Soil Hydrological Properties along a Disturbance Gradient Reveal a Restoration Threshold. Restoration Ecology 19: doi: 10.1111/j.1526-100X.2011.00776.x.
¿Cómo funcionan estas laderas con un sistema de vegetación en manchas, de claros y matas?
Genista (G)
20 30 40
10
20 30 40 50
Soil depth (cm)
20 30 40 Thymus (T)
10 20 30 40 50
Soil depth (cm)
Dactylis (D)
20 30 40 50
“Tiger bush” de Niger
10
50
Lolium (L) Soil depth (cm)
Soil depth (cm)
10
Soil depth (cm)
50
Stipa tenacissima, Almería
Brachypodium (B)
10
Soil depth (cm)
Soil depth (cm)
Siguen el modelo de Activación-Transferencia-Reserva-Pulso postulado para ambientes semiáridos (TTRP, Trigger-Transfer-Reserve-Pulse; Ludwig et al. 1997; 2005)
Las manchas de vegetación interceptan la escorrentía y retienen la humedad
Santolina (S)
Soil water content (%)
10
30 40 50
Medicago (M)
0 10 20 30 40 50
20
may
jun
jul
Tim e sep ago
oct
nov
dic
10
Spring
20
Summer
Autumn
30 40 50 may
Las manchas de vegetación obstruyen el flujo de escorrentía. El agua retenida incrementa el crecimiento de la mancha, lo que a su vez retroalimenta el control de la escorrentía del sistema
Densidad semillas (semilla m-2)
14
a ab
12
b
10
bc
8
c
c
6
c
4 2 0
G 7
Riqueza de especies (banco de semillas)
jul
ago
sep
oct
B
L
T
D
S
M
14000
bc
3 2
bc
b bc c
1 0
a
T D S1 S3 M
ab
ab
40
ab
ab
Densidad aparente (g cm-3)
bc
1,0
0,6
6000
0,2 0,0
0
G
bc
bc
2000
0,4
ab
abc
4000
B
L
T
D
S
G
M
B
L
T
D S1 M
c
0
1.0
bc
b
a
0,8
b
20
8000
1.2
b
1,4 1,2
d
cd
1,6
10000
ab
Dureza superficie del sueloSoil (kg)
a
6
10
T D S1 S3 M
a
ab
ab
b
ab ab
8
Materia orgánica (%)
a
5 4
6
a
ab 3
a
ab
4
ab ab ab
0.8
ab ab
2
ab
2
1
0
0
ab
0.6 0.4
b
0.2 0.0
G B L
1,8
ab ab
G B L
ab b
a
60
1.4
5
dic
También se han identificado fenómenos de retroalimentación positiva
ab
12000
a
6
4
16000
nov
Hay manchas que almacenan más agua (sumideros) que otras (fuentes)
Tasa de infiltración 80 final (mm h-1 16
Diversidad de Shannon (banco de semillas)
Riqueza de especies (vegetación)
La humedad interceptada en las manchas produce un estímulo biológico (pulso)
jun
G B L
T D S1 S3 M
A mayor contenido en humedad aumenta la complejidad biológica de las manchas: la riqueza de especies y la diversidad
G B Sinks
L
T
D S1 M Sources
G B Sinks
L
T
b
D S1 M Sources
Los sumideros muestran tasas de infiltración y contenidos en materia orgánica más altos y menores densidades aparentes y dureza superficial, lo que puede reforzar su función de sumideros La retroalimentación positiva de los sumideros ha llevado a hablar de islas de fertilidad (Cammeraat &Imeson, 1998; Puigdefábregas et al., 1999) y de islas de productividad biológica hidrológicamente activada (Rango et al., 2006)
12
Otro fenómeno de retroalimentación positiva se relaciona con las mejores condiciones de germinación en los sumideros
Seed density (seed m-2 )
Germination suitability index 50
16000 14000
40
ab a
ab
12000 30
Las inter-relaciones entre los procesos hidrológicos y la vegetación son claves en la sucesión ecológica de las laderas restauradas
10000 8000
20
6000
abc
4000
10
0
bc
bc
2000
c
0
G
B
L
T
D
S
M
Non-parametric bi-factorial ANOVA F7,192=13.643, p< <0.001
G
B
L
T
D
S
M
Kruskal-Wallis test H=36.155, p< <0.01
Los sumideros presentan índices de germinación más elevados a la vez que una mayor densidad de semillas
La intensidad de la interacción es mayor en laderas restauradas no reguerizadas Merino-Martín L, Breshears DD, Moreno-de las Heras M, Camilo Villegas J, Pérez-Domingo S, Espigares T, Nicolau JM. 2011. Ecohydrological Source-Sink Interrelationships between Vegetation Patches and Soil Hydrological Properties along a Disturbance Gradient Reveal a Restoration Threshold. Restoration Ecology 19: doi: 10.1111/j.1526-100X.2011.00776.x.
