UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES DEPARTAMENTO ACÁDEMICO DE CIENCIAS DE LOS RECURSOS NATURALES ~ENOVABLES MODELO DE ELEVACIÓN DE TERRENO (MET) Y ANÁLISIS MORFOMÉTRICO DE LAS MICROCUENCAS DEL PARQUE N'ACIONAL TINGO MARÍA (PNTM) ·PERÚ TESIS Para optar el título de: INGENIERO EN RECURSOS NATURALES RENOVABLES MENCIÓN FORESTALES LUIS EDUARDO ORÉ CIERTO PROMOCIÓN 2008- 11 Tingo María- Perú 2010 KlO 064 Oré Cierto, Luis E. Modelo de Elevación de Terreno (MET) y Análisis Morfométrico de las Microcuencas del Parque Nacional Tingo María (PNTM)-Perú. Tingo María 2010 164 h.; 58 cuadros; 63 fgrs.; 84 ref.; 30 cm. Tesis (Ing.Recursos Naturales Renovables Mención: Forestales) Universidad Nacional Agraria de la Selva, Tingo María ( Perú ). Facultad de Recursos Naturales Renovables. ELEVACION-TERRENO 1 PARAMETROS MORFOMETRICOS 1 FISIOORAFIA 1 POTENCIAL FORESTAL 1 PNTM 1 CONSERVACION 1 METODOWGIA 1 TINGOMARIA 1 RUPARUPA 1 LEONCIOPRADO 1 HUANUCO 1 PERU. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA Tingo María - Perú FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES ACTA DE SUSTENTACION DE TESIS Los que suscriben, Miembros del Jurado de Tesis, reunidos con fecha 19 de Julio de 201 O, a horas 07:30 p.m. en la Sala de Grados de ·la Universidad Nacional Agraria de la Selva, para calificar la tesis titulada: "MODELO DE ELEVACIÓN DE TERRENO (MET) Y ANÁLISIS MORFOMÉTRICO DE LAS MICROCUENCAS DEL PARQUE NACIONAL TINGO MARÍA (PNTM) -PERÚ" Presentado por el Bachiller: LUIS EDUARDO ORÉ CIERTOs después de haber escuchado la sustentación y las respuestas a las interrogantes formuladas por el Jurado, se declara aprobado con el calificativo de "BUENO". En consecuencia la sustentante queda apto para optar el Título de INGENIERO en RECURSOS NATURALES RENOVABLES, mención FORESTALES, que será aprobado por el Consejo de Facultad, tramitándolo al Consejo Universitario para la otorgación del título correspondiente. lng. M.Sc. LUCIO M Presi e Tingo María, 17 de Agosto de 201 O ··················---~~--: ..................... . tng. M.Sc. RONALD H. PUERTA TUESTA Co Asesor DEDICATORIA A Dios por haberme dado la vida y/o salud, y por dotarme del mejor regalo: MI FA MILlA A mis adorados padres NORMA CIERTO y RODOLFO DANIEL ORE, con profundo amor y eterno agradecimiento. A mis queridos hermanos ERICSON ORE y JUAN DANIEL ORE, con especial cariño, por la amistad que siempre nos unió y a mis amigas: ABIGAIL y LISSETTE. A mis adorados abuelitos EUGENIA AGUILAR y RODULFO ORE, por el ejemplo de constancia y valor, con mucho cariño y amor. A mi Iglesia quienes siempre me acompañaron en todo, con sus oraciones, en especial al Pastor ISAAC ORE AGUILAR y su familia. Porque de tal manera amó Dios al mundo, que ha dado a su Hijo unigénito, para que todo aquel que en él cree, no se pierda, mas tenga vida eterna. AGRADECIMIENTO A DIOS, por darme la vida y/o ·salud para poder permitirme culminar satisfactoriamente mi especialización profesional. A la Facultad de Recursos Naturales Renovables, quien inculcó en mi formación profesional. Al lng. M.Sc. José Lévano Crisóstomo, e lng. M.Sc. Ronald Puerta Tuesta, patrocinador y copatrocinador de la investigación, por sus aportes durante todo el trabajo. A los jurados de tesis: lng. M.Sc. Lucio Manrique De Lara, lng. M.Sc. Luis Valdivia, lng. M.Sc. Wilfredo Zavala, por sus oportunas sugerencias. Al CIUNAS por haberme brindado apoyo económico, para la realización de esta investigación. Al Mblgo. M.Sc. Cesar Samuel López López, por su apoyo moral durante la ejecución de la investigación. Al SERNANP (Servicio Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado), por brindarme la oportunidad de realizar mi tesis en el Parque Nacional Tingo María. Al lng. Luis Flores y Blgo. Fernando Mejía Exjefes del PNTM, por ayudarme en el proceso legar de este trabajo de investigación científica. A las autoridades y a la población de los centros poblados: Tres de Mayo, Río Oro y José Santos Atahualpa, quienes dejaron que participe en la toma de datos de los parámetros morfométricos de las microcuencas. A mis amigos Rique!me Valencia, José L. Canchaya, Jonatán Ubaldo, Susana Cavali y Koch Duarte por su ayuda incondrcional en el presente trabajo de investigación. Al lng. Martín Marigorda, Jefe del PNTM, por haber permitido y apoyado en este trabajo de investigación científica. ÍNDICE Página l. INTRODUCCIÓN ................................................................................. .. .. . .. 1 11. REVISIÓN DE LITERATURA....................................................................... 4 2.1. 2.2. Antecedentes .................................................................................. . 2.1.1. Sobre el Parque Nacional Tingo María ............................. .. 2.1.2. Clasificación fisiográfica, relieve y suelo del PNTM .......... .. 2.1.3. Estudios realizados sobre ME y PM ................................... . Marco teórico y conceptual.. ............................................................ . 2.2.1. Concepto de modelo .......................................................... . 4 4 6 6 9 9 2.2.2. Modelo de elevación de terreno (MET) ............................... 10 2.2.3. Generación de los MET ........................................... .......... 11 2.2.4. Captura de información....................................................... 11 2.2.5. Algoritmo de Interpolación espacial.................................... 12 2.2.6. Utilidad de los modelos de elevación de terreno................. 21 2.2.7. Los MET generados a partir de sistemas satelitales........... 22 2.2.8. Problemas, ventajas y desventajas en MET ....................... 33 2.2.9. Evaluación de la calidad del MET ....................................... 35 2.2.10. Estándares de calidad para los MET ................................... 35 2.2.11. Índice y parámetros morfométricos .................. ........... ... .. .. .. 35 111. MATERIALES Y MÉTODOS....................................................................... 51 3.1. Ubicación y descripción del área de estudio..................................... 51 3.1.1. Ubicación, extensión y límites del área de estudio.............. 51 3.1.2. Características climáticas y zonas de vida.......................... 52 3. 1. 3. Relieve y suelos.................................................................. 52 3.1.4. Hidrografía.......................................................................... 53 3.2. Materiales y equipos.......................................................................... 55 3.2.1. Materiales............................................................................ 55 3.2.2. Equipos .. ....... ......................... .. .... ........ .. .. . . ... .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 55 3.3. Metodología...................................................................................... 56 3.3.1. Elaboración del MET y análisis de calidad del modelo........ 57 3.3.2. Parámetros morfométricos de microcuencas del PNTM ..... 62 3.3.3. Análisis fisiográfico del PNTM.................................. ... ........ 67 3.3.4. Elaboración de mapas a partir del MET ........... ......... .. . . ...... 68 3.3.5. Determinación del potencial maderable del PNTM .. .. . . . . . . . . . 70 IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.................................................................... 7 4 4.1. Análisis de calidad del modelo de elevación de terreno (MET)..... .... 7 4 4.1.1. Comparación de los MET a partir de las imágenes............ 7 4 4.1.2. Análisis de los MET a partir de los interpoladores............... 79 4.1.3. Análisis de calidad del modelo de elevación de terreno...... 85 4.2. Análisis de los parámetros morfométricos de las microcuencas ....... 105 4.2.1. Microcuenca Río Tres de Mayo.......................................... 105 4.2.2. Microcuenca Río Oro .......................................................... 115 4.2.3. Microcuenca Río Colorado ................................................. 126 4.3. Análisis fisiográfico del Parque Nacional Tingo María ...................... 137 4.4. Análisis del potencial maderable del PNTM .................................. .. .. 142 4.4.1. Composición florística .......................................................... 142 4.4.2. Cociente de Mezcla............................................................. 143 4.4.3. Abundancia Absoluta y Relativa......................................... 142 4.4.4. Frecuencia Absoluta y Relativa ........................................... 145 4.4.5. Clases de Frecuencia Absoluta .......................................... 146 . 4.4.6. Dominancia o Cobertura ....................................................... 146 4.4.7. Índice de Valor de Importancia (lVI) .................................... 147 V. CONCLUSIONES ....................................................................................... 150 VI. RECOMENDACIONES................................................................................ 152 VIl. ABSTRACT ................................................................................................. 153 VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................ 155 IX. ANEXO....................................................................................................... 164 ÍNDICE DE CUADROS Cuadro Página 1. Sistemas ópticos estereoscópicos usados para la generación de (MET) . . 25 2. Sistemas Radar RAS e In RAS usados en generación de (MET) .. . .. . . . . . . . . . 25 3. Comparación entre las imágenes LANOSA T y ASTER . .. ... .. ....... .. .. . . . . . . . . . . 27 4. Clases de valores de longitud del cauce principal..................................... 36 5. Clases de valores de elevación media (msnm) .... ...... ............ .. . .. . . . .. .. . . . . . . 37 6. Clases de tamaño de cuencas (km2) •••••••••••••••••••••••••••••••...... •. •. •. •• .• .• . • • . . . . . 38 7. Clases de desnivel altitudinal (msnm) ....................................................... 38 8. Clases de valores de forma........................................................................ 39 9. Clases de valores de compacidad............................................................. 40 10. Clases de valores de alargamiento........................................................... 41 11. Clases de valores de masividad. .. .. .. . . ... ... . . .. .. .. .. .. ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. .. .. .. .. . 41 12. Clases de orden de corriente .. .... .. ........... .. .... ...... .. . .. .. .. .. .. . . . .. .. .. .. . . . . .. . . . .. .. 42 13. Clases de densidad de drenaje................................................................. 44 14. Clases de valores escurrimientos.............................................................. 44 15. Clases de valores de pendiente del cauce (grados).................................. 45 16. Clases de tiempo de concentración (minutos)........................................... 46 17. Clasificación de las cuencas de acuerdo a la pendiente............................ 47 18. Índice de degradación según clima........................................................... 49 19. Coordenadas del área de trabajo............................................................... 51 20. Parámetros morfométricos y calculados para las microcuencas............ .. . . 64 21. Clasificación de la vegetación forestal....................................................... 70 22. Tabla ANOVA y parámetros de la regresión IGN-ASTER.......................... 75 23. Tabla ANOVA y parámetros de la regresión IGN-GE ................................ 76 24. Tabla ANOVA y parámetros de la regresión IGN-SRTM ........................... 78 25. Aéreas con interpoladores a partir del ASTR.... .. .. .. .. .. ..... .. .. .. ... .. .. .. .. .. . . . .. . 80 26. Aéreas con interpoladores a partir del GE.............. .............. .. ........... ......... 81 27. Aéreas con interpoladores a partir del IGN ..... ............. .. .. .. .. .. .. . . . . . . . . . .. . . . . .. . 82 28. Aéreas con interpoladores a partir del SRTM .................... .................. .. .... 83 29. Aéreas generadas a partir de interpoladores e imágenes.......................... 84 30. Estadísticas descriptivas de las altitudes (zestimada- zrea1)- ASTER............ 85 31. Variación de la desviación estándar (ASTER) ....... ........... ...... .. .. .. . . . . .. ... .. . 86 32. Matriz de correlación de Pearson-ASTER ................................................ 88 33. Estadísticas descriptivas de las altitudes (zestimada- zrea1) -GE.................... 90 34. Variación de la desviación estándar (GE).................................................. 90 35. Matriz de correlación de Pearson-GE........................................................ 93 36. Estadísticas descriptivas de las altitudes (zestimada- zr~ -IGN.................. 94 37. Variación de la desviación estándar (IGN) ................................................. 94 38. Matriz de correlación de Pearson-IGN........ ...... ........... .. .. .. .. ... .. . . . . . .. .. . . . . . . . . 96 39. Estadísticas descriptivas de las altitudes czesmmma- zrea1-SRTM ....... ........ 98 40. Variación de la desviación estándar (SRTM)............................................. 98 41. Matriz de correlación de Pearson-SRTM ... .. .... ............. ..... .. .. .. .. . .. .. . . . . . . . . . . . 100 42. Matriz de correlación de Pearson de interpoladores e imágenes . . . . . . . . . . . 102 43. Parámetros Morfométricos del Rio Tres de Mayo...................................... 106 44. Parámetros Morfométricos del Rio Oro ..................................................... 116 45. Parámetros Morfométricos del Rio Colorado .............................................. 127 46. Leyenda fisiográfica de la zona del PNTM ................................................ 138 47. Calculo del error en área de cada estrato.................................................. 140 48. Composición florística del PNTM............................................................... 142 49. Abundancia relativa del PNTM .................................................... .............. 144 50. Frecuencia relativa del PNTM ................................................................... 145 51. Clases de frecuencia absoluta del PNTM .................................................. 146 52. Dominancia o cobertura del PNTM............................................................ 146 53. Índice de valor de importancia del PNTM .................................................. 148 54. Cotas realizadas con GPS en el PNTM ........................... ......... .. ......... 165 55. Levantamiento topográfico de la microcuenca Tres de Mayo ............ 166 56. Levantamiento topográfico de la microcuenca Río Oro ...................... 174 57. Levantamiento topográfico de la microcuenca Río Colorado ............ 180 58. Inventario forestal para determinar el potencial forestal.. ................... 184 ÍNDICE DE FIGURAS Figura Página 1. Los cuatro cuadrantes de alrededor de un Punto de interpolación . . . . . . . . . . . . 14 2. Modelo del Kriging .... ,................................................................................. 16 3. Modelo Splines ......................................... ,................................................. 17 4. Triangulación Delaunay y de red correspondiente polígono de Thiessen .. 18 5. Modelo de puntos regulares {lattice) y red de triángulos irregulares.......... 21 6. Cota o altitud de las curvas de nivel.. ........................... ,............................. 31 7. Pendientes pronunciadas de las curvas de nivel....................................... 32 8. Pendientes menos pronunciadas de las curvas de nivel............................ 32 9. Distribución de las zonas de relieve montañoso y plano............................ 32 10. Ordenes de corriente según Strahler... ...... , ........................ ,......................... 42 11. Ubicación política del Parque Nacional Tingo María {PNTM) .. .. .. .. . . . .. . . . . . . . 54 12. Diseño de parcela para evaluación de categorías de especies................. 71 13. Codificación del árbol individual en el área de estudio.............................. 71 14. Diagrama de dispersión y residuos estandarizados {IGN-ASTER) ............ 75 15. Diagrama de dispersión y residuos estandarizados {IGN-GE)................... 77 16. Diagrama de dispersión y residuos estandarizados (IGN-SRTM).......... .. . . 79 17. Áreas con los interpoladores a partir de ,la imagen ASTER....................... 80 18. Áreas con los interpoladores a partir de la imagen GE.............................. 81 19. Áreas con los interpoladores a partir de la imagen IGN .... ..... .. .. .. .. . . . . . . . . .. . . 82 20. Áreas con los interpoladores a partir de la imagen SRTM ................... ...... 83 21. Áreas generadas a patir de interpoladores e imágenes............................. 84 22. Diagrama de caja de las altitudes-ASTER................................................. 87 23. Histograma de frecuencias de las altitudes-ASTER ..... .. .. . . . .. .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . 88 24. Mapa de correlación entre interpoladores-ASTER..................................... 89 25. Diagrama de caja de las altitudes-GE ..... .. .... ...... .. ...... .. . . .... .. .. .. .. . . . .. . . . . . . .. . 91 26. Histograma de frecuencias de las altitudes-GE........................................... 92 27. Mapa de correlación entre interpoladores-GE ............. .. .................... .. .. .... 93 28. Diagrama de caja de las altitudes-IGN ........... .. ... .. ...... .. .. . . . . . .. . . . . ... .. .. . . . . . .. . 95 29. Histograma de frecuencias de las altitudes-IGN ...... .. .................... .. .......... 96 30. Mapa de correlación entre interpoladores-IGN ........................ ............. ..... 97 31. Diagrama de caja de las altitudes-SRTM ........... .. .. ..... .. .. .. .. .. .. . . . . . . . . . . . . .. .... 99 32. Histograma de frecuencias de las altitudes-SRTM .... .. .. .. .. .. ..... .. .. . . . . . .. . . . .. . 11 O 33. Mapa de correlación entre interpoladores-SRTM ...................................... 101 34. Mapa de las correlaciones de las imágenes e interpoladores.................... 104 35. Altura de la microcuenca tres de mayo en función del área....................... 107 36. Pendiente media de la microcuenca tres de mayo.................................... 109 37. Perfil longitudinal de la microcuenca tres de mayo.................................... 110 38. Curva hipsométrica de la microcuenca tres de mayo .......... .. .. ........... .. . . . . . 111 39. Microcuenca tres de mayo........................................................................ 114 40. Altura de la microcuenca rio Oro en función del área .. .. .. . .... .. . . .. . . . .. .. . . . . . . . . 118 41. Pendiente media de la microcuenca rio Oro.............................................. 120 42. Perfil longitudinal de la microcuenca rio Oro.............................................. 121 43. Curva hipsométrica de la microcuenca rio Oro.......................................... 122 44. Microcuenca rio Oro................................................................................... 125 45. Altura de la microcuenca rio Colorado....................................................... 129 46. Pendiente media de la microcuenca rio Colorado...................................... 131 47. Perfil longitudinal de la microcuenca rio Colorado..................................... 132 48. Curva hipsométrica de la microcuenca rio Colorado................................. 133 49. Microcuenca rio Colorado.......................................................................... 136 50. Porcentaje de elementos de paisaje del PNTM ......................................... 139 51. Mapa de zonificación del PNTM................................................................ 141 52. Abundancia absoluta del PNTM ................................................................. 143 53. Abundancia relativa del PNTM ............................................................ .. .... 144 54. Frecuencia relativa del PNTM .................................................................... 145 55. Dominancia relativa del PNTM ................................................................. 147 56. Índice de valor de importancia del PNTM .................................................. 149 57. Interpolación Kriging de la imagen GE ...................................................... 195 58. Cadena montañosa con Kriging del PNTM (GE) ....................................... 196 59. Variograma a partir de la carta nacional (IGN) .......................................... 196 60. Variograma a partir de la carta nacional (SRTM)....................................... 197 61. Variograma a partir de la imagen ASTER.................................................. 197 62. Variograma a partir de la imagen Google earth......................................... 198 63. Levantamiento topográfico de la microcuenca Río Oro............................. 198 RESUMEN El propósito de la investigación fue evaluar el modelo de elevación de terreno (MET) y parámetros morfométricos del Parque Nacional Tingo María (PNTM); el cual buscó desarrollar estrategias de conservación y protección de las microcuencas que se encuentran alrededor del área natural protegida, para ello se plantearon los siguientes objetivos: evaluar la calidad del modelo de elevación de terreno de la imagen ASTER, SRTM, GOOGLE EARTH y Carta Nacional (IGN); determinar los parámetros morfométricos de las microcuencas: Tres de Mayo, Río Oro y Río Colorado; y determinar el mapa fisiográfico y el potencial forestal del Parque Nacional Tingo María (PNTM). La metodología consistió en llevar a cabo la extracción y el análisis de la calidad de distintos modelos de elevación de terreno (MET) generados para el PNTM, mediante su evaluación con una serie de puntos de control obtenidos mediante receptor GPS modelo Garmin eTrex Vista HCx, con distinto nivel de precisión. Para este propósito se generaron por varios interpoladores (IDW, Kriging, Splines, TIN, y Natural Neighbor), partiendo de los mismos datos fuente (imagen ASTER, SRTM, Google earth y Carta Nacional digitalizada), y se contrastaron con los puntos de control (datos tomados con GPS), que suponemos en principio que relativamente se encuentra libre de errores. De acuerdo a los resultados se obtuvo que en el análisis de calidad a partir de los puntos con GPS; la imagen IGN con el interpolador Splines, tuvo el error medio cuadrático de 6.676 m, y en Kriging tiene un EMC de 6.948 m; siendo el más confiable respecto a los demás interpoladores e imágenes. Los parámetros morfométricos del Río Tres de Mayo son: área 50.74 Km2; altitud máxima 2055 msnm y mínima 735 msnm; pendiente media de 34.84 %; pendiente media del perfil longitudinal del cauce principal 9.813%; forma 0.325; longitud del cauce principal de 5. 703 Km; tiempo de concentración de 47.1 minutos; y potencial de degradación de 2.097 TM/año. Río Oro son: área 4.76 Km2 ; altitud máxima 1705 msnm y mínima 686 msnm; pendiente media de 46.647 %; pendiente media del perfil longitudinal del cauce principal 12.102%; forma 0.353; longitud del cauce principal de 3.29 Km; tiempo de concentración de 24.68 minutos; y potencial de degradación de 2.592 TM/año. Y Río Colorado son: área 2.54 Km2; altitud máxima 1704.5 msnm y mínima 1053.8 msnm; pendiente media de 33.05 %; pendiente media del perfil longitudinal del cauce principal 8.23%; forma 0.402; longitud del cauce principal de 1.483 Km; tiempo de concentración de 10.196 minutos; y potencial de degradación de 2.777 TM/año. Se caracterizó fisiográficamente el PNTM, encontrando: montaña denudacional fuertemente disectada y moderadamente disectada; montaña sedimentaria fuertemente disectada, ligeramente disectada y moderadamente disectada; terraza baja; terraza media; terraza media denudacional y ondulada; y valle intercolinoso. Y el potencial maderable en el PNTM fue: cumala (31.14%), chimicua (27.97%), shimbillo (15.82%), moena amarilla (14.57%}, manchinga (13.89%), requia (12.11%), renaco (11.84%), ishanga (8.36%), shimbillo blanco (7.63%), y cedro huasca (6.94%). l. INTRODUCCIÓN Actualmente el Parque Nacional Tingo María no cuenta con una información precisa acerca de las características geomorfológicas (modelo. de elevación de terreno) necesarias para la planificación de un manejo para la conservación forestal, fauna silvestre, suelos, zonificación ecológica y otros, donde se requiere del conocimiento de las variables topográficas del lugar y/o área de estudio. Ello implica, que las alternativas de manejo a implementar dependerán de variables como altitud, pendiente y exposición de las laderas a los rayos solares. Un modelo de elevación de terreno viene a ser una estructura de datos numérica que representa la distribución espacial de la altitud de la superficie del terreno (FELICISIMO, 1994) para el ingeniero. Mientras BOSQUE (1997) manifiesta que modelo de elevación de terreno es la representación simplificada de una variable que se mide en una superficie ondulada de tres dimensiones. Dos de esas dimensiones se refieren a los ejes ortogonales X e Y, y la tercera mide la altura Z de 1~ variable temática representada en cada punto del espacio (BOSQUE, 1997). Los modelos de ~· elevación de terreno~on la~ base para todo sistema de información geográfica, son imprescindibles en estudios geomorfológicos, hidrológicos, geológicos, de vulnerabilidad, de telecomunicaciones, entre otros. Y una de las aplicaciones de los modelos de elevil_ción de terreno (MET) es participar como una de las herramientas en el análisis hidrológico del Parque Nacional Tingo María (PNTM), lo cual permite determinar los .Parámetros de la 2 morfometría de cuenca, microcuencas en el área de estudio (MAIDMENT, 1992; VERSTAPPEN, 1983; CAMPOS, 1992, GREGORY y WALLING, 1985) ya que permite establecer parámetros de evaluación del funcionamiento del sistema hidrológico integrado en los centros rurales como son: Tres de Mayo, Río Oro y José Santos Atahualpa, que lindera con el PNTM. Dicha herramienta sirve también como análisis espacial ayudando en el manejo y planeación de los recursos naturales (LOPEZ, 1989) al permitir, en el marco de una unidad bien definida del paisaje, conocer diversos componentes como el tamaño de la cuenca, la red de drenaje, la pendiente media, el escurrimiento, etc. Dichos componentes pueden ser obtenidos y modelados mediante el uso de sistemas de información geográfica; y, convenientemente combinados con la geomorfologia, puede obtenerse un diagnóstico hidrológico útil para la planeación ambiental. En el presente trabajo de investigación se extrajo un MET a partir de una imagen ASTER, SRTM, GOOGLE EARTH y la Carta Nacional digitalizada por la IGN (empalme 19k); se analizó su calidad y se derivó del mismo los parámetros que permitieron el estudio morfométrico de las microcuencas del PNTM como son: Río Tres de Mayo, Río Oro y Río Colorado. El presente trabajo plantea lo siguiente: ¿De qué forma las variables topográficas (longitud, latitud y altitud) y/o factores que determirl~n el cQmportamiento del modelo de elevación de terreno influyen -~ en el comportamiento del análisis morfométrico de las microcuencas, análisis del potencial forestal, análisis fisiográfico, y análisis de pendientes del PNTM? Hipótesis Los modelos de elevación de terreno (MET) derivados ·de las variables topográficas (longitud, latitud y altitud) influyen en el comportamiento del análisis 3 morfométrico de las microcuencas, análisis del potencial forestal, análisis fisiográfico, y análisis de pendientes del Parque Nacional Tingo María (PNTM}. Objetivo general Elaborar el modelo de elevación de terreno mediante el análisis topográfico y el uso de sistemas de información geográfica con la finalidad de establecer su influencia en el análisis de la morfometría de las microcuencas, análisis del potencial forestal, análisis fisiográfico, y análisis de pendientes del Parque Nacional Tingo María (PNTM}. Objetivos especificas Evaluar la calidad del modelo de elevación de terreno de la imagen ASTER, SRTM, GOOGLE EARTH y Carta Nacional (IGN} de acuerdo a la evaluación estadística "Cálculo del error del Modelo de Elevación de Terreno (MET}", cuantificando. la correlación existente entre las imágenes. Determinar los parámetros morfométricos de las microcuencas Tres de Mayo, Río Oro y Río Colorado; extraldos de las variables derivadas del modelo de elevación de terreno (MET} generadas a partir de las imágenes ASTER, SRTM, y Carta NaCional, y evaluar la calidad estadística en función del levantamiento topográfico de las quebradas del PNTM. . . ~ Realizar y det~rminar el mapa fisiográfico y el potencial forestal, con fines de establecer su conservación y manejo integral de acuerdo a la zona donde éste se encuentre dentro de la zonificación del Parque Nacional Tingo María (PNTM}. 11. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1. Antecedentes 2.1.1. Sobre el Parque Nacional Tingo Maña La historia de la ocupación contemporánea de la selva alta se: inició en la década del cuarenta, cuando el Estado peruano inicia en la ecorregión una activa . política de expansión que habría de caracterizar las décadas siguientes. La selva alta fue considerada una fuente importante de tierras agrícolas y rica en materias primas de exportación como pieles y maderas finas; también era vista como una estratégica puerta de entrada al inmenso llano amazónico. Tingo María, una de las primeras ciudades en fundarse bajo el influjo de la nueva era de colonización, se convirtió prontamente en un puesto de avanzada y eje de la ocupación (INRENA - PLAN MAESTRO, 2002). En este contexto, y bajo la influencia de una corriente conservacionista que empezaba a asomar tímidamente a nivel mundial, se dan los primeros antecedentes de la creación del Parque Nacional Tingo María (PN Tingo María). El 4 •. de enero de 1940, la tnisma~Resolución Suprema (N° 033) que aprobaba la lotización de la pequeña y mediana propiedad agrícola en Tingo María, decreta reservar cuatro lotes para la creación futura de un Parque Nacional que "incluyese a la quebrada que da lugar a la Cueva de Las Pavas". Si bien dicha quebrada no se encuentra dentro de los límites actuales del Parque Nacional Tingo María, su protección oficial sentó el .... primer precedente para el establecimiento de un área .protegida en la zona. Una década más tarde, el Decreto Supremo No 061 del 16 de octubre de 1950 declaraba 5 Reserva Nacional a un área que incluía a la Cueva de Las Lechuzas, convirtiéndose en la base legal para el establecimiento del actual Parque Nacional. En 1963 se promulga la Ley Forestal (Decreto Legislativo No 14552), que por primera vez incorpora en la legislación peruana la categoría de Parque Nacional (PN). Esta ley sirvió de sustento legal para la creación de los 2 primeros Parques nacionales del Perú, entre los que se cuenta el PNTM. Una década más tarde, el Decreto Supremo No 061 del16 de octubre de · 1950 declaraba Reserva Nacional a un área que incluía a la Cueva de Las Lechuzas, convirtiéndose en la base legal para el establecimiento del actual Parque Nacional. En 1963 se promulga la Ley Forestal (Decreto Legislativo No 14552), que por primera vez incorpora en la legislación peruana la categoría de Parque Nacional. Esta ley sirvió de sustento legal para la creación de los dos primeros Parques Nacionales del Perú, entre los que se cuenta con el Parque Nacional Tingo María. El 2 de mayo de 1965, por Ley N° 15574, se crea el Parque Nacional · Tingo María, la segunda área natural protegida en establecerse en el país. La ley de .· creación de esta área, sin embargo, no definió límites ni extensión; señalando únicamente la inclusión de dos formaciones naturales: la cadena montañosa conocida como la Bella Durmiente y el complejo de cavernas denominado Cueva de las Lechuzas. Dice el artf~ulo 1°~el único que se refiere al tema en la ley. ,.. El Parque Nacional Tingo María cuenta con una extensión de 4 777.8 ha, de entre los 650 hasta los 1800 m.s.n.m, Debido a su altitud y ubicación, el PN Tingo María está cubierto por los bosques montanos lluviosos y nublados característicos de la ecorregión de las Yungas Peruanas (DINNERSTEIN et al., 1995) o Selva Alta {BRACK, 1986). La clasificación por zonas lo caracteriza. como bosque muy húmedo 6 tropical. En el año 2002 se realizo el concurso público N° 005-2002-INRENA, en el cual se concesionaron Unidades de Aprovechamiento (UA) en el departamento de Huánuco, entre las unidades de aprovechamiento no ~torgadas . se encuentran las unidades 29, 31, 32 y 33, estas UA se encuentran parcialmente incluidas en la zona delimitada para la ampliación de Parque Nacional Tingo María (PNTM). 2.1.2. Clasificación fisiográfica, relieve y suelo del PNTM Toda la extensión de la cadena montañosa de la Bella Durmiente se encuentra comprendida dentro del Parque. Por ello, el relieve en su interior es, con excepción de algunas pequeñas terrazas, muy escarpado y accidentado, constituido básicamente por montañas cuyas paredes tienen alturas que van de ~00 a 500 metros disectadas por numerosas quebradas, pequeñas cascadas y manantiales. Las pendientes son muy pronunciadas, superando por lo general los 45° de inclinación. La altitud del Parque va de los 650 y los 1 808 msnm. Sus suelos poco profundos y pedregosos son muy susceptibles a la erosión y muestran claramente su vocación de protección; en el Parque no existen tierras con vocación agrícola o ganadera. Dada su condición montañosa, se puede apreciar diversos afloramientos de rocas y signos de deslizamientos naturales u ocasionados por labores agrícolas no muy recientes. 2.1.3. Estudios realizados sobre modelos de elevación y parámetros morfométricos ~. En el estUdio "Análisis de la. vegetación del área de protección de flora y fauna Cañón de Santa Elena (desierto chihuahuense, México) utilizando Modelos Digitales de Elevación", concluyeron que el gradiente altitudinal es el principal factor que determina las asociaciones vegetales y permite conocer su distribución espacial. Los análisis multivariantes, en particular el de conglomerados, permitieron agrupar las principales especies vegetales de una forma muy satisfactoria, lo cual resulta útil para conocer su distribución espacial y la estructura de la vegetación. Los Modelos Digitales de Elevación son una herramienta útil para identificar los cambios de la composición botánica del desierto chihuahuense, así como la superficie y distribución de las distintas especies (GONZALES y SOSA, 2003). 7 En el estudio realizado de: "Evaluación de la exactitud de modelos de elevación digital (MED) de malla regular generados a partir de curvas de nivef', se concluyo que: Los métodos de interpolación que cumplieron ·con los requisitos de exactitud exigidos en la rectificación rigurosa de fotografías aéreas son el Kriging y Mínima curvatura n considerándose como óptimo el método de Kriging; El mejor tamaño de celda resultó ser 15 metros, es decir, el obtenido con O = 1.5 le; En los puntos que presentan errores mayores a 1/3 de le, cuando se usó Kriging, se observan grupos de puntos alineados perpendicularmente a las curvas de nivel, correspondiéndose con líneas de cauce y cuyo número aumenta en las zonas de mayor pendiente. Este grupo de puntos podría reducirse si se agrega a la muestra de curvas de nivel algunos puntos característicos pertenecientes a líneas de crestas y causes presentes en el terreno. Utilizando una estructura en forma de líneas en las ·· curvas de nivel, el modelo generado no presentó una mejoría en su exactitud. Para zonas montañosas, la reducción de la muestra, considerando distancias mínimas entre puntos intermedios hasta aproximadamente 1 O veces la exactitud planimétrica del plano de curvas de nivel, no afecta la exactitud del MEO generado con Kriging. En zonas planas esta di~tancia puede ser mayor ya que la curvatura en las curvas de nivel ·-. .... es menor; y los criteribs de exactitud deben ser considerados simultáneamente ya que ellos en forma individual no dan suficiente información ~obre la bondad de los MEO generados (VILCHEZ, 2000). En el estudio de: "Análisis morfométrico de la microcuenca de la quebrada Curucutí, estado Vargas-Venezuela", concluyeron que la microcuenca de la quebrada 8 Curucuti corresponde a un sistema hidrogeomorfológico de pequeñas dimensiones de ... carácter exorreico con orientación nortesur perpendicular a la línea de costa, cuyas respuestas morfodinámica e hidrológica están determinadas por la pequeña área del mismo, fuertes pendientes en las vertientes y cauces del sector montañoso, la densidad de drenaje media, el orden 4 de la microcuenca, una relación de bifurcación media de 4.69, alta torrencialidad, las dimensiones de las tormentas y la intensidad y duración de las lluvias. En breves palabras, las respuestas morfodinámica e hidrológica de la microcuenca son condicionadas y controladas por las características morfométricas del sistema y de su red de drenaje. los tiempos de concentración estimados son bastante cortos, a la vez que representan valores críticos como tiempo de respuesta hidrológica (crecidas) de la microcuenca, considerando los asentamientos humanos emplazados sobre el área del abanico aluvial. Estos valores de tiempo de concentración, corroboran el control de la morfometría del sistema y de su red de drenaje en la magnitud de los mismos. Este análisis morfométrico aporta elementos de gran importancia y peso para la concepción y/o reevaluación, de ser el caso, del diseño hidráulico e hidrológico de estructuras para el control de crecientes y de sedimentos, asi como para el análisis, evaluación y zonificación de la amenaza por inundaciones, movimientos de masa y aludes torrenciales y el diseño de sistemas de alerta. La morfometría detallada de este sistema permitirá, posteriormente, estimar los caudales pico de crecidas para distintos períodos de retomo y duración de la lluvia, a través del modelo del Hidrograma Unitario Instantáneo Geomorfológico (HUIG), el cual asume a la respuesta hidrológica de una cuenca, como una función directa de sus parámetros morfométricos (MENDEZ y MARCUCCI, 2005). En el trabajo de investigación titulado: "Modelo Digital de Elevación del Bosque Reservado de la Universidad Nacional Agraria de la Selva, Tingo María - 9 Per(f', ·concluyó que El Bosque Reservado de la UNAS de acuerdo al modelo digital de ' elevación encontrado, presenta una altitud que va desde los 667 msnm hasta los 1092 m.s.n.m., esta variable tiene un comportamiento lineal que se ve incrementado de Oeste a Este. Se diferencia en el paisaje tres unidades fisiográficas bien definidas: colinas bajas hasta los 80 metros de. altura sobre la base local; colinas altas desde los 80 hasta los 300 metros; y montaña baja con altitudes que superan los 300 metros sobre la base local. El MDE generado a partir de curvas de nivel con ArcGis 9.1, evaluado mediante el cálculo del Error Medio Cuadrático (EMC), cumple con la norma estándar de calidad, la cual menciona que en la utilización de curvas de nivel de 10m de separación altitudinal el EMC no debe sobrepasar los 5 m. y El 70.74% del área total del BRUNAS presenta una pendiente que corresponde a los rangos desde empinado a extremadamente empinado cuyos valores superan al 25%, lo que indica que pertenece a una zona eminentemente de protección (PUERTA, 2007). 2.2. Marco teórico y conceptual 2.2.1. Concepto de modelo Una acepción de la palabra modelo, originada en ámbitos geográficos, lo define como una representación simplificada de la realidad en la que aparecen algunas de sus propiedades (JOL Y, 1988). De la definición se deduce que la versión de la realidad que se realiza a través de un modelo pretende reproducir solamente algunas propiedades del objeto o sistema original que, por lo tanto, se ve representado por otro objeto de menor complejidad. Los moderas se construyen estableciendo una relación de correspondencia con la realidad cuyas variantes pueden producir modelos de características notablemente diferentes. TURNER.(1970) distingue tres tipos básicos; en los modelos icónicos, la relación de correspondencia se establece a través de las propiedades morfológicas: 10 una maqueta es un modelo del objeto representado donde la relación establecida es ' fundamentalmente una reducción de escala. Los modelos análogos poseen algunas propiedades similares a los objetos representados pero sin ser una réplica morfológica de los mismos: un mapa es un modelo de la realidad establecido mediante un conjunto de convenciones relativamente complejo que conduce a un resultado final claramente distinto del objeto representado. Finalmente, en los modeios simbólicos se llega a un nivel superior de abstracción ya que el objeto real queda representado mediante una simbolización matemática (geométrica, estadística, etc.). 2.2.2. Modelo de elevación de terreno (MET) El modelo de elevación de terreno (MET) se define como una estructura numérica de datos que representa la distribución espacial de la altura de la superficie del terreno. La unidad básica de información de un DET es un valor de elevación Z, al que acompañan los valores correspondientes de X e Y, que expresados en un sistema de proyección geográfica permiten una precisa referenciación espacial (LEBERL, 1993 y VILCHEZ, 2000). Cabe destacar en este etapa de la exposición que la naturaleza digital y simbólica de los MDT permite una elevada precisión en la descripción de los procesos pero no garantiza la exactitud de los resultados. En efecto, un modelo es necesariamente una descripción aproximada que, en último término, se ··construye mediante la aplicación de unos supuestos más o menos adaptados a la realidad pero que nunca pueden ser exactos. Estos supuestos son los encargados de señalar, por ejemplo, qué factores son relevantes para el modelo y cuáles pueden ser obviados para una discusión más amplia (POPPER, 1984). El término Modelo Digital del Terreno (MDT} fue acuñado, según Miller y La Flamme citado por KEVIN (2001 ), dos ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts, a finales de los años 50. Según estos investigadores un modelo digital del terreno es una representación estadística de una superficie continua del terreno mediante un conjunto infinito de puntos cuyos valores en 11 X, Y y Z son conocidos y están definidos en un sistema de coordenadas arbitrario ' (FALLAS, 2003). 2.2.3. Generación de los MET En el proceso de generación de los MET se puede considerar tres fases que, aún cuando estén bien diferenciadas, presentan importantes relaciones: Captura de la información o fase de medición, proceso de modelización (Interpolación) y la evaluación del modelo generado. Al respecto es importante indicar que para garantizar la calidad final del modelo obtenido, que dependerá de la validez del mismo para resolver problemas concretos de una manera eficiente, es necesario garantizar la calidad de la información, tanto en la fase de captura como en la de modelización. Es así, que día a día aparecen sistemas que nos permiten capturar información más precisa y rápida influyendo de forma notable en el rendimiento de nuestro trabajo. 2.2.4. Captura de Información Existen dos métodos de obtener datos geográfi~os para elaborar un DEM (FELICiSIMO, 1994); métodos directos, mediante contacto directo del terreno, y se ejecutan empleando las siguientes herramientas: estaciones topográficas y sistemas de posicionamiento global (GPS). Los primeros pueden ser estaciones tradicionales como por ejemplo los teodolitos y niveles, y las estaciones totales, mientras que los segundos trabajan con una constelación de aproximadamente 24 satélites que se encuentran rodeando toda la Tierra, empleando un método de triangulación para dar la ubicación del usuario en cualquier parte del globo terráqueo. Métodos indirectos, son lo más frecuentemente utilizados en la elaboración de un DEM, no se necesita acceder físicamente a la totalidad de la zona de estudio. Estos métodos a la vez se subdividen en: digitalización, consiste en convertir información analógica (mapas existentes o imágenes impresas) en información digital mediante el empleo de un tablero digitalizador o mediante la pantalla del ordenador; restitución análoga, empleando 12 como documento básico un par de fotografías aéreas de la zona a estudiar y de ' acuerdo a métodos fotogramétricos se realiza los cálculos para determinar los puntos homólogos, medir el paralaje y estimar la altura del terreno (PACHECO, 2003); restitución digital, teniendo como base imágenes estereoscópicas del Satélite Spot y las imágenes proporcionadas por el sensor Aster instalado sobre el Satélite Terra. Del mismo modo se puede obtener datos a partir de los Raaares de Apertura Sintética (SAR) y con la tecnología LIDAR (Light Detection and Ranging) que es similar al Radar (PACHECO, 2003). 2.2.5. Algoritmo de interpolación espacial La interpolación espacial es un proceso matemático utilizado para predecir el valor de un atributo en una ubicación precisa a partir de valores del atributo obtenidos de puntos vecinos ubicados al interior de la misma región (Burrough y Me Donnell, 1998 citados por ACHUY, 2006). Existen diversos métodos de interpolación como: Red Irregular de Triangulación (TIN), Curvatura mínima (Spline), Interpolación ponderada por el inverso a la distancia, Radial Basis Function y Kriging, método que se destaca por ser exacto y local, que incluye el análisis estadístico exploratorio del set de datos, modelamiento del variograma, interpolación de la superficie y opcionalmente el análisis de la superficie de varianza (FALLAS, 20038 ). 2.2.5.1. lnverse distance weight (IDW) Este método se basa en la idea intuitiva de que las observaciones más cercanas al punto de interpolación deben tener una mayor influencia sobre los valores estimados en ese punto que las más distantes. Z~ = ¿W¡xZ;···············································(l) 1=1 1 d2. W¡ = N ),1 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• (2) ¿-i- i=l dj,i 13 dj,l =~(X-X;)2 ,+(y-y1) 2 •.••.•.••..•.••.•.••••.••.••••••••.••.••••••... (3) Donde: d¡,i = Valores de la distancia entre la muestra i y el punto a interpolar j Z'¡ = Variable a interpolar (x, y) = Son las coordenadas del punto de interpolación y '(x1, y1) son las coordenadas de cada punto de dispersión. La función de peso varfa de un valor de la unidad en el punto de dispersión de un valor cercano a cero cuando la distancia desde el punto de dispersión aumenta. Las funciones de peso se normalizan de manera que los pesos suman a la unidad. El modelo IDW presenta una mayor solidez cuando se utiliza un elevado número de puntos para interpolar y que al mismo tiempo presentan una regularidad espacial. Cuando el volumen de puntos es elevado es importante interpolar con el mayor número posible y utilizando un coeficiente de ponderación (beta) elevado. Es interesante contar con puntos que identifiquen valores específicos, ya que pueden evitar efectos de aterrazamiento, los cuales también ocurren cuando el número global de puntos es reducido. El método podría no ser recomendable cuando existen grandes superficies de valor constante. El Estimador lnverse distance weight (IDW), también atribuye a cada data una ponderación proporcional al inverso de su distancia al sitio a estimar. Existen variantes, donde se eleva la distancia a una cierta potencia (SHEPARD, 1998}: 1 a=O; c+d~ A¡ = n '¡ •••••••••••••••••••••••••••••••(4) Lf=tc+dw 1 14 Donde: ~ di es la distancia entre el dato no i y la posición que se está estimando, e es una constante pequeña, y w es un valor usualmente comprendido entre 1 y 3 · En el cálculo de coeficientes de la función nodal, en el cuadro de diálogo de interpolación IDW, existe una opción para el uso de uñ subconjunto de los puntos de dispersión de los coeficientes de la función nodal, y en el cálculo de los pesos de interpolación. El uso de un subconjunto de los puntos de dispersión distantes entre sí, es probable que no tendrán una gran influencia en la función nodal o relativa a los pesos de interpolación. Además, utilizando un subconjunto puede acelerarse los cálculos ya que menos puntos están involucrados. Hay dos opciones disponibles para definir qué puntos están incluidos en el subconjunto. En un caso, sólo una aproximación de puntos de N se utiliza. En otro caso, sólo una aproximación de los N puntos en cada cuadrante se utilizan como se muestra a continuación. Este enfoque puede dar mejores resultados si los puntos de dispersión tienden a agruparse. ++ + + + + + + + + + + + ++ Normalized Distance + (a) (b) Figura 1. Los cuatro cuadrantes de alrededor de un Punto de interpolación; {a) en forma de S de funciones de peso y {b) Grupo de Punto de Punto Delauney A. 15 2.2.5.2. Kriging Este método está desarrollado en el marco de la teorfa geoestadística y utiliza toda la información procedente del semivariograma para obtener unos factores de ponderación optimizados. Se trata de un método muy extendido, pero es bastante complejo matemáticamente y muy exigente en cuanto a la calidad de la muestra de puntos y las mediciones realizadas de la variable que se interpola. Si esta no es adecuada son preferibles los modelos de medias ponderadas (IDW) que son los más utilizados tradicionalmente debido a la sencillez de su manejo y a su robustez. Además hay que tener en cuenta que normalmente la función semivariograma se calcula globalmente, sin que se hayan hecho demasiados estudios sobre su variación espacial, y asumiendo que la variable es estacionaria (la media y varianza son constantes en el espacio). El kriging tiene dos ventajas principales con respecto a otros estimadores lineales (SHEPARD, 1998): Los pesos usadós en la estimación son determinados como una función entre la distancia estructural (el semivariograma) del valor y la localización a ser estimada y la dis~ancia estructural (el semivariograma) de cualquier otro par de datos. La estimación se acompaña por una cuantificación de incertidumbre, es decir la varianza del kriging. Además, el Kriging es un interpolador exacto, toma en cuenta la . correlación espacial y no reproduce la variabilidad espacial. z• (u)= a+~ A.;· Z(u; ) ......... ~ ................. ~ ....... (5 J i=l Donde Z*(u) es el valor estimado para la posición u, {Z(ui), i=1 ... n} son los valores de los datos en las posiciones {ui, i=1 ... n}, a es un coeficiente aditivo y {A.i, i=1 ... n} son ponderadores. El valor esperado del error de estimación es: 16 n E{Z*(u)-Z(u)}=a+ LA; ·E{Z(u,)}-E{Z(u)? n =a+ L, 2; ·m-m ............................ (6) i=l Para que este valor esperado sea nulo, se debe plantear n . a= {1- L, 2;}·m ................................. (7) i=l Z{ua} Figura 2. Modelo del Kriging 2.2.5.3. Minimum curvature (Splines) La técnica de splines consiste en el ajuste local de ecuaciones polinómicas en las que las variables independientes son X e Y. La forma de la superficie final va a depender de un parámetro de tensión que hace que el comportamiento de la superficie interpolada tienda a asemejarse a una membrana más o menos tensa o aflojada que pasa por los puntos de observación. La ventaja fundamental del método de splines respecto a los basados en medias ponderadas (IDW, por ejemplo) es que, con estos últimos, los valores interpolados nunca pueden ser ni mayores ni menores que los valores de los puntos utilizados para interpolar. Por tanto resulta imposible interpolar correctamente máximos y mínimos; el método Splines genera en este caso una estimación mucho mejor. Una 17 función spline está formada por varios polinomios, cada uno definido sobre un subintervalo, que se unen entre sí obedeciendo a ciertas condiciones de continuidad; como se muestra la siguiente ecuación (SHEPARD, 1998): . 3 p(u)=c0 +c1u+c2u 2 +c3u3 = ¿ckuk ............................................... (8) i=O Cada Ct< es un [vector columna [Croe Ct 75 Fuente: PASTRANA, 2003 Tipo de relieve Plano Suave Mediano Accidentado Fuerte Muy fuerte Escarpado Muy escarpado Símbolo 2.2.11.17. Pendiente del cauce principal o del máximo recorrido Es el promedio de las pendientes del cauce principal. Este parámetro se relaciona directamente con la magnitud del socavamiento o erosión en profundidad y 48 con la capacidad de transporte de sedimentos en suspensión y de arrastre. Dependiendo de la pendiente, existirán tramos críticos de erosión y tramos críticos de sedimentación, los primeros relacionados con las mayores pendientes y la segunda con las mínimas. La metodología más recomendada para determinar la pendiente promedio del cauce principal está basada en el uso del peñil longitudinal y mediante la expresión siguiente: r n (/ J~ ~ ~; ........................................ (26) Donde: So = Pendiente del cauce principal li = Longitud de cada tramo de pendiente Si n = Número de tramos de similar pendiente En general, la pendiente del cauce principal es mucho menor que la . . pendiente de la cuenca. 2.2.11.18. Longitud del centroide (le) Es una característica muy especial de la longitud del máximo recorrido y es la longitud medida sobre el curso principal entre el punto emisor hasta el pie de la perpendicular trazada sobre el cauce y que pasa por el centroide del área. 2.2.11.19. Coeficiente orográfico (Co) Es la relación entre el cuadrado de la altitud media del relieve y la superficie proyectada sobre un plano horizontal. Este parámetro expresa el potencial de degradación de la cuenca, crece mientras que la altura media del relieve aumenta y la proyección del área de la cuenca disminuye. Por esta razón toma valores bastante grades para micro cuencas pequeñas y montañosas, disminuyendo en cuencas extensas y de baja pendiente. ~··· 49 /"T H¿ . L-0 =-......................................... (27) A Donde: Co = Coeficiente Orográfico, adimensional H = Altitud medía del Relieve A = Área de la cuenca Este parámetro combina dos variables esenciales del relieve, su altura que influye en la energía potencial del agua y el área proyectada, cuya inclinación ejerce acción sobre la escorrentía directa por efecto de las precipitaciones. Este importante parámetro adimensional ha servido para caracterizar el relieve de las cuencas hidrográficas y ha sido igualmente investigado con miras a obtener la degradación potencial del suelo bajo los efectos de la acción del clima, degradación cuantitativa que se expresa mediante, y ver los índices de degradación, según clima en el siguiente Cuadro. Cuadro 18. fndice de degradación según clima Clasificación Degradación geológica natural Erosión débil Erosión media Erosión fuerte Erosión excesiva Fuente: PASTRANA, 2003 Degradación (m31km2*año) Símbolo ~100 ~ 100-1000 D2 1000-2000 D3 1000-2000 D4 >2000 Ds q_. = 2.65x log(;.) + 0.46x log(C0 -1.56) ....................................... (28) Donde: qs = Potencial de degradación específica, en Tn/año P = Módulo de precipitación anual o módulo pluviométrico P* = Precipitación del mes de máxima pluviosidad Co = Coeficiente orográfico, en porcentaje 50 Existen otros p¡arámetros asociados con la red natural de drenaje, conocidos como parámetros de drenaje, cuyas características se describen brevemente a continuación. El estudio· de la fisiología de la red natural de drenaje es importante porque permite estudiar los escurrimientos sobre todo cuando no se dispone de información cuantitativa de los factores hidrometeorológicos. La forma y la densidad de la red de drenaje corresponden a la distribución o arreglo geométrico de lo tributarios que lo conforman. Este arreglo o distribución geométrica de la red de drenaje se ha venido formando a través de muchos años sobre la corteza terrestre y se expresa mediante índices o parámetros que describen de alguna manera la geometría de la red (ORTIZ, 2004). 111. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. Ubicación y descripción del área de estudio 3.1.1. Ubicación, extensión y limites del área de estudio El presente trabajo se ejecutó en el Parque Nacional Tingo María (SERNANP-PNTM), El PNTM se localiza en la selva central del Perú, en el departamento de Huánuco, provincia de Leoncio Prado, y en los distritos de Mariano Dámaso Beraún y Rupa Rupa (Figura 11) (PLAN MAESTRO, 2002). Cuadro 19. Coordenadas del area ae traoa;,_- PUNTO SUR(UTM) 1 386137 2 389874 ,) 393309 4 392706 Fuente: PLAN AMESTRO, 2002. NORTE 18 L 8968458 8969521 8958542 8958010 ALTITUD m.s.n.m 72.u 680 720 800 La supeñicie del Parq1.,1e Nacional Tingo Maria, es de 4,777.80 Ha. Sus límites son: Por el Norte: margen derecha del río Monzón y parte del cerro Cotomono, desde la zona turística Cueva de las Lechuzas; por el Este: con el río Huallaga margen derecha dirigiéndose aguas arriba por los límites de las laderas y pasan~o por las zonas Brisas del Huallaga, Afilador, Puente Prado, Puente Pérez La Perla, Cueva de las Pavas, Quezada y Tambillo Grande. Por el Sur: Margen·izquierda de la quebrada Tres de Mayo desde las inmediaciones de su desembocadura al río Huallaga hasta la catarata Gloriapata. Por el Oeste: Comienza desde la catarata Gloriapata siguiendo la quebrada Tres de Mayo llegando al tragadero del río Perdido, siguiendo aguas arriba hasta el encuentro de las quebradas Santa y Colorada, cruzando en sentido norte hasta llegar a la cumbre y siguiendo el rio Oro hasta su llegada al río Monzón. 52 3.1.2. Características climáticas y zonas de vida Las estaciones meteorológicas del José Abelardo Quiñones de la ciudad de Tingo María hasta el año 2009 registran una temperatura máxima media anual de 29.4 °C y una temperatura mínima media anual de 20.3 °C, siendo la temperatura media anual de 24.9 °C. La humedad relativa media anual es cercana al 85%. La precipitación media anual es de 3 328.9 milímetros. La época de lluvias comienza en octubre y se prolonga hasta abril. Sin embargo, en los últimos tres años el régimen de lluvias y estiaje ha sufrido grandes variaciones en su intensidad, ocasionando inundaciones en las riberas de los ríos, provocando huaycos y remoción de masas, y sequías que han afectado a la agricultura (SERNANP, 2009). Ecológicamente de acuerdo a la clasificación de zonas de vida o de formaciones vegetales del mundo y el diagrama bioclimático de HOLDRIGE (1994), la zona del PNTM se encuentra en la formación vegetal de bosque muy húmedo Premontano Tropical (bmh-PT) . y bosque húmedo Tropical (bh - n. 3.1.3. Relieve y suelos Toda la extensión de la cadena montañosa de la Bella Durmiente se encuentra comprendida dentro del Parque. Por ello, el relieve en su interior es, con excepción de algunas pequeñas terrazas, muy escarpado y accidentado, constituido básicamente por montañas cuyas paredes tienen alturas que van de 300 a 500 metros disectadas por numerosas quebradas, pequeñas cascadas y manantiales. Las pendientes son muy pronunciadas, superando por lo general los 45° de inclinación. La altitud del Parque va de los 650 y los 1 808 msnm. Sus suelos poco profundos y ·' pedregosos son muy susceptibles a la erosión y muestran claramente su vocación de protección; en el Parque no existen tierras con vocación agrícola o ganadera. Dada su condición montañosa, se puede apreciar diversos afloramientos de rocas y signos de deslizamientos naturales u ocasionados por labores agrícolas no muy recientes (PLAN MAESTRO, 2002). 53 3.1.4. Hidrografía El PN Tingo María se encuentra en la confluencia de la subcuenca del río Monzón y de la cuenca media del río Huallaga. Justamente el nombre de la ciudad Tingo María, que se halla al otro lado del Parque, cruzando el río, proviene del vocablo quechua tíncco, que significa encuentro. Los bosques del Parque juegan un rol fundamental en la regulación del ciclo hídrico de seis microcuencas: Monzón - Huallaga; Huallaga - Tres de Mayo; Tres de Mayo - Río Santa; Río Sal"'!ta - Río Colorado, Rfo Colorado - Río Oro y Río Oro - Río Bella. Debido al material parental calcáreo del que está compuesto buena parte de la superficie del Parque, su sistema hidrológico presenta características muy particulares. Nos ·referimos a la p~esencia de varios tragaderos que reorientan el curso de las aguas hacia una red de rfos subterráneos. Es el caso del río Santa, que desaparece bajo tierra en un sumidero y abandona su curso normal en la quebrada Tres de Mayo, formando el río subterráneo conocido como río Perdido. El sumidero en el cual el río Santa se pierde en la tierra es conocido como Tragadero del río Perdido. El río Perdido atraviesa la cadena montañosa de la Bella Durmiente por un espacio de cinco kilómetros, descendiendo 450 metros en la cota altitudinal y apareciendo cien metros más abajo de la cueva de Las Lechuzas. El río Perdido presenta la característica particular de traer aguas más frías que las del río Monzón, que se encuentra a apenas 600 metros de distancia. Sus aguas están ligeramente cargadas de sedimentos, producto de la colmatación que se viene produciendo en el tragadero. Es probable que algunos siglos atrás, el río Santa desembocara en el río Huallaga por la quebrada Tres de Mayo. Cuando sus aguas se sumieron por el tragadero de río Perdido, éstas acabaron desembocando en el río Monzón y formaron con el tiempo lo que ahora es la Cueva de Las Lechuzas. Con el paso del tiempo, las aguas han encontrado un nuevo recorrido. Dist. Mariano Dámaso Beraún 54 ------------------------- Departamento de Huánuco ------------- Parque Nacional TingoMaria 1 i i ¡ i i i i i ¡ i i í i i ¡ \ \ \ \ 1 \ ' \ Provin~ia de \ Leoncio Prado \ 1 ' ' \ 1 \ \ \ \ \ \ \ \ \· \ \ \ 1 \ \ Figura 11. Ubicación política del Parque Nacional Tingo Maria (PNTM) 3.2. Materiales y equipos 3.2.1. Materiales 55 Carta Nacional Digitalizada deliGN: Empalme N° 19 k y 19 11998, de la cual se empleó las curvas a nivel de donde se obtendrá los insumas para la interpolación. Imagen ASTER (The Advanced Spacebome Thermal Emission and Reflection Radiometer), Subsystem VNIR, y número de banda 38 y 3N (formatos HDF- EOS) (AST14DEM) (resolución de 30m) Imagen SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), sistema inteñerometrico de 65.0 m de resolución. Imagen de Google earth, fue para obtener insumas de X, Y, Z (Visualización en 30}, para generar las cuevas de nivel. Mapas digitales del Parque Nacional Tingo María (PNTM), necesarios para la delimitación perimétrica del área en estudio. Fotografía aérea de la zona a color año 1998 del Servicio Aerofotográfico Nacional (SAN} (parte del PNTM}; imagen satelital IKONOS en formato Geotiff, subsistema VNIR, numero de banda 1, 2, 3 y 4 del año 2003; y LANDSAT-TM subsistema VNIR, numero de banda 1, 2, 3 y 4 del año 2001, que nos permitió determinar la configuración fisiográfica del PNTM. Machete marca Gavilán, Wincha Stanley de 50m, Rafia, placas de PVC, pintura esmalte color naranja, marcadores color negro, plástico de polietileno, lápiz 2By libreta de campo. 3.2.2. Equipos Brújula, eclímetro y altímetro marca Brunton, fueron utilizados en la fase de reconocimiento y estratificación fisiográfica en campo, y para el levantamiento topográfico de las microcuencas. 56 GPS Garmin eTrex Vista HCx, fueron utilizados con la finalidad de tomar puntos de control dentro del Parque Nacional Tingo María. Cámara fotográfica marca LUMIX de 12 Mega pixeles (OC VARIO-ELMARIT 1:2.8-5.6/6.0-21.4 ASPH) Softwares Arcview 3.2 y ArcGis 9.2 (ESRI), Surfer 8.0 (GOLDEN SOFTWARE), \ . . . ENVI 4.2; ERDAS 8.0; PCI Geomatica 9.1, ILWIS 3.3, IDRISI Andes 15.0, STATGRAPHICS Plus 5.1, para la manipulación de datos y el proceso de análisis estadístico, interpolación y modelamiento. 3.3. Metodología Se pretende llevar a cabo la extracción y el análisis de la calidad de distintos Modelos de elevación de terreno (MET) generados para el PNTM, mediante su evaluación con una serie de puntos de control obtenidos mediante receptor GPS modelo Garmin eTrex Vista HCx, con distinto nivel de precisión. Para este cometido se generan por varios interpoladores (IDW, Kriging, Splines, TIN, Natural Neighbor, y Radial Basis Function), partiendo de los mismos datos fuente {imagen ASTER, SRTM, Google earth y Carta Nacional digitalizada), y se contrastaron con los puntos de control {datos tomados con GPS), que suponemos en principio que relativamente se encuentra libre de errores. Se obtiene pues para cada modelo una distribución de puntos .con las discrepancias en la altitud, que es utilizada para generar los correspondientes estadísticos globales que definen la calidad del modelo. Luego se hiso la elección de un modelo, por lo general el que tuvo mayor confianza para determinar los parámetros morfométricos de las microcuencas del PNTM, y luego se contrasto con el levantamiento topográfico de las microcuencas: Tres de Mayo, Río Oro, y Río Colorado, este fin fue para medir el grado de precisión; también se usó este MET para generar mapa base del PNTM como son. Mapa fisiográfico, mapa de pendientes, mapa hidrográfico, mapa de vegetación y mapa de suelo; y finalmente se determinó el 57 potencial maderable del PNTM, que permitió precisar las especies que predominan en el PNTM; para todo este proceso se siguieron los siguientes procedimientos: 3.3.1. Elaboración del MET y análisis de calidad del modelo 3.3.1.1. Obtención de puntos de la Carta Nacional Para obtener los puntos suficientes que sirvieron de insumas para la elaboración del MET, se incrementó el número de curvas de nivel, disminuyendo la separación altitudinal de 40 m a 20 m, mediante la opción Create contours €1el Menú SURFACE en la extensión 30 ANAL YST (Arcview), y también se empleó la extensión Divide2.avx, luego se añadió puntos sobre las curvas de nivel creándose un tema de puntos (N), FALLAS (2003a). El número de puntos por unidad dependió principalmente de la fisiografía del terreno, incrementándose la densidad de puntos en la zona montañosa y disminuyendo en la zona de colina baja. 3.3.1.2. Obtención de puntos de la imagen SRTM Para este evento se utilizó el software Global maper, quien trabaja conjuntamente con el intemet, la página utilizada fue el http://SRTM.csi.org, aquí se visualiza todo el mapa mundi del planeta. Entonces en el cuadro se seleccionó las coordenadas de interés en UTM, para ello se trabajó con el cuadro que trae la carta nacional (IGN), exportando las cuatro coordenadas de éste, una vez definida las ' coordenadas, se descargó en una carpeta en formato (.DEM), solo se pudo encontrar la imagen SRTM con 90 m y 65 m de resolución. La ventaja de esta imagen es que no es afectada por nubes, esto es por las ondas microondas (rango de 1 mm a 1 m de longitud de onda), y tienen un rango de frecuencia de 300MHz a 300GHz; por lo tanto están en la capacidad de ver a través de la atmósfera. La imagen obtenida se trabajó con el software ENVI 4.2 quien puede leer este formato sin ningún problema, en este programa en el menú Open Topographic file se importó el SRTM DEM, luego en el 58 mismo menú de Topographic, se realizó el convert contours to DEM a formato .Shp (shpfile}, con una separación altitudinal de 20 m; también se hizo Jo mismo en el software de ERDAS 8.0, pero previamente se convirtió a formato .img, y esto se hizo con el ENVI 4.2. Después de tener las curvas de nivel de la imagen SRTM, mediante la opción Create contours del Menú SURFACE en la extensión 3D ANAL YST (Arcview), y también se empleo la extensión Divide2.avx, luego se añadió puntos sobre las curvas de nivel creándose un tema de puntos (N), FALLAS (2003a). 3.3.1.3. Obtención de puntos de la imagen ASTER Para la obtención de puntos se utilizó la imagen ASTER del 2004 nivel L 1 B con un porcentaje de cobertura de nubes del 4 - 6 % (USGS, 2000) y el proceso de extracción se realizó aplicando PCI Geomática 9.1. Para extraer . el DEM georeferenciado fue necesario contar con una serie de puntos de control (GCPs) con posición y elevación conocidas (esto se realizó con el GPS Garmin eTrex Vista HCx), a partir de los cuales, fue posible asignar valores reales de elevación a cada uno de los pixeles del DEM extraído. Se recopilaron puntos de control en campo mediante GPS (Garmin eTrex Vista HCx, la cual tiene incorporado un barómetro}. Los puntos se colectaron en lugares fácilmente identificables en la imagen y en el terreno de estudio (PNTM), distribuyéndolos casi en toda la imagen y cubriendo la variación altitudinal que la zona de estudio presenta. Con este procedimiento se recopilaron en campo 55 puntos, 3 de ellos se emplearon como GCPs; y los restantes, se emplearon como puntos de comprobación para verificar la calidad del DEM extraído. Se generaron imágenes epi polares a partir de las bandas 3N y . 38 de la imagen y se extrajo un DEM georeferenciado de la zona de estudio con sistema de 59 referencia UTM, Zona 18 L Sur, Datum WGS 84 y elipsoide WGS 84; con un tamaño de pixel de 30m. una vez obtenida el DEM, se trabajo con el software ENVI4.2 quien puede leer este formato sin ningún problema, en este programa en el menú Open Topographic file se importo la imagen en formato .DEM, luego en el mismo menú de Topographic se realizó el convert contours to DEM a formato .Shp (shpfile), con una separación altitudinal de 20m, se hizo lo mismo en el software de ERDAS 8.0, pero previamente se convirtió a formato .img, y esto se hizo en el ENVI 4.2. Después de tener las curvas de nivel de la imagen SRTM, mediante la opción Create contours del Menú SURFACE en la extensión 30 ANAL YST (Arcview) y '· también se empleo la extensión Divide2.avx, luego se añadió puntos sobre las curvas de nivel creándose un tema de puntos (N), FALLAS (2003a). 3.3.1.4. Obtención de puntos de la imagen de Google earth Para la obtención de estos puntos, se trabajo con el software Google earth, este programa permite directamente obtener las coordenadas (Este, Norte y altitud), pero previamente en el menú de herramientas, en opciones se selecciona la proyección en donde se desea trabajar, en este caso se selecciono en UTM WGS 84, y la altitud en m.s.n.m. 3.3.1.5. Métodos de interpolación de los puntos de control y generación del MET La generación del MET se realizó empleando los interpoladores: IDW (lnverse distance weight), Kriging, Splines (Minimum curvatura), Natural Neighbor, TIN (Interpolación a partir de triángulos irregulares) y Radial Basis Function (RBF). El MET del Parque Nacional Tinge María se obtuvo mediante el Programa ArcGis 9.2 (ESRI), y un visualizador especializado en 30 denominado ArcScene, utilizando el menú 30 60 ANAL YST (el MET ~e realizó con los interpoladores: IDW, Splines, Kriging, TIN y Natural Neighbor), y el interpolador Radial Basis Function se realizó en el Software SERFER 8.0; mientras que los variogramas de todos los interpoladores (IDW, Splines, Kriging, Natural Neighbor, TIN, y RBF) se obtuvieron empleando el programa SURFER 8.0 (GOLDEN SOFlWARE). Eligiendo la opción Variogram del Menú GRID, para lo cual las coordenadas X, Y, Z fueron introducidas en la Hoja de Trabajo (Worksheet) y guardados en formato .dat. Para la realización de un TIN (red de triángulos irregulares); para la generación de una estructura triangular, como parte de datos se tuvo que conocer sus tres coordenadas (este, norte y altitud) (x, y, z). Esta muestra de puntos fue extraída de las curvas de nivel realizadas anteriormente con una diferencia altitudinal de 20m (Carta Nacional, Imagen SRTM, Imagen ASTER, e imagen de Google earth). 3.3.1.6. Puntos de control Para contrastar los distintos modelos generados fueron necesarios un conjunto de puntos de control que representen al "terreno real", y que podamos contrastar con los modelos interpolados. Las diferencias de alturas así obtenidas nos permitió evaluar el nivel de error de cada modelo. Según los estándares para modelos digitales de elevaciones, del U.S.G.S. (Departamento del Interior del U.S. Geological Survey), en referencia al control de la calidad de los MDE, se habla de un mínimo de 28 puntos de control, 20 interiores y los 8 restantes en el borde. (USGS, 1997). Los puntos de control fueron obtenidos con un GPS Garmin eTrex Vista HCx; esto fue con la finalidad de asegurar una buena calidad de la altura ortométrica, 61 se han calculado los parámetros de transformación para la zona apoyándose en tres vértices geodésicos (dos pertenece a las cotas del IGN que se encuentran dentro del PNTM, uno es por la estación meteorológica José Abelardo Quiñones) en el borde externo e interno de la zona. Este GPS cuenta con una precisión de 2m (este y norte) y altitud 1 m., entonces se colectaron de campo 55 puntos (Anexo 1). 3.3.1.7. Evaluación del MET Se verificó la calidad del MET en base a la comparación entre las cotas de 55 puntos de verificación tomados en el terreno vía GPS y las cotas extraídas del MET generado en los puntos correspondientes {puntos obtenidos de: Carta Nacional, Imagen SRTM, Imagen ASTER, e imagen de Google earth), calculando el coeficiente de correlación (R2), el coeficiente de eficiencia de Nash y Sutcliffe (EF), el coeficiente de determinación (CD), el error cuadrático medio (RMSE), el error medio (BIAS) y el error medio absoluto (MAE). La evaluación o validación del MET se comprobó teniendo en cuenta la validación estadística. Para ello se calculó el Error Medio Cuadrático (EMC) a partir de los puntos de control (n). Se consiguió empleando la siguiente fórmula: n 2 ¿(z; -z;) EMC= i=1 (29) ....:.;::o_.-- •••••••••••••••••• n Donde: zt = Valor estimado de la altitud del enésimo punto de control. z; =Valor real de la altitud del enésimo punto de control. n = Número de puntos de control. Para determinar "n" se empleó la siguiente fórmula: 62 CV2 *t2 , n = 2 •••••••••••••• ~30) E Donde: CV2 = Coeficiente de variabilidad. f = Es el valor de la distribución normal estandarizada para un nivel de confianza del95% (alfa =0,05) el valor de Z es 1,96. n = Número de puntos de control E2 = Error máximo permisible 3.3.2. Parámetros morfométricos de las microcuencas del PNTM 3.3.2.1. Levantamiento topográfico longitudinal y vertical de las quebradas del PNTM Este trabajo consistió netamente en campo, para ello como materiales y equipo se usó: Wincha, Brújula, Eclímetro, Altímetro y GPS; primeramente se siguió todo el cauce de las quebradas: río Tres c:le Mayo, río Colorado y rio Oro; con lawincha se midió la distancia de un punto "P" a otro punto "Q" (la distancia varía de acuerdo a comportamiento sinuoso del cauce), al mismo tiempo se aprovecho de medir el azimut de estos punto con una brújula, y también se aprovecho en medir la pendiente con un eclímetro, tratando de mantener la paralelidad del cauce con la proyección temporal de este material; estas mediciones se realizaron desde el inicio del cauce hasta el final (naciente del cauce); pero el inicio de las quebradas fueron georeferenciadas con el GPS Garmin eTrex Vissta HCx (precisión de hasta 2m); la cual estos datos obtenidos en campo, permitió obtener las coordenadas geográfica (UTM: Este, Norte y Altitud), a través de procedimientos trigonométrico y geométricos, para luego ser llevado a un sistema de comparación con los cauces generados con la carta Nacional (IGN), imagen SRTM, imagen ASTER, e imagen del Google earth. 63 3.3.2.2. Delimitación automática de cuencas hidrográficas y extracc~ón de parámetros moñométricos La metodología en esta parte del trabajo se basó fundamentalmente en mediciones y cálculos de variables y parámetros morfométricos de las microcuencas del Parque Nacional Tingo María (PNTM}: Río Tres de Mayo, Río Colorado y Río Oro y sus redes de drenajes, para lo cual se utilizó como fuente de información los planos topográficos generados por: Carta Nacional (IGN}, imagen SRTM, imagen ASTER, imagen de Google earth. A partir de la cartografía digitalizada generada por la carta Nacional (IGN), imagen SRTM, imagen ASTER, imagen de Google earth, del área de estudio y empleando la herramienta SIG (software Are Gis 9.2) se calcularon los parámetros morfométricos básicos puntuales, lineales, areales y pendientes de la cuenca y de su red de drenaje. Otros parámetros se obtuvieron de la lectura directa sobre la base cartográfica original, y otros por medio. de las ecuaciones matemáticas que los definen. Cada uno de los parámetros morfométricos medidos y calculados en este estudio para el área de interés se especifican en el Cuadro 20. Para el cálculo de la altura mediana de la microcuenca, se seleccionaron intervalos entre curvas de nivel cada 100 m y se midió el área parcial de cada intervalo expresándolas en porcentajes y luego como área acumulada en porcentaje. Posteriormente, se construyó un gráfico bidimensional representando en el eje x el área acumulada (%)y en el eje y la altura (msnm), a partir de.l cual se estimó la altura mediana, valor este corre~pondiente al 50 % de área acumulada. Para el cálculo de la pendiente media se siguió el mismo procedimiento descrito para estimar. la altura mediana, sólo que para cada intervalo de curva de nivel se calculó la pendiente media del terreno, promediando varias mediciones realizadas en cada uno de ellos. 64 Cuadro 20. Parámetros morfométricos medidos y caiculados para las microcuencas del Parque Nacional Tingo María Variable Parámetro Símbolo Ecuación Dimensión Área A Lz (1) Perímetro p L<2> Escala de la Longitud L L Microcuenca Ancho w L Diámetro D D=(4Ailr)112 L Altura máxima H L Altura mínima h L Altura mediana Hmd L Relieve máximo Hb Hb = H- h L Radio del relieve R R = HtJL Pendiente mediana Smd % Pendiente media s. ;(L:-· r Gradiente y del perfil forma del relieve S m % longitudinal de la de la corriente principal S .<3> m<4l m1 , microcuenca Concavidad del C=b/8 perfil longitudinal de e b(5l, 8(6) la corriente principal Construcción grafica con los coeficientes Curva hipsométrica Ch de altura relativa (Chr) y área relativa (Car), respectivamente Elongación Se Se= A0·5fl Perímetro relativo Se= P2/A de crenulación Se Forma de la Radio de Re= lcn/P microcuenca crenulación Re lcn(7) Forma R, Rr = AIL2 Coeficiente de Kc = 0.28x(P/A0·5) compacidad Kc Variable Extensión de ia red de drenaje Orden y magnitud de la red de drenaje Orden y magnitud de la red de drenaje Parámetro • ..:!lQitua ae ia corriente principal Longitud total de las corrientes Densidad de drenaje Coeficiente de mantenimiento del canal Orden de la corriente Numero de segmentos de la corriente de un orden dado Relación de bifurcación Longitud de la corriente de un orden dado Longitud total de las corrientes de un ord~n dado Longitud media de las corrientes de un orden dado Longitud media acumulada de las corrientes de un orden dado Relación de longitud lndice de alargamiento Coeficiente de masicividad Longitud del centroide Coeficiente orográfico Símbolo Lcp Ct Dd Cmc u N u Rb Lu Ltu Lmu Lmau la Ecuación C1 = r Longitud de las corrientes Dd = Ct!A Cmc =Al Ct Rb = Nu 1 Nu+1 Ltu=I:Lu Lmu = Ltuf Nu Lmau = Lmu + Lmu+1 Lm/L Altura media de la cuenca 1 área de la cuenca Longitud medida sobre el cauce principal Potencial de 2.65Log(P/P.)+0.46Log(Co- degradación q8 1.56) Coeficiente de CT = N1/A torrencialidad CT N1 (a) 65 Dimensión L L UL2 L2/L L L L L L MfT Fuente: GARDINER, 1981; GREGORY y WALLING, 1973; GUEVARA y CARTA YA, 1991; HENAO, 1998; HORTON, 1945; LEOPOLD, GORDON y MILLER, 1964; MONSALVE, 2000; PASTRANA, 2003; PÉREZ, s/f.; SENCIALES, 1998; SMITH y STOPP, 1978; STRAHLER, 1968; STRAHLER, 1985; VÉLEZ y VÉLEZ, s/f.a; VÉLEZ y VÉLEZ, slf.b. (1) L2 = areal; (2) L =lineal; (3) Sm; =pendiente media de cada intervalo del perfil longitudinal de la corriente principal; (4) m = número de intervalos en que se divide el perfil longitudinal de la corriente principal; (5) b = altura del perfil longitudinal de la corriente principal en su longitud mediana; (6) B = altura de la recta del perfil longitudinal de la corriente principal en su longitud mediana; (7) Len = longitud de la curva de nivel que corta el mayor número de corrientes de la red de drenaje; (8) N1 = número de corrientes de orden 1 66 Para la estimación de la pendiente media del cauce principal de las quebradas: río Tres de Mayo, río Colorado y río Oro, los perfile longitudinales de estos se subdividió en intervalos de acuerdo al comportamiento sinuoso y en cada uno de ellos se calculó gráficamente su pendiente media, luego con estos valores se calculó la pendiente media de todo el perfil utilizando la ecuación que se indica en el Cuadro 19. Para la construcción de la curva hipsométrica se tomaron los mismos intervalos de 1 00 msnm entre curvas de nivel y los valores de área acumulada. Luego se calcularon los coeficientes de altura relativa dividiendo los valores de los límites superiores de cada intervalo entre la altura máxima de la cuenca, y los coeficientes de área relativa dividiendo el área acumulada en cada intervalo entre el área total de la microcuenca. Con estos coeficientes se construyó un gráfico bidimensional representando en el eje "x" el área relativa y en el eje "y" la altura relativa. Para la representación gráfica de la relación longitud del curso principal de las quebradas: rio Tres de Mayo, río Colorado y río Oro -área de la microcuenca, se retomaron los intervalos de 20 msnm entre curvas de nivel con sus respectivos valores de área acumulada y se midieron las longitudes parciales del cauce de las quebradas; río Tres de Mayo, río Colorado y río Oro en cada uno de los intervalos, los cuales luego se expresaron como longitud acumulada. Con estos valores se construyó un gráfico bidimensional representando en el eje "x" el área acumulada y en el eje "y" la longitud acumulada del cauce de las quebradas. Los tiempos de concentración de las tres microcuenca: río Tres de Mayo, río Colorado y río Oro en su desembocadura y en el ápice del abanico, se estimaron con base en la ecuación de Kirpich (1940) te= 0,01947 x L 0·77 x s-0·385 (L es la longitud del cauce principal, y S es la pendiente promedio del cauce principal). La velocidad promedio del flujo en las mismas posiciones geomorfológicas y altitudinales, se estimaron por medio de la ecuación Vf = L 1 te. 67 3.3.3. Análisis fisiográfico del PNTM 3.3.3.1. Elaboración de mapa base a partir de la imagen satelital y carta nacional Es aquí donde se elaboraron mapas de caracterización fisiográfica del Parque Nacional Tingo María; se trabajó con imagen satelital ASTER, IKONOS año 2003 y LANDSAT del año 2001, y también como referencia se utilizo la carta nacional empalme 19k {IGN); de las cuales el análisis fisiográfico fue mediante la metodología empleada por Malleux {MALLEUX, 1982). 3.3.3.2. Ubicación de los puntos de verificación Una vez elaborada el mapa de análisis fisiográfica del PNTM, con la ayuda de las imagen satelitales, se ubicó los puntos de control, para la obtención de este sistema, se delimito todo el PNTM con cuadrantes de 9.00 Ha (300x300m2) de forma simétrica, obteniendo 560 cuadrantes, y por cada cuadrante se subdividieron 900 subcuadrantes para las respectivas verificaciones; luego se trabajo con la tabla de números aleatorios, previamente se le asigno números distribuidos al azar en todo el perímetro del área estudiada, para luego verificar el tamaño de muestra con la tabla de distribución binomial (PIMENTEL, 1996); se trabajo a un nivel de confianza del 90 % y 95% esto es debido a aspectos naturales (variables que no se pueden manipular) como son evaluación de pendiente y altitud (parámetros fisiográficos) (MALLEUX, 1982). 3.3.3.3. Verificación de unidad fisiográfica predeterminada Para la verificación de las parcelas seleccionadas anteriormente en el análisis fisiográfico, se realizo con el GPS Garmin eTrex Vista - HCx, la ventaja de este GPS es que tiene un altímetro incorporado, que se tuvo que parametrizar, y para ello se utilizo los datos de la estación meteorológica José Abelardo Quiñes calibrando de esta manera el barómetro, también se llevo aparte un altímetro y eclímetro modelo 68 Brunton, esto fue para poder medir la pendiente del área a evaluar y la altitud de la estratificación fisiográfica. 3.3.3.4. Interacción del mapa fisiográfico inicial de gabinete y la información obtenida en campo Mediante los programas ·de Are view 3.3, Are GIS 9.2, SURFER 8.0 y STATGRAPHICS Plus 5.1, se realizó la interacción del mapa base fisiográfico inicial con datos (altitud y pendiente} obtenidas en campo; y para determinar el error de estratificación se usó la metodología de MALLEUX (1982), como se muestra en la siguiente ecuación. l- ( )2] 2 IM n M 2 M S (oj)Pe =-LlJ.lJe(l-lje)+- LlJP }e~ ,LP1Pje ..... (31) n J=l K J=l J=l Donde: P¡ = Proporción del estrato j P¡e = Proporción del estrato e en el estrato j K = Número total de parcelas distribuidas en todo el área n¡ = Número de parcelas de verificación en el estrato j M = Número de estratos S2 = Error de estratificación 3.3.4. Elaboración de mapas a partir del MET y parámetros morfométricos 3.3.4.1. Mapa topográfico (pendiente y altitud) Para el cálculo de pendientes del terreno se consideró ocho rangos; Plano a casi plano, casi plano a ligeramente inclinado, ligeramente inclinado a moderadamente inclinado, moderadamente inclinado a fuertemente inclinado, fuertemente inclinado a empinado, empinado a muy empinado, muy empinado a fuertemente empinado, fuertemente empinado a extremadamente empinado (PUERTA, 69 2007). Se empleó la opción Surface Análisis- S/ope, determinándose la pendiente en porcentaje. El procedimiento manual es un método sencillo donde se trabajó con la distancia entre las curvas de nivel y la escala del mapa. Se elaboró una plantilla que indique la separación mínima entre la curvas de nivel para obtener una determinada pendiente; generalmente la plantilla consistió en pequeños círculos que indicaron diferentes porcentajes de pendientes. La fórmula para la elaboración de la plantilla es la siguiente: DV P=-x100 ......... (32) DH Donde: P = Pendiente DV = Distancia vertical OH = Distancia horizontal 3.3.4.2. Mapa hidrográfico Se delimitó con el MET generado a partir de la carta nacional, imagen SRTM, imagen ASTER e imagen de Google earth, para ello se usó el software Are Gis 9.2, se empleo la función Fi/1 Sinks y Stream Segmentation y Stream Definition, ello permitió la delimitación automática las quebradas del Parque Nacional Tingo María (río Tres de Mayo, río Colorado y río Oro). 3.3.4.3. Mapa de red vial (accesibilidad) Se delimitó los caminos primarios y secundarios existentes en el Parque Nacional Tinge María (PNTM) a base de interpretación de imágenes IKONOS del año 2002; y para mejorar se contrastó con el MET. 70 3.3.5. Determinación del potencial maderable del PNTM Se delimitó parcelas de 1 O x 100 metros de lado, equidistantemente a favor de la pendiente (pero de acuerdo al azimut de trabajo, con que se delimitó las parcelas), de manera que quedó definido como se aprecia en la Figura 12 y se marcaron a las especies forestales como se muestra en la Figura 13; en los cuadrantes se evaluó las categorías de fustales y árboles maduros, como se muestra en el Cuadro 21; las muestras fueron tomadas al azar dentro del Parque Nacional Tingo María, como muestra piloto, para determinar el número de muestra definitiva, donde se· usó la siguiente fórmula. t 2xCV2 n = 2 2 ••••••••• (33) E 2 + t xCV N Donde: CV2 = Coeficiente de variabilidad. f = Es el valor de la distribución normal estandarizada para un nivel de confianza del 95% (alfa =0.05) el valor de Z es 1.96. n = Número de puntos de control N = Número total de muestras del PNTM E2 = Error máximo permisible Cuadro 21. Clasificación de la vegetación forestal Categorías Fustales y arboles maduros Dimensiones del individuo Dap ~a 10 cm Fuente: BOLFOR. 1998 Tamaño de la muestra (m) 100 X 10 Superficie de la parcela (m~ 1000 •'' r------------10m------------~ 2m 1m 2m 1m 1 1m 2m 1m 100m 5m 1 2m 1----5m ----t Figura 12.Diseño de parcela para evaluación de categorías de especies forestales 2 22 No de sub parcela No de árbol Diámetro de la referencia (Dap) a 1.30 m desde el suelo Figura 13. Codificación del árbol individual en el área de estudio 71 Para determinar el potencial maderable, se considero para el análisis determinar el tipo de bosque que predomina en el Parque Nacional Tingo María, para ello se realizo el análisis estructural horizontal, determinando las . si_guientes características: 72 3.3.5.1. · Composició~ florística Constituyen uno de los rasgos más llamativos en la estructura del bosque tropical y se expresa en una simple tabla conteniendo los nombres de las especies y el número de individuos en la parcela de estudio. 3.3.5.2. Cociente de mezcla CM= N°especies ........ (34) N°árboles . 3.3.5.3. Abundancia absoluta y relativa Se utilizó la formula citada por (ODUM, 1998 y KREBS, 1995) A. Absoluta = N°Total de individuos por especies N°Total de individuos por especies A. Relativa= X 100 ....... (35) N°Total de .individuos 3.3.5.4. Frecuencia absoluta y relativa Para calcularla durante el muestreo la parcela se subdivide en 25 partes o subparcelas de igual tamaño entre sí (10 X 100m2). Entonces se controló la presencia o ausencia de cada especie en cada subparcela. La frecuencia absoluta de una especie se expresa en o/o de las subparcelas en las que aparece, cuando aparece en las 20 subparcelas entonces la frecuencia es de 1 00% 3.3.5.5. Clases de frecuencia absoluta La ley de frecuencias de Rahnkiaer establece: A> 8 >e~ 6 s D C = D >E. Si se cumple esta ley, quiere decir que el bosque ha sido intervenido o alterado. 3.3.5.6. Dominancia o cobertura RANGEL y VELÁSQUEZ, (1995) Ab por especie Dr = Xl00 ...... (36)· Ab Total Donde: Ab = área basal 3.3.5.7. Índice de valor de importancia Según Curtís y Me. lntosh, citado por LAMPRECHT (1990). IV! = Abr% + Fr% + Dr% ........... (31) Donde: Abr = Abundancia relativa de cada especie Fr =Frecuencia relativa Dr = Dominancia relativa de cada especie IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1. Análisis de calidad del MET generada con distintas técnicas de interpolación e imágenes 4.1.1. Comparación de los MET a partir de las imágenes 4.1.1.1. Comparación de IGN con la imagen· ASTER La comparación entre ambos MET descansa en la interpretación del gráfico cartesiano de regresión lineal de dispersión, el cálculo de su asociación espacial para lo cual es usual la aplicación del coeficiente de correlación (BOHAM, 1996 y FUJISADA, 2005), que definan los niveles de precisión y confiabilidad en los MET analizados, y finalmente el análisis de las diferencias de altitud en dos perfiles topográficos trazados en un área con vegetación y fuertes pendientes. En función del grafico de dispersión entre ambos MET (Figura 14), en términos generales, se asume una alta correspondencia entre los datos de ambos MET, interpretándose que los datos y grupos de datos alejados de la tendencia linear provienen de sectores fuertemente afectados· por problemas relativos a densidad atmosférica, vegetación y variabilidad de inclinación y exposición de pendientes, así como también por el proceso sintético de corrección de la información original, lo cual es particularmente visible en el MET ASTER. Es por ello que en la Figura 14 se muestra la gráfica de los residuos estandarizados, puesto que se distribuyen a una distribución Normal (0, 1), y valores que excedan fuera de estos rangos en valor absoluto, indican claramente que las celdas no se ajustan al modelo, en la Figura se muestra que las celdas (altitud) se ajustan al modelo del comportamiento de altitud; además en el Cuadro 22 se muestra que el F calculado es mayor que el F tabular, por lo tanto el modelo es altamente 75 significativo, quiere decir que existe asociación entre las altitudes de la imagen ASTER con el IGN. La consistencia y robustez de los datos de altitud se demuestra en la relación linear positiva y alta correlación obtenida (0.976). Cuadro 22. Tabla ANOVA y parámetros de la regresión de dispersión deiiGN Vs ASTER Fuente GOL Suma de los· Media de los F cuadrados cuadrados Pr> F Modelo 1 2149387984.86 2149387984.86 2130220.74 < 0,0001 Error 51691 52156103.88 1008.99 Total corre~ ido 51692 2201544088.7 4 Fuente Valor Desviación t-esta. Pr > 1t1 límite inferior Límite superior tí~ica {95%) {95%} Intersección 157.246 0.687 229.009 < 0.0001 155.900 158.592 IGN 0.837 0.001 1459.528 < 0.0001 0.836 0.838 ASTER = 157.245815097312 + 0.837005197838467*1GN Fuente: Elaboración propia 1J()() 950 ~ 900 ~ ~ 850 -!. 800 Ir: w 750 ti c:r: 700 650 600 600 Regresión de ASTER por IGN (RZ=0.976) -----·------------------------------··- ------- ----------· ------- ·---- ··- --l , .... - 650 700 750 800 850 900 IGN (altHud) Activas IVbdelo · lnt. de conf. (Media 95%) -··· --- lnt. de conf. (Obs. 95%) ---Lineal (Serie4) ! 950 FiguíB 14. Diagrama de dispersión y residuos estandarizados de los MET IGN Vs ASTER En el Cuadro 22 se muestra que el t estadístico de la intersección tiene un valor de 229.009, que significa que el grado de asociación entre las altitudes (Z) de la imagen ASTER con las altitudes de la IGN es alta y/o significativa; además la 76 intersección tiene una desviación tfpica de 0.687 hl; y se encuentran dentro de los limites de 155.9 m hasta los 158.592 m.· 4.1.1.2. Comparación deiiGN con la imagen del Google earth La comparación entre ambos MET {IGN Vs imagen de google eart) descansa en la interpretación del gráfico cartesiano de regresión lineal de dispersión, el cálculo de su asociación espacial para lo cual es usual la aplicación del coeficiente de correlación (BOHAM, 1996), que definan los niveles de precisión y confiabilidad en los MET analizados, y finalmente el análisis de las diferencias de altitud en dos perfiles topográficos trazados en un área con vegetación y fuertes pendientes. En función del grafico de dispersión entre ambos MET (Figura 15), en términos generales, se asume una alta correspondencia entre los datos de ambos MET, interpretándose que los datos y grupos de datos alejados de la tendencia linear provienen de sectores donde la carta nacional se encontraron vacíos por problemas de densidad atmosférica, vegetación y variabilidad de inclinación y exposición de pendientes, así como también por el proceso sintético de corrección de la información original. Guadro 23. Tabla ANOVA y parámetros de la regresión de dispersión deiiGN Vs Google earth Fuente GOL Suma de los Media de los F cuadrados cuadrados Modelo 1 2693147964.549 2693147964.549 3466178.571 Error 51691 40162821.561 776.979 Total corregido 51692 2733310786.11 o Fuente Valor Desviación t Pr > ltl ti pica Intersección 85.367 0.603 141.678 < 0.0001 IGN 0.937 0.001 1861.768 < 0.0001 GOOGLE EARTH = 85.3666304880497+0.936916427856576*1GN Fuente: Elaboración propia Limite inferior (95%) 84.186 0.936 Pr> F <0.0001 Límite superior (95%) 86.548 0.938 Es por ello que en la Figura 15 se muestra la gráfica de los residuos estandarizados, puesto que se distribuyen a una distribución Normal (0, 1 ), y valores que excedan fuera de estos rangos en valor absoluto, indican claramente que las 77 celdas no se ajustan al modelo, en la Figura se muestra que las celdas (altitud) se ajustan al modelo del comportamiento de altitud; además en el Cuadro 23 se muestra que el F calculado (3466178.571) es mayor que el F tabular, por lo tanto el modelo es altamente significativo, quiere decir que existe asociación entre las altitudes de la imagen GOOGLE EARTH con eiiGN. La consistencia y robustez de los datos de altitud se demuestra en la relación linear positiva y alta correlación obtenida (0.985). En el cuadro 125 se muestra que el t estadístico de la intersección tiene un valor de 141.678, que significa que el grado de asociación entre las altitudes (Z) de la imagen GOOGLE EARTH con las altitudes de la IGN es alta y/o significativa; además la intersección tiene una desviación típica de 0.603 m, y se encuentran dentro de los limites de 84.186 m hasta los 86.548 m. Regresión de GOOa.E EARTH por IGN (R'=0.985) 'OOOr--------------------------- ----- ------ -----~;_-·- v 950 :::1 :!:: = 900 .!!. :X 850 ~ ~ 800 ~ 750 C) o 700 o C) 650 600+-----~--~-----+-----+----~----~--~ 600 650 700 750 800 850 900 950 IGN (altitud) Activas 1\/bdelo - lnt. de conf. (~dia 95%) -~--- - lnt. de conf. (Obs. 95%) Figura 15. Diagrama de dispersión y residuos estandarizados de los MET IGN Vs GE 4.1.1.3. Comparación deiiGN con la imagen del SRTM La comparación entre ambos MET (IGN Vs imagen SRTM) descansa en la interpretación del gráfico cartesiano de regresión lineal de dispersión, el cálculo de su asociación espacial para lo cual es usual la aplicación del coeficiente de correlación 78 (BOHAM, 1996, GEUDTNER, 2002 y BAMLER, 1999), que definan los niveles de precisión y confiabilidad en los MET analizados, y finalmente el análisis de las diferencias de altitud en dos perfiles topográficos trazados en un área de fuertes pendientes. En función del grafico de dispersión entre ambos MET (Figura 16), en términos generales, se asume una alta correspondencia entre los datos de ambos MET (IGN Vs. SRTM), interpretándose que los datos y grupos de datos alejados de la tendencia linear provienen de sectores donde la carta nacional se encontraron vacios por problemas de densidad atmosférica, y variabilidad de inclinación y exposición de pendientes, así como también por el proceso sintético de corrección de la información original (ARACIL, 1986). Por ello que en la Figura 16 se muestra la gráfica de los residuos estandarizados, puesto que se distribuyen a una distribución Normal (0, 1), y valores que excedan fuera de estos rangos en valor absoluto, indican claramente que las celdas no se ajustan al modelo, en la figura se muestra que las celdas (altitud) se ajustan al modelo del comportamiento de altitud; además en el Cuadro 24 se muestra que el F calculado (2900983.944) es mayor que el F tabular, por lo tanto el modelo es altamente significativo, quiere decir que existe asociación entre las altitudes de la imagen SRTM con el IGN. La consistencia y robustez de los datos de altitud se demuestra en la relación linear positiva y alta correlación obtenida (0.986) (CARTER, 1988). ~Jadro 24. Tabla ANOVA y parámetros de la regresión de dispersión deiiGN Vs SRTM Fuente GDL Suma de los Media de los F Pr > F cuadrados cuadrado!" Modelo 1 2629032387.153 2629032387.153 2900983.944 < 0.0001 Error Total corregido Fuente 41985 38049133.301 41986 2667081520.454 Valor Desviación T ti pica Intersección -196.674 0,841 -233.724 IGN 1.292 0,001 1703.228 SRTM = -196.674450398656 + 1.29170218545127*1GN Fuente: Elaboración propia 906.255 Pr> ltl < 0.0001 <0.0001 Limite inferior (95%) -198.324 1.290 limite superior (95%) -195.025 1.293 1tJO 1)00 ::¡;- 900 ::::11 :!:: ! 800 ::;¡: ~ 700 en Regresión de SRTM por IGN (W=0.986) 500+-----~--~r---~-----+-----r----~--~ 600 650 700 750 800 850 900 950 IGN (altitud) Activas --l'vbdelo lnt. de conf. (Media 95%) lnt. de conf. (Obs. 95%) 79 Figura 16. Diagrama de dispersión y residuos estandarizados de los MET IGN Vs SRTM En el Cuadro 24 se muestra que el t estadístico de la intersección tiene un valor de -233.724, que significa que el grado de asociación entre las altitudes (Z) de la imagen SRTM con las altitudes de la IGN es alta y/o significativa estadísticamente; además la intersección tiene una desviación típica de 0.841 m, y se encuentran dentro de los limites de -198.324 m hasta los -195.025 m, a una confianza del nivel estadístico de95%. 4.1.2. Análisis de los MET a partir de áreas generadas por los interpoladores BOHAM (1996) y DECLERCQ (1996), menciona que una forma de analizar los interpoladores es mediante las diferencias de altitud en dos perfiles topográficos trazados en un área, en el Cuadro 25 y Figura 17 se muestran los resultados obtenidos para la imagen ASTER, con los interpoladores: IDW, Kriging, Natural Neighbor, Splines y TI N. Cuadro 25. Áreas con interpoladores elaborados a partir de la imagen ASTER ALTITUD (msnm) 640-870 iDW 539.54 870-1110 962.85 1110-1300 1318.74 1300-1510 1287.57 1510-1810 668.79 KRIGING 547.77 963.06 1315.94 1285.69 665.04 ASTER (Areas en Ha} NATURAL NEIGHBOR SPLINES TIN 532.79 541.06 543.84 960.41 1312.22 1287.74 684.35 964.37 959.16 1314.08 1318.19 1288.02 1285.93 669.96 670.38 SO: Desviación estándar; CV (%): Coeficiente de variación Fuente: Elaboración propia 1400 1200 1000 íi 800 =-.. l!! ~ 600 400 200 o CIIDW OKRIGING O NATURAL NEIGHBOR O SPLINES DTIN 64~70 870-1110 1110-1300 .AitltU 80 í~-~ ~- ~~ ~~ -~--·--~--~ -- ~~--T--~-- ~ ~-------- ~--------- ' 70 6C· 50 40 30 1 ' 20 ' ' 'Oj ! o ·30 ~20 ~1l ----IDW i t t o 'O 20 ----KRIGING NATURALNE~BOR ----SPUNES ----TIN 30 40 Figura 29. Histograma de frecuencias de las altitudes (z.estimada - zreal) - IGN ' Cuadro 38. Matriz de correlación de Pearson de los interpoladores - IGN Variables IDW KRIGING NATURAL SPLINES TIN NEIGHBOR IDW 1.000 0.879 0.744 0.688 0.734 KRIGING 0.879 1.000 0.787 0.733 0.823 NATURAL 0.744 0.787 1.000 0.646 0.816 NEIGHBOR SPLINES 0.688 0.733 0.646 1.000 0.695 TIN 0.734 0.823 0.816 0.695 1.000 Fuente: Elaboración propia En el Cuadro 38 se muestra el grado de correlación de las diferencias altitudinales con respecto a los interpoladores usados en el presente trabajo de 97 investigación. Se muestra que el interpolador IOW tiene baja correlación con el interpolador SPLINES, de igual manera sucede con los interpoladores SPLINES con el TI N. Mapa de las correlaciones IDW KRIGING NATURALNEIGHBOR SPLINES TIN :;:¡: e:¡ ..JO: iJ) ;¡; º 2 PUNES (SRTM) 0,386 0.351 0;373 0.269 0.348 TIN !SRT~ 0.431 0.384 0.418 0.315 0.424 KRIGING NATURAL SPLINES Variables IDW{IGN) (IGN) NEIGHBOR (IGN) TIN {IGN) IGN IDW(ASTER) 0.112 0.143 0.182 0.151 0.208 KRIGING (ASTER) 0.101 0.137 0.179 0.136 0.204 NATURAL NEIGHBOR {ASTER) 0.121 0.165 0.232 0.144 0.236 SPLINES {ASTER} 0.111 0.131 0.157 0.155 0.195 •'' 103 TIN (ASTER) 0.103 0.122 0.148 0.141 0.181 IDW"(GE) 0:224 ·o:22o "0:242 0.201 0.250 KRIGING (GE) 0.197 0.206 0.263 0.193 0.262 NATURAL NE1GHBOR (GE) 0.185 0.201 0.253 0.174 0.263 SPLINES (GE) 0.169 0.165 0.194 0.158 0.215 TIN (GE) 0.214 0.211 0.227 0.196 0.261 IDW(IGN) 1 0.879 0.744 0.688 0.734 KRIGING (IGN) 0.879 1 0.787 0.733 0.823 NATURAL NEIGHBOR (IGN) 0.744 0.787 1 0.646 0.816 SPLINES (IGN) 0.688 0.733 0.646 1 0.695 TIN (IGN) 0.734 0.823 0.816 0.695 1 IDW(SRTM) 0.216 0:204 0.204 0.174 0.182 KRIGING (SRTM) 0.218 0.206 0.210 0.196 0.198 NATURAL NEIGHBOR (SRTM) 0.229 0.225 0.265 0:225 0.199 SPLINES (SRTM) 0.216 0.216 0.219 0.231 0.198 TIN!SRTM! 0.209 0.214 0.213 0.231 0.244 IDW KRIGING NATURAL SPLINES Variables (SRTM) (SRTM) NEIGHBOR (SRTM) TIN (SRTM) (SRTM} IDW (ASTER) , 0.228 0.300 0.254 0.270 0.270 KRIGING (ASTER) 0.251 0.320 0.270 0.286 0.287 NATURAL NEIGHBOR (ASTER) 0.273 0.332 0.310 0.312 "0.295 SPLINE$ (ASTER) 0.237 0.300 0.235 0.257 0.250 TIN (ASTER) 0.195 0.269 0.244 0.243 0.265 IDW(GE) 0.377 0.404 0.410 0.386 0.431 KRIGING (GE) 0.335 0.358 0.368 0.351 0.384 NATURAL NEIGHBOR (GE) 0.381 0.392 0.404 0.373 0.418 SPLINES (GE) 0:279 0:301 0.305 0.269 0.315 TIN (GE) 0.356 0.368 0.377 0.348 0.424 lDW(IGN) 0.216 0.218 0.229 0.216 0.209 KRIGING (IGN) 0.204 0.206 0.225 0.216 0.214 NATURAL NEIGHBOR (IGN) 0.204 0.210 0.265 0.219 0.213 SPLINES (IGN) 0.174 0.196 0.225 0.231 0.231 TIN (IGN) 0.182 0.198 0.199 0.198 0.244 IDW(SRTM) 1 0.908 0.795 0.811 0.765 KRIGING (SRTM) 0.908 1 0.886 0.914 0.853 NATURAL: NEIGHBOR (SRTM) 0.795 0.886 1 0.901 0.868 SPLINES (SRTM) 0.811 0.914 0.901 1 0.839 TIN (SRTM} 0.765 0.853 0.868 0.839 1 Fuente: Elaboración propia De acuerdo a la Figura 34, se muestra que el grado de correlación entre las imágenes ASTER, GOOGLE EARTH, IGN y SRTM son bajos, pero de acuerdo a la coloración notamos que los interpoladores de las imágenes ASTER con la carta nacional (IGN), los interpoladores de la carta nacional (IGN) con la imagen GOOGLE EARTH, y parte de los interpoladores de la carta nacional (IGN) con la imagen SRTM, muestran la coloración más baja, indicando una correlación relativamente nula, y los 104 demás muestran una correlación media, mientras que los interpoladores entre las mismas imágenes muestran una correlación positiva, esto indica entonces que entre las imágenes existe una diferencia altamente significativa, por lo tanto la altitud que genera las imágenes varían entre sí, mientras que los interpoladores que generan las altitudes pero de una misma imagen no son significativas estadísticamente. Mapa de las correlaciones IDW(ASTERl .. ~~ .. ~~~~ .. ~~~~ KRIGING (ASTER¡ -.~~.-~-.~~.-~~~~ ~ ...... ~~~~~~~4-+-+-~~- NATURAL NEIGHBOR (ASTER) SPLINES (ASTER) ~~~~~~~ .. ~~~~~· ~~~~~~~~~- TIN(ASTER) IDW(GE) ~~~~~~~-4-+~ KRIGING (GE) NATURAL NEIGHBOR (GE) ~~~~+-~~-.~· SPLINES (GE) -4-+-+-+-.~~~~~- TIN(GE) ~~~ .......... -4 IDW(IGN) ~!!ilii!I-....... ~~-4- ..... <( 0:: :::> 1- <( z KRIGING OGN) ............... ..¡ _... ......... ""'"' i!lo ........... ....r ..... <( 0:: :::> 1- <( z NATURAL NEIGHBOR (IGN) SPLINES (IGN) TIN(IGN) IDW(SRTM) KRIGING (SRTM) NATURAL NEIGHBOR (SRTM) SPLINES (SRTM) TIN(SRTM) Figura 34. Mapa de las correlaciones de las imágenes e interpoladores 105 4.2. Análisis de los parámetros morfométricos de las microcuencas del PNTM Los parámetros morfométrlcos fueron tomados a partir de la imagen ASTER, Carta Nacional (IGN), SRTM y del levantamiento topográfico, de las quebradas: Río Tres de Mayo, Río Colorado y Río Oro. 4.2.1. Microcuenca Río Tres de Mayo Las magnitudes calculadas para los parámetros correspondientes a la variable escala de la cuenca, cuyas apreciaciones dependen precisamente de la escala de la base cartográfica utilizada para tales mediciones, en conjunto denotan un sistema hidrogeomorfológico de pequeñas dimensiones (Cuadro 43), que lo califican bajo la categoría de microcuenca o cuenca pequeña (GUEVARA y CARTAYA, 1991). La pequeña área por sí sola de esta microcuenca, supone menores tiempos de concentración de la escorrentía superficial y mayor susceptibilidad a experimentar crecidas con hidrogramas de picos pronunciados y corta duración (CARMONA, 2002). Este valor areal también denota que la superficie fuente de contribución a la escorrentía superficial es pequeña, y que en presencia de una tormenta de extensión considerable (FUENTES, 2003), toda el .área se activa y aporta agua, lo que favorece la generación de hidrogramas con las características arriba mencionadas. Además del área, los valores de ancho y longitud de la microcuenca (Cuadro 43) también sugieren un sistema de drenaje pequeño con mayor tendencia al crecimiento longitudinal que lateral, lo cual puede interpretarse como una respuesta a la predominancia de la erosión regresiva del curso principal de la quebrada Tres de Mayo, sobre el trabajo erosivo de los cursos de agua que drenan perpendicular y oblicuamente hacia ésta a lo largo de su canal, condicionado por una litología que ofrece poca resistencia a los procesos erosivos, el control de los sistemas de fracturas y la pendiente topográfica local de la vertiente este del Huallaga. Los valores del diámetro y del perímetro (Cuadro 43) de la microcuenca también corroboran las pequeñas dimensiones de este sistema del PNTM. 106 Cuadro 43. Parámetros morfométricos de la microcuenca Río Tres de Mayc Variable Parámetros ASTER IGN SRTM CV(%) A (Km2) 50.453 51.263 50.504 0.894 P (Km) 41.457 42.801 40.252 3.073 Escala de la L(Km) 12.821 12.264 12.434 2.280 Mieroeuenea W(Km) 9.834 9.321 9.266 3.307 D(Km) 8.015 8.079 8.019 0.447 H (msnm) 2100.000 1900.000 2165.000 6.721 h (msnm) 800.000 700.000 705.000 7.666 Hmd(msnm) 1357.295 1334.355 1355.565 0.947 Gradiente y forma del Hb(msnm) 1300.000 1200.000 1460.000 9.936 relieve de la R 0.101 0.098 0.117 9.878 mieroeuenca Smd(%) 33.459 30.192 40.870 15.704 Sm(%) 9.147 10.951 9.341 10.092 e 0.835 0.811 0.922 6.823 Se 0.554 0.584 0.572 2.626 Se 34.065 35.736 32.080 5.389 Re 0.563 0.613 0.562 5.041 Forma de la Rf 0.307 0.341 0.327 5.237 mieroeuenca la 1.304 1.316 1.342 1.479 Km (mlkm2) 26.902 26.030 26.841 1.832 Kc 1.634 1.674 1.586 . 2.699 Lq,(Km) 5.585 5.680 5.844 2.295 Ct(Km) 8.747 10.753 7.276 19.555 Extensión de la red Dd(Km/Km2) 0.173 0.210 0.144 18.727 de drenaje Te (min) 45.998 50.199 45.102 5.n8 Le (Km) 2.485 2.642 3.004 9.820 Cmc(Km2/Km) 5.768 4.767 6.941 18.677 u 2.000 3.000 2.000 24.744 N u 4.000 7.000 3.000 44.607 Rb 1.333 3.500 1.500 57.112 Lu(Km) 1.543 1.087 1.999 29.551 Ltu(Km) 4.750 5.931 3.379 27.253 Orden y magnitud de lmu(Km) 1.187 0.847 1.126 17.208 la red de drenaje Lmau(Km) 1.334 0.519 1.950 56.612 RL 0.891 1.635 0.578 52.472 Co (%) 3.651 3.473 3.638 2.768 qs (Tn/año) 2.103 2.086 2.102 0.473 CT (1/Km2") 0.079 0.137 0.059 43.661 Fuente: Elaboración propia 107 Las alturas en el área están comprendidas desde los 735 msnm (altura mínima), con un coeficiente de variación de 7.7%, que corresponde a la cota en la que desemboca la quebrada Tres de Mayo directamente al Río Huallaga, encontrándose al sur del Parque Nacional Tingo María, y 2055 msnm (altura máxima), con un coeficiente de variación de 6. 7%, correspondiente a la cota en la que nace la quebrada Tres de Mayo, al suroeste del perímetro de la microcuenca Bella. La diferencia entre estas dos alturas extremas definen un relieve máximo de 1320 msnm, con un coeficiente de variación de 9.9%, que sugiere alturas y pendientes significativas favorables a la génesis y activación de procesos erosivos y de transporte de materiales. 23001 2100 1900 • e .. .5. • ;; ,. e .., 'ª '~] ... " 1300 1100 900 700 o 20 40 60 80 100 Área acumulada(%) Figura 35. Altura de la microcuenca Tres de Mayo en función del área acumulada El valor obtenido de altura media {Cuadro 43) es 1349.072 msnm con un coeficiente de variación de 0.95%, significa que un 50% del área de la microcuenca posee alturas por encima de esta cota y un 50 % por debajo de ella. El incremento de la altura por encima del valor de la mediana es brusco y abrupto {sector montañoso) (Figura 35); por el contrario, el descenso en la altura por debajo de la mediana exhibe una pendiente más suave (sector de abanico aluvial), (Figura 35). Estos contrastes 108 altimétricos implican el predominio de procesos erosivos y de generación de precipitaciones asociadas al ascenso orográfico forzado de masas de aire por encima del valor de la altura mediana, y de procesos de transporte y depositación por debajo de ella (GREGORY y WALLING, 1973). El radio del relieve (Cuadro 43) indica que por cada kilómetro de longitud de la cuenca existe un incremento promedio en altura de 106 m, con un coeficiente de variación de 9.88%, lo cual es un valor significativo y de esperar para una microcuenca cuya mayor extensión se asienta sobre un relieve montañoso, por lo tanto este parámetro es un indicador del incremento de la pendiente a medida que se asciende en altura y, por ende, del potencial erosivo en la microcuenca. El valor obtenido de pendiente mediana (Cuadro 145) (34.84 %, con un coeficiente de variación de 15.7 %), indica que un 50 % del área de la mícrocuenca posee pendientes iguales y/o por encima de este valor y un 50 % por debajo de él. El incremento del valor de la pendiente media acumulada por encima del valor de la mediana es ligeramente más brusco y abrupto (sector montañoso), (Cuadro 43), mientras que el descenso del valor de la pendiente media acumulada por debajo de la mediana exhibe una inclinación más suave (sector de abanico aluvial); pero en la parte más baja de la microcuenca Tres de Mayo, también muestra pendientes bruscos (Figura 35), asf como en la parte más alta de la microcuenca. Estos contrastes de valores de pendiente media acumulada al igual que el de altura, indican la predominancia de procesos erosivos por encima del valor de la pendiente mediana, y de transporte y depositación por debajo de ella (GUEVARA y CARTAYA, 1991). La presencia de mayores alturas y elevados valores de pendientes en la parte alta de la microcuenca, por encima de sus respectivos valores medianos, condicionan menores tiempos de concentración, asr como un mayor potencial erosivo y de arrastre de sedimentos. 109 En líneas generales, las pendientes topográficas en toda la microcuenca de la quebrada Tres de Mayo oscilan entre O% y 110 o/o (Figuras 36). En el tramo final del curso de la quebrada hacia su desembocadura, las pendientes están entre O % y 10% correspondiéndose con una topografía plana ondulada a suave. En el valle de la quebrada las pendientes presentan valores entre 10% y 50%, correspondiéndose con topografías medianas a accidentadas, y en el resto del sector montañoso de la microcuenca las pendientes oscilan entre 50 o/o y 110 %, definiendo topografías accidentadas a muy fuertes. o ~ " E ~ 60 .!!! , .. E ~ ~ 40 e :. 20 o 20 40 60 Area acumulada(%) 80 Figura 36. Pendiente media de la microcuenca Tres de Mayo 100 La quebrada Tres de Mayo realiza un recorrido de 5.703 Km, con un coeficiente de variación de 2.3 %; mientras que el recorrido con el levantamiento topográfico de 6.691 Km, desde su naciente hasta su desembocadura, a lo largo del cual describe un perfil longitudinal que exhibe fuertes cambios de gradiente topográfico (Figura 37), arrojando una pendiente media de 9.81 %, con un coeficiente de variación de 10.1 %, y una pendiente media con levantamiento topográfico de 9.44 %; condición que refleja el control de la litología y del relieve en la morfología del mismo. La 110 pendiente media del perfil y el fuerte contraste de pendiente entre sus segmentos, son indicadores de la alta probabilidad de esta quebrada a experimentar crecidas con hidrogramas de caudales picos elevados y de corta duración, altas velocidades medias del flujo, mayor capacidad de transporte de m~teriales y menores tiempos de concentración (HENAO, 1998). 1240 1140 'E 1040 e .. ~ "O " ., ., 940 <( 840 740 640 o 1000 2000 3000 4000 6000 7000 Distancia acumulada (m) Figura 37. Perfil longitudinal de la microcuenca Tres de Mayo Con relación al valor de concavidad (Cuadro 43) del perfil longitudinal de la quebrada Tres de Mayo, éste indica un avanzado estadio de incisión o erosión vertical del flujo de la quebrada (Figura 37), probablemente condicionado por el levantamiento tectónico del área y el consecuente rejuvenecimiento del relieve y la poca resistencia de la litología aflorante a los procesos erosivos (HORTON, 1995). La curva hipsométrica (Figura 38} obtenida refleja un área cuyo relieve se encuentra en un estadio erosiona! joven, por lo que su potencial morfodinámico para experimentar procesos erosivos y movimientos de masa en vertientes es muy alto (LEOPOLD, GORDON y MILLER, 1994}. La forma de la curva denuncia claramente una fuerte 111 influencia del componente tectónico en el levantamiento vertical del área como agente endógeno constructor de relieve, lo cual se traduce en el rejuvenecimiento de éste determinando un balance tectónico-erosiona! positivo (MONSALVE, 2000). x e:. ., ~ 1ii e .. ~ :¡¡; 1 O,l\ 1 1 0,41 0,2 0~--------~--------~----------~--------~--------~· o 0,2 0,4 • 0,6 Area relativa (alA) 0,8 Figura 38. Curva hipsométrica de la microcuenca Tres de Mayo La expresión morfológica del trazado del perímetro de la microcuenca de la quebrada Tres de Mayo sobre la base cartográfica de análisis, evidencia la forma alargada del sistema con una orientación este-oeste y perpendicular al río Huallaga. El valor de elongación 0.57 con un coeficiente de variación de 2.63% (Cuadro 43) calculado indica que la microcuenca presenta una forma media alargada con tendencia a una configuración rectangular (LEOPOLD, GORDON y MILLER, 1994); además este valor es representativo de microcuencas emplazadas en relieves montañosos. Los valores del perímetro relativo de crenulación de 33.96 con un coeficiente de variación de 5.4%; y del radio de crenulación 0.58 con un coeficiente de variación de 5.04 % (Cuadro 43), también indican una tendencia de la forma hacia el alargamiento. El valor del factor de forma de la cuenca es relativamente bajo (0.325), con un coeficiente de 112 variación de 5.24%, lo que implica de igual manera una mediana tendencia al alargamiento (SMITH, 1978), y bajas probabilidades de experimentar frecuentes crecidas, debido a que su forma no permite exponer toda su superficie al radio de acción de una determinada tormenta (LEOPOLO, GORDON y MILLER, 1994). Sin embargo, estas afirmaciones son relativas, ya que ello depende del tamaño o extensión de la tormenta, de la duración e intensidad de la misma y de las magnitudes extremas del fenómeno, considerando que se trata de un sistema hidrogeomorfológico bastante pequeño (PASTRANA, 2003). El coeficiente de compasidad muestra un valor de 1.631, con un coeficiente de variación estadística de 2. 7 %, que define a la forma de la microcuenca como oval-oblonga a rectangular-oblonga (MONSALVE, 2000), lo que indica que la forma de ésta dista en gran medida de la circularidad, por lo que su probabilidad a experimentar crecidas frecuentes es baja (SENCIALES, 1998), y los . tiempos de concentración son mayores en comparación con otra cuenca de igual área pero de forma más circular (GARDINER, 1981). De cualquier modo, la probabilidad de que se presenten crecidas con hidrogramas de picos pronunciados y de corta duración es alta, aunado a las características del relieve ya discutidas (MAIDMENT, 1992). Por otro lado, la forma de la microcuenca según su índice de compasidad, tiende a producir hidrogramas de crecidas asimétricos (MONSALVE, 1981), es decir, con tiempo al pico desde e• inicio de la crecida mayor que el tiempo desde el pico a la recesión del hidrograma. El índice de alargamiento de la microcuenca Tres de Mayo 1.321, con un coeficiente de variación estadística de 1.48%, clasificándose como una microcuenca poco alargada; mientras que el coeficiente de masicividad es de 26.59 m/Km:z, con un coeficiente de variación estadística de 1.83%, clasificándose la microcuenca como una zona muy montañosa (PEREZ s/f. a; y VÉLEZ, slf.b.) La red de drenaje de la rnicrocuenca de la quebrada Tres de Mayo está constituida por cauces o corrientes de agua de corto recorrido y régimen intermitente 113 con una longitud total de 8.925 Km, con un coeficiente de variación estadística de 19.6% que en conjunto muestran un patrón de drenaje de tipo subdendrítico (Figura 38). La existencia de sistemas de fracturas (diaclasas y fallas) y los desniveles topográficos entre bloque tectónicos, también ejercen control en la disposición y distribución de las corrientes que conforman la red de drenaje (ORTIZ, 2004). El parámetro más importante en la definición de la extensión de un sistema de drenaje natural es su densidad que es 0.176 Km/Km2, con un coeficiente de variación de 18. 7%, que para el caso que nos ocupa este valor es bajo (Cuadro 43), con una textura alta (HENAO, 1998). Entre los factores que la controlan en el área, el de mayor peso está representado por la baja susceptibilidad de la litología a los procesos erosivos y el fracturamiento del material. La densidad de drenaje media en esta área indica que la menor parte de la superficie de la microcuenca experimenta escorrentía concentrada, por lo que es de suponer una baja tasa de erodabilidad en toda su extensión, estabilidad morfogenética, gastos sólidos no significativos, hidrogramas de picos bajos y altos tiempos de concentración, condicionados por las características del relieve (pendiente), el tamaño de la micrc;>cuenca, y las características (extensión, intensidad y duración de las lluvias) de las tormentas que las puedan generar. El coeficiente de mantenimiento del canal muestra un valor de 5.825 Km2/Km, con un coeficiente de variación estadística de 18.7% medio a alto (Cuadro 43), lo que significa que por cada kilómetro de cauce existe un área de drenaje promedio de 5.825 Km2 , indicando la no prevalencia de la escorrentía concentrada sobre la escorrentía laminar (MÉNDEZ y MARCUCCI, 2005). La microcuenca de la quebrada Tres de Mayo corresponde a un sistema hidrogeomorfológico de orden 3, con un coeficiente de variación estadística de 24.7% (Figura 39), siendo esta magnitud de cierta manera un indicador importante de la extensión y ramificación de la red de drenaje, considerando la pequeña superficie del sistema, así como de mediana probabilidad a experimentar crecidas con hidrogramas de picos significativos (HORTON, 1995). o 381000 384000 387000 o 390000 393000 396000 o o o CX) CD en ,_ ., -· ··J --- ---- -·"'J.;.,.;;-- .ap..¡··.:.;.;.~-.-lo• .~~~~;~-:o-::·_4.\-_~-:;~·~=~::-._;.--;.~~·:··!.ti' \ , 1 ' -~~ CX), N W+E S Microcuenca Bella o ¡ BELLAALTAe o o ., CD en co ~l l V .,.j :7' ~icrocuenca lf. ~ ~ 'res de Mayo o o ~~ - 1 ., ~ UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA PARQUE NACIONAL TINGO MARIA MICROCUENCA TRES DE MAYO Ublcla6n Cludtd : Thgo Mlrl1 Distrito : Mlrt1no Dlllrnaso Btr10n Provincia : LeonOio PlldQ Oepart1mento : Huénuco EllbotldO por: Luis E. Oré Cierto 1cunnn ZONA 18L DATUM WGS 84 ESCALA 1:60000 Arel Perlmetro 5074.00 Ha. 41503.00 m.l. Revludo por: FiCh•: lng. Luis Flores c. Mayo del2010 ~AAnnn Leyenda e centros poblados o Quebrada Tres de Mayo (LD --Camino lntemo del PNTM - Rlos Principales - Vlas de ