Una nueva herramienta para evaluar la susceptibilidad de los suelos a los procesos de sufosión o piping : el pinhole test

Autores/as

  • E. Nadal-Romero Universidad de Zaragoza
  • E. Verachtert Departament of Earth and Environmental Sciences
  • R. Maes Departament of Earth and Environmental Sciences
  • J. Poesen Departament of Earth and Environmental Sciences

DOI:

https://doi.org/10.18172/cig.1248

Palabras clave:

Piping, pinhole test, gradiente hidráulico, contenido de humedad del suelo, calidad del agua

Resumen

Los procesos de piping o sufosión se han observado en paisajes naturales y antrópicos, en diferentes litologías y climas, y bajo diferentes usos del suelo y cubiertas vegetales. Sin embargo, a pesar de su importancia, no existe una metodología estándar que permita evaluar la susceptibilidad de los suelos a los procesos de sufosión o piping. El pinhole test, originalmente desarrollado por Sherard et al. en 1976 es un test empírico basado en la evaluación cualitativa y directa de la susceptibilidad de los suelos a la dispersión y a los procesos de piping o sufosión. Los objetivos de este trabajo son evaluar una metodología de trabajo, el pinhole test, y establecer recomendaciones y conclusiones acerca de la idoneidad de su uso, además de estudiar los efectos de diferentes gradientes hidráulicos, de la calidad del agua y del contenido de humedad del suelo en la respuesta hidrológica y sedimentológica. Los primeros ensayos se han realizado con el horizonte superficial Ap, de un suelo agrícola localizado en Heverlee (Bélgica central). Las pruebas se han realizado con diferentes contenidos de humedad, bajo 4 gradientes hidráulicos (50, 180, 380 y 1020 mm) y con dos calidades de agua (agua del grifo y agua destilada). Los resultados indican: (i) un aumento de la respuesta hidrológica (Qw) y de la respuesta erosiva (Qs) cuando se produce un incremento de gradiente hidráulico, (ii) una tendencia negativa (no significativa) entre el contenido de humedad y la respuesta hidrológica y erosiva, y (iii) una respuesta hidrológica y sedimentológica mayor en los experimentos realizados con agua destilada. Este estudio sugiere que el pinhole test es un método adecuado para evaluar de manera cuantitativa (Qw, Qs, tiempo de respuesta y el diámetro final del agujero) la susceptibilidad de los suelos u horizontes del suelo a los procesos de sufosión o piping. Para ello recomendamos (i) al menos el uso de dos gradientes hidráulicos contrastados (p.e. 180 y 1020 mm), (ii) el uso de agua destilada, y (iii) de diferentes contenidos de humedad

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Citas

ASTM D4647 (2006). Standard Test Method for Identification and Classification of Dispersive Clay Soils by the Pinhole Test. Annual Book of ASTM Standards, Vol. 04.08, ASTM International, West Wonshohocken, PA, p. 11.

Barrón, G., Echeverría, M.T., Ibarra, P., Marco, P., Pérez, F., (1994). Algunas consecuencias geomorfológicas del uso del suelo agrícola en las últimas décadas. La actividad del piping en el bajo valle del Huerva (Zaragoza, Spain). En: Geomorfología en España (Arnáez, J., García Ruiz, J.M., Gómez Villar, A., Eds.). Tomo II, pp. 255-266, Logroño.

Benito, E., Giovannini, G., Díaz Fierros, F., (1991). Effect of pH on dispersion of various soil suspensions and its relation to soil structural stability. Agrochimica, 35: 34-45.

Borselli, L., Torri, D., Poesen, J., Salvador-Sanchís, P., (2001). Effects of water quality on infiltration, runoff and interril erosion processes during simulated rainfall. Earth Surface Processes and Landforms, 26: 329-342. DOI: https://doi.org/10.1002/1096-9837(200103)26:3<329::AID-ESP177>3.3.CO;2-P

Botschek, J., Krause, S., Abel, T., Skowronek, A., (2002a). Piping and erodibility of loessic soils in Bergischer Land, Nordrhein-Westfalen. Journal of Plant Nutrient Soil Science, 165 (2): 241-246. DOI: https://doi.org/10.1002/1522-2624(200204)165:2<241::AID-JPLN241>3.0.CO;2-T

Botschek, J., Krause, S., Abel, T., Skowronek, A., (2002b). Hydrological parameterization of piping in loess-rich soils in the Bergisches Land, Nordrhein-Westfalen, Germany. Journal of Plant Nutrient Soil Science, 165 (4): 506-510. DOI: https://doi.org/10.1002/1522-2624(200208)165:4<506::AID-JPLN506>3.0.CO;2-7

Bryan, R., Jones, J.A.A., (1997). The significance of soil piping processes: inventory and prospect. Geomorphology, 20: 209-218. DOI: https://doi.org/10.1016/S0169-555X(97)00024-X

Chorley, R.J. (1978). Glossary of terms. En: Hillslope Hydrology (Kirkby, M.J., Eds.). Wiley, pp 375-176, New York.

