Characteristics and importance of rill and gully erosion: a case study in a small catchment of a marginal olive grove

E.V. Taguas; E. Guzmán; G. Guzmán; T. Vanwalleghem; J.A. Gómez

doi:10.18172/cig.2644

Autores/as

E.V. Taguas ETSIAM, University of Cordoba
E. Guzmán University of Cordoba
G. Guzmán University of Cordoba
T. Vanwalleghem University of Cordoba
J.A. Gómez Sustainable Agriculture Institute -CSIC

DOI:

https://doi.org/10.18172/cig.2644

Palabras clave:

escorrentía concentrada, cárcavas efímeras, regueros, descarga total de sedimentos, olivar.

Resumen

En este trabajo se han realizado medidas de cárcavas y regueros en una microcuenca de olivar de 6.1 ha durante un período de 4 años (2010-2013). El manejo en la finca durante el período de estudio ha sido no laboreo permitiendo el desarrollo de la cubierta espontánea en las calles. Además del volumen de regueros y cárcavas, medidas de lluvia, escorrentía y descarga de sedimentos en la salida de la cuenca han sido registradas. Los objetivos de este estudio han sido: 1) la cuantificación de la erosión por flujo concentrado en la cuenca a partir del análisis de los cambios geométricos y geomorfológicos de regueros y cárcavas; 2) evaluar el porcentaje relativo de la erosión por escorrentía concentrada sobre las pérdidas de suelo de la cuenca; 3) explicar la dinámica de la formación de regueros y cárcavas a partir de los patrones hidrológicos observados para mejorar las estrategias de manejo. Una serie de secciones de control fueron establecidas en las cárcavas para tomar medidas periódicas de anchura, profundidad y forma en cada campaña. Así, los cambios de volumen en la red de regueros y cárcavas fueron observados en los tres años intermedios a las medidas (período 1 = 2010-2011; período 2= 2011-2012 y período 3= 2012-2013). La precipitación acumulada fue de 610 mm, 219 mm and 406 mm para los períodos 1, 2 y 3, respectivamente, mientras que los porcentajes de la erosión por flujo concentrado sobre las pérdidas de suelo en la salida de la cuenca fueron 44%, 118% y tuvo signo negativo como consecuencia de la reducción del volumen de regueros y cárcavas en el período 3, cuando las pérdidas de suelo fueron de 0.4 t ha^-1. El incremento del desarrollo de la red de cárcavas podría estar asociado con la generación de eventos con intensidades máximas de precipitación en 30 minutos con períodos de retorno superiores a 2 años. Una alta dependencia en la secuencia de eventos de acuerdo a sus valores de intensidad podría explicar el transporte y redistribución de sedimentos en la cuenca de forma que sólo los eventos intensos permitirían el transporte de sedimentos a la salida. Además de la cubierta espontánea, las medidas de control de las cárcavas y regueros mejorarían o completarían sustancialmente la sostenibilidad en la finca, particularmente en otoño cuando la cubierta está ausente e intensos eventos tienen lugar, siendo la principal fuente de sedimentos la red de regueros y cárcavas.

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Citas

Aguilera, L., Taguas, E.V., Gimeno, E., Gómez, J.A. 2013. Spatial and temporal variability of grass cover in two olive grove catchments on contrasting soil types. Geophysical Research Abstracts Vol. 15, EGU2013-6364.

Brown, C.B. 1960. Effects of land use and treatment on pollution. In National Conference on Water Pollution, Washington, DC, pp. 209-218.

Cammeraat, E.L.H. 2004. Scale dependent thresholds in hydrological and erosion response of semi-arid catchment in southeast Spain. Agriculture, Ecosystems and Environment 104, 333-342.

Casalí, J., López, J.J, Giráldez, J.V. 1999. Ephemeral gully erosion in southern Navarra (Spain). Catena 36, 65-84.

Castillo C. 2012. Metodología de medida de erosión por cárcavas y modelado de su control mediante diques de retención. Tesis Doctoral. University of Córdoba, Córdoba (Spain), 266 pp.

Castillo, C., Taguas, E.V., Mora-Jordano, J., Gómez, J.A. 2013. Cost analysis of gully restoration in agricultural areas in Andalusia (Spain). European Geosciences Union. Geophysical Research Abstracts Vol. 15, EGU2013-6339.

De Santisteban, L.M., Casalí, J., López, J.J. 2006. Assessing soil erosion rates in cultivated areas of Navarre (Spain). Earth Surface Processes and Landforms 31, 487-506.

Domínguez-Romero, L, Ayuso, J.L., García-Marín, A. 2007. Annual distribution of rainfall erosivity in western Andalusia (southern Spain). Journal of Soil and Water Conservation 62 (6), 390-403.

Ferro, V., Minacapilli, M. 1995. Sediment delivery processes at basin scale. Hydrological Sciences Journal 40, 703-718.

Francia, A., Durán, V., Martínez, A. 2006. Environmental impact from mountainous olive orchards under different soil-management systems (SE Spain). Science of the Total Environment 358, 46-60.

Gómez, J.A., Romero, P., Giráldez, J.V., Fereres, E. 2004. Experimental assessment of runoff and soil erosion in an olive grove on a vertic soil in southern Spain as affected by soil management. Soil Use and Management 20, 426-431.

Gómez, J.A., Taguas, E.V., Vanwalleghem, T., Giráldez, J.V., Sánchez, F., Ayuso, J.L., Lora, A., Mora, J. 2011. Criterios técnicos para el control de las cárcavas, diseño de muros de retención y revegetación de paisajes agrarios. Manual del operador en inversiones no productivas. Junta de Andalucía, Consejería de Agricultura y Pesca, 58 pp.