Los procesos eco-hidrológicos son muy influyentes en la evolución de las restauraciones mineras (estabilidad recursos del suelo)
¿Cómo se aplica el concepto de “manejo experto de la escorrentía” en la práctica de la restauración?
Hay que conocerlos para manejar la evolución de las mismas
INTRODUCIR CRITERIOS GEOMORFOLÓGICOS ES LA CLAVE PARA EL MANEJO EXPERTO DE LA ESCORRENTÍA
En cada tipo de explotación la aplicación del concepto puede dar lugar a distintas soluciones prácticas
- Diseño y reconstrucción topográfica - Diseño y reconstrucción de la arquitectura del sustrato - Consideración y manejo de los procesos geomorfológicos
Restauración geomorfológica de minas de fosfatos, Utah, Estados Unidos
13
DISEÑO GEOMORFOLÓGICO
Forma de relieve: - Cóncavo - Talud recto + berma
Un ejemplo de control de la escorrentía para evitar el impacto hidrológico aguas abajo. Minería de transferencia, MFUSA
Sustrato: - Coluvión - Tierra Vegetal - Estériles (control)
LA RESTAURACIÓN EN CUENCAS DE MFUSA EN TERUEL FUE UN INTENTO PIONERO PARA LA MINERÍA DE TRANSFERENCIA
El modelo “Cuencas” de la compañía Minas y Ferrocarril de Utrillas S.A.
La cuenca hidrológica como unidad de restitución del relieve
La cuenca hidrológica como unidad topográfica y unidad de restauración
El relieve se organiza en cuencas hidrológicas compuestas por laderas y cauces y estructuras de seguridad para prevenir los efectos destructivos de los eventos extremos
14
Manejo experto de la escorrentía en canteras
EL MODELO “FRENTE-SURCO-PEDIMENT” (Cantera “La Revilla, Segovia, España)
• Acantilado (frente de explotación) • Escombreras
• Plaza A) Topografía inicial de la ladera sobre la que se ubicó la cantera La Revilla; B) Topografía ‘tipo’, posterior a la explotación; C) Reconstrucción topográfica realizada en la restauración; D) Hipótesis de evolución geomorfológica (los números indican unidades morfológicas, con distintos procesos geomorfológicos activos). (en Martín Duque et al., 1998).
15
2 sectores y 2 funciones
• Acantilado
• Surco • Pediment
Evolución paisajística del conjunto
Evolución paisajística del conjunto
LA RESTAURACIÓN EN VAGUADAS COMO ALTERNATIVA PARA ESCOMBRERAS PLATAFORMA-TALUD: EL CASO DE LA CANTERA DE LA HIGUERA, SEGOVIA
Cantera abandonada de La Higuera escombrera + ladera original
16
Diseño (modelo) hidro-geomorfológico Pequeñas cuencas hidrográficas en laderas
Modelo dirigido, de manera prioritaria, a manejar y controlar la escorrentía, eliminando la erosión y la emisión de sedimentos fuera de la cantera
– Formas que copian el paisaje natural: laderas suaves y redondeadas, canales sinuosos… – Manejo del agua: estructuras de control de la erosión y sedimentación
Lomas
Vaguadas
Balsas
A partir de formas de relieve estables y garantizada la estabilidad de los recursos edáficos, se acomete la revegetación
Estructuras de control de la sedimentación Balsas de retención de agua y sedimentos (dimensionadas para las características de precipitación de la zona)
Si el suelo presenta una cierta fertilidad para garantizar la germinación de la flora espontánea, NO es necesario revegetar con herbáceas (hidrosiembras) y se puede realizar directamente la plantación de árboles y arbustos
A escala de explotación la clave para el manejo experto de la escorrentía es construir una red fluvial de drenaje, de canales, estable
17
DISEÑO DE FORMAS DE RELIEVE MEDIANTE EL PROGRAMA INFORMÁTICO NATURAL TM REGRADE module with GeoFluv (U.S. Patent) Nicholas Bugosh
… En morfologías con red de drenaje capaces de evacuar la escorrentía y formas de ladera estables
El paisaje resultante está constituído por una red de cauces y lomas (laderas y divisorias)
Geofluv transforma los diseños plataforma-taludcuneta tradicionales sin red de drenaje natural …
El planteamiento es que el manejo de la escorrentía se ha de fundamentar en la construcción de una red fluvial estable y funcional
Los diseños se realizan a partir de paisajes naturales que se toman como referencia
El desarrollo del suelo y la vegetación no cuentan ya con restricciones abióticas limitantes
18
Paisaje construido a partir de las características del paisaje de referencia
Paisaje de referencia para diseñar las formas de relieve restauradas
LA RECONSTRUCCIÓN GEOMORFOLÓGICA DE LA CANTERA DE SOMOLINOS (GUADALAJARA) UN MODELO QUE COMBINA EL MODELO ESCARPE-SURCO-LADERA CÓNCAVA Y EL MODELO RED FLUVIAL MEDIANTE “GEO-FLUV NATURAL REGRADE”.
J.F. Martín Duque (UCM), J.M. Nicolau Ibarra (UZAR) (dirs.) Proyecto de Investigación Coordinado CGL2010-21754-C02
Referente geomorfológico e inputs para Somolinos
Referente geomorfológico e inputs para Somolinos
PARÁMETROS PARA EL DISEÑO (INPUTS)
Diseño de la reconstrucción geomorfológica
Unidades
Valor
Pendiente en la desembocadura del canal principal
%
1
Coeficiente de escorrentía
Tanto por uno
0,3
Precipitación producida por una lluvia de 1 hora de duración y periodo de retorno de 2 años
cm
1,84
Precipitación producida por una lluvia de 6 horas de duración y periodo de retorno de 50 años
cm
8,52
Densidad de drenaje
m/ha
80
Longitud de los tramos que forman el patrón de canales zig-zag
m
12,58
Ejecución de la reconstrucción geomorfológica
Canal principal
Divisoria principal
Apertura de canales principales (bulldozer)
19
Ejecución de la reconstrucción geomorfológica
Ejecución de la reconstrucción geomorfológica
Estériles areno arcillosos
Sub-divisoria Coluvión carbonático Drenaje secundario
Sub-divisoria Con coluvión
Divisoria principal
Extendido de formaciones superficiales coluvionares (bulldozer)
Sin coluvión
Construcción de sub-cuencas en las lomas principales (bulldozer)
Restauración de la cantera de Somolinos, Guadalajara
Antes de la restauración (Abril, 2011)
La resconstrucción geomorfológica de Somolinos constituye el primer ejemplo en Europa que sigue el método GeoFluv y el software Natural Regrade, completado a su vez con el modelo ‘escarpesurco’
Después de la restauración (Julio, 2011)
1ha = 30.000 euros
El procedimiento de reconstrucción geomorfológica para la restauración ecológica de la cantera de Somolinos ha conseguido: 1. Garantizar la estabilidad geomorfológica de la superficie restaurada (a falta de nuevos datos y seguimiento) 2. Reducir los costes de mantenimiento de la restauración 3. Generar una mayor heterogeneidad de ambientes ecológicos que favorecerá la diversidad biológica 4. Sentar las bases para restaurar los servicios ecosistémicos perdidos como consecuencia de la actividad minera y una deficiente restauración
PARA FINALIZAR
Para conseguir ecosistemas funcionales (suelos biológicamente funcionales, con sus recursos estabilizados) es preciso conocer los procesos ecohidrológicos a fin de construir la restauración minera a partir de un manejo experto de la escorrentía MUCHAS GRACIAS
20