Faulkner, H., Spivey, D., Alexander, R., (2000). The role of some site geochemical processes in the development and stabilisation of three badland sites in Almería, Southern Spain. Geomorphology, 35: 87-99. DOI: https://doi.org/10.1016/S0169-555X(00)00024-6

Faulkner, H., (2006). Piping Hazard on Collapsible and Dispersive Soils in Europe. En: Soil Erosion in Europe (Boardman, J., Poesen, J., Eds.). John Wiley & Sons, Ltd., pp. 537-562, Chichester. DOI: https://doi.org/10.1002/0470859202.ch40

Flanagan, D.C., Norton, L.D., Shainberg, I., (1997). Effect of water chemistry and soils amendments on a silty loam-soil. Part II: soil erosion. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 40 (6): 1555-1561. DOI: https://doi.org/10.13031/2013.21419

García-Ruiz, J.M., Lasanta, T., Ortigosa-Izquierdo, L., Arnáez, J., (1986). Pipes in cultivated soils of La Rioja: origin and evolution. Zeitschrift für Geomorphologie (Suppl 58): 93-100.

García-Ruiz, J.M., Lasanta, T., Alberto, F., (1997). Soil erosion by piping in irrigated fields. Geomorphology, 20 (3-4): 269-278. DOI: https://doi.org/10.1016/S0169-555X(97)00028-7

Govers, G., Everaert, W., Poesen, J., Rauws, G., De Ploey, J., Lautridou, J.P., (1990). A long flume study of the dynamics factors affecting the resistance of a loamy soil to concentrated flow erosion. Earth Surface Processes and Landforms, 15 (4): 313-328. DOI: https://doi.org/10.1002/esp.3290150403

Govers, G., (1991). Time-dependency of runoff velocity and erosion: the effect of the initial soil moisture profile. Earth Surface Processes and Landforms, 16 (8): 713-729. DOI: https://doi.org/10.1002/esp.3290160805

Gutiérrez-Elorza, M., Sancho, C., Benito, G., Sirvent, J., Desir, G., (1997). Quantitative study of piping processes in badland areas of the Ebro basin, NE Spain. Geomorphology, 20: 237-253. DOI: https://doi.org/10.1016/S0169-555X(97)00026-3

Gutiérrez-Elorza, M., Benito, G., Rodríguez-Vidal, J., (1988). Piping in badland areas of the middle Ebro basin, Spain. Catena Suppl., 13: 49-60.

Harvey, A., (1982). The role of piping in the development of badlands and gully systems in southeast Spain. En: Badland geomorphology and piping (Bryan, R., Yair, A., Eds.). Geobooks, pp. 317-336, Norwich.

Heede, B.H., (1971). Characteristics and processes of soil piping in gullies. Unites States Department of Agriculture Forest Service, Rocky Mountain Forest and Range. Experiment Station Research Paper RM-68, 15 pp. DOI: https://doi.org/10.5962/bhl.title.98930

Jones, J.A.A., (1981). The nature of Soil Piping, Á Review of Research. Geobooks, Norwich.

Jones, J.A.A., (1997). Pipeflow contributing areas and runoff response. Hydrological Processes, 11 (1): 35-41. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-1085(199701)11:1<35::AID-HYP401>3.0.CO;2-B

Knapen, A., Poesen, J., De Baets, S., (2007). Seasonal variations in soil erosion resistance during concentrated flow for a loess-derived soil under two contrasting tillage practices. Soil and Tillage Research, 94 (2): 425-440. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2006.09.005

López Bermúdez, F.L., Romero Díaz, M.A., (1989). Piping erosion and badland development in South-East Spain. Catena Suppl., 14: 59-73.

Malinowski, J., (1963). Uwagi o wspol wzynniku makroporowatosci lessow w Polsce. Biuletyn Instytutu Geologicznego, 182 (2): 5-24.

Nadal-Romero, E., Verachtert, E., Poesen, J., (2009). Pinhole test for identifying susceptibility of soils to piping erosion: effect of water quality and hydraulic head. En: Advances in studies on desertification (Romero Díaz, A., Belmonte Serrato, F., Alonso Sarria, López-Bermúdez, F., Eds.) Contributions to the International Conference on Desetification in memory of professor John B. Thornes. pp. 351-154. Murcia.

Nadal-Romero, E., Verachtert, E., Maes, R., Poesen, J., (en prep.). Assessing the piping erosion susceptibility of loess-derived soil horizons using the pinhole test.

Parker, C.G., (1964). Piping, a geomorphic agent in landform development of the drylands. En: Land Erosion, Precipitation, Hydrometry, Soil Moisture. Proceedings of the General Assembly of Berkeley, 19-31 August 1963. International Association of Scientific Hydrology, 65: 103-113.

Poesen, J., (1989). Conditions for gully formation in the Belgian Loam Belt and some ways to control them. Soil Technology Series, 1: 39-52.

Poesen, J., Vandaele, K., Van Wesemael, B., (1996). Contribution of gully erosion to sediment production on cultivated lands and rangelands. En: Erosion and Sediment Yield: Global and Regional Perspectives (Proceedings of the Exeter Symposium July 1996). IAHS Publ. no. 236, pp. 251-266.

Romero Díaz, M.A., Marín Sanleandro, O., Sánchez Soriano, A., Belmonte Serrato, F. y Faulkner, H. (2007a). The causes of piping in a set of abandoned agricultural terraces in Southeast Spain. Catena, 69: 282-293. DOI: https://doi.org/10.1016/j.catena.2006.07.008

Romero Díaz, M.A., Marín Sanleandro, O., Sánchez Soriano, A., (2007b). Surfaces of gullies generated by piping proceses in abandoned fields (South-east Spain). En: IV International symposium on gully erosion (Casalí, J., Giménez, R., Eds.) Universidad Pública de Navarra, pp. 106-108, Pamplona.

Romero Díaz, M.A., Marín Sanleandro, O., Sánchez Soriano, A., (2009). Procesos de piping en la región de Murcia. Cuadernos de Investigación Geográfica, 35 (1): 87-117. DOI: https://doi.org/10.18172/cig.1214

Sherard, J.L., Dunningan, L., Decker, R., Steele, F., (1976a). Pinhole Test for identifying Dispersive Soils. Journal of the Geotechnical Engineering Division, Vol. 102, Paper 11846: 69-85. DOI: https://doi.org/10.1061/AJGEB6.0000236

Sherard, J.L., Dunningan, L., Decker, R., (1976b). Identification and nature of dispersive soils. Journal of the Geotechnical Engineering Division ASCE, Vol. 102: 287-301. DOI: https://doi.org/10.1061/AJGEB6.0000256

Ternan, J.L., Elmes, A., Fitzjohn, C., Williams, A.G., (1998). Piping susceptibility and the role of hydrogeomorphic controls in pipe development in alluvial sediments, Central Spain. Zeitschrift für Geomorphologie, 42 (1): 75-87. DOI: https://doi.org/10.1127/zfg/42/1998/75

Torri, D., Borselli, L., Calzolari, C., Yanez, M.S., Salvador Sanchis, M.P., (2002). Soil erosion, land use, soil qualities and soil functions: effect of erosion. En: Man and Soil at the Third Millennium, Vol. I (Rubio, J.L., Morgan, R.P.C., Asins, S., Andreu, V., Eds.). Geoforma, pp. 131-148, Logroño.

Verachtert, E., Van den Eeckhaut, M., Poesen, J., Deckers, J., (2010). Factors controlling the spatial distribution of soil piping erosion on loess-derived soils: A case study from central Belgium. Geomorphology, 118 (3-4): 339-348. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2010.02.001

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Publicado

2013-06-03

Cómo citar

1.
Nadal-Romero E, Verachtert E, Maes R, Poesen J. Una nueva herramienta para evaluar la susceptibilidad de los suelos a los procesos de sufosión o piping : el pinhole test. CIG [Internet]. 3 de junio de 2013 [citado 22 de febrero de 2025];37(1):99-114. Disponible en: https://publicaciones.unirioja.es/ojs/index.php/cig/article/view/1248

Número

Sección

Artículos