Gómez, J.A., Infante-Amate, J., González de Molina, M., Vanwalleghem, T., Taguas, E.V., Lorite, I., 2014a. Olive Cultivation, its Impact on Soil Erosion and its Progression into Yield Impacts in Southern Spain in the Past as a Key to a Future of Increasing Climate Uncertainty. Agriculture 4, 170-198.

Gómez, J.A., Vanwalleghem, T., De Hoces, A., Taguas, E.V. 2014b. Hydrological and erosive response of a small catchment under olivec ultivation in a vertic soil during a five-year period: Implications for sustainability. Agriculture, Ecosystems and Environment 188, 229-244.

Guzmán, G., Vanderlinden, K., Giráldez, J.V., Gómez, J.A. 2013. Assessment of spatial variability of water erosion rates in an olive orchard at plot scale using a magnetic iron oxide tracer. Soil Science Society of America Journal 77, 350-361.

Lane, L.J., Hernandez, M., Nichols, M. 1997. Processes controlling sediment yield from watersheds as functions of spatial scale. Environmental Modelling & Software 12, 355-369.

Lu, H., Moran, C.J., Prosser, I.P. 2006. Modelling sediment delivery ratio over the Murray-Darling Basin. Environmental Modelling and Software 21, 1297-1308.

Luk, S., Abrahams, A.D., Parsons, A.J. 1993. Sediment Sources and Sediment Transport by Rill Flow and Interrill Flow on a Semi-arid Piedmont Slope, Southern Arizona. Catena 20, 93-111.

Nunes, J.P., Seixas, J., Keizer, J.J., Ferreira, A.J.D. 2009. Sensitivity of runoff and soil erosion to climate change in two Mediterranean watersheds. Part I: model parameterization and evaluation. Hydrological Processes 23, 1202-1211.

Pastor, M., Castro, J., Vega, V., Humanes, M.D. 2001. Sistemas de manejo del suelo. In El cultivo del olivo, D. Barranco, R. Fernandez-Escobar, L. Rallo, L. (eds.). Mundi Prensa, Madrid, pp. 198-228.

Poesen, J. 1993. Gully typology and gully control measures in the European loess belt. In Farm Land Erosion in Temperate Plains Environment and Hills, S. Wicherek (ed.). Elsevier, Amsterdam, pp. 221-239.

Poesen, J., Vanwalleghem, T., Gyssels, G., Nachtergaele, J., Verstraeten, G., de Vente, J., 2006. Gully erosion in Europe. In Soil Erosion in Europe, J. Boardman, J. Poesen, J. (eds.), Wiley, pp. 515-536.

Raclot, D., Le Bissonnais, Y., Louchart, X., Andrieux, P., Moussa, R., Voltz, M. 2009. Soil tillage and scale effects on erosion from fields to catchment in a Mediterranean vineyard area. Agriculture, Ecosystems and Environment, 134 201-210.

Ramos, M.I., Feito, F.R., Gil, A.J., Cubillas, J.J. 2008. A study of spatial variability of soil loss with high resolution DEMs: A case study of a sloping olive grove in southern Spain. Geoderma 148, 1-12.

Reaney, S.M., Bracken, L.J., Kirkby, M.J. 2007. Use of the Connectivity of Runoff Model (CRUM) to investigate the influence of storm characteristics on runoff generation and connectivity in semi-arid areas. Hydrological Processes 21, 894-906.

Renschler, C.S., C. Mannaerts, and B. Diekkruger. 1999. Evaluating spatial and temporal variability in soil erosion risk-rainfall erosivity and soil loss ratios in Andalucia, Spain. Catena 34, 209-225.

Spanish Ministery of Environment – MAGRAMA 2005. Principales Conclusiones de la Evaluación Preliminar de los Impactos en España por Efecto del Cambio Climático. Centro de Publicaciones, Secretaría General Técnica Ministerio de Medio Ambiente, Madrid.

Taguas, E.V. 2007. Evaluación de la pérdida de suelo en olivar a escala de microcuenca bajo distintos manejos de suelo. PhD Thesis, University of Cordoba, Cordoba.

Taguas, E.V., Ayuso, J.L., Peña, A., Yuan, Y., Pérez, R. 2009. Evaluating and modeling the hydrological and erosive behaviour of an olive orchard microcatchment under no-tillage with bare soil in Spain. Earth Surface Processes and Landforms 34, 738-751.

Taguas, E.V., Peña, A., Ayuso, J.L., Pérez, R., Yuan, Y., Giráldez, J.V. 2010. Rainfall variability and hydrological and erosive response of an olive tree microcatchment under no-tillage with a spontaneous grass cover in Spain. Earth Surface Processes and Landforms 35, 750-760.

Taguas, E.V., Giráldez, J.V., Ayuso, J.L., Pérez, R., Castillo, C., Gómez J.A. 2011a. Preliminary assessment and cost analysis of incentives for gully control in agricultural areas of Andalusia (Southern Spain). European Geosciences Union. Geophysical Research Abstracts Vol. 13, EGU2011-4693.

Taguas, E.V., Moral, C., Ayuso, J.L., Pérez, R., Gómez, J.A. 2011b. Modeling the spatial distribution of water erosion within a Spanish olive orchard microcatchment using the SEDD model. Geomorphology 133, 47-56.

Taguas, E.V., Ayuso, J.L., Pérez, R., Giráldez, J.V., Gómez, J.A. 2013. Intra and inter-annual variability of runoff and sediment yield of an olive micro-catchment with soil protection by natural ground cover in Southern Spain. Geoderma 206, 49-62.

USDA-SCS. 1983. National Engineering Handbook: Section 3, Sedimentation. U.S.D.A.-SCS. Washington, pp. 3-1-3-17.

Walling, D.E. 1983. The sediment delivery problem. Journal of Hydrology 65, 209-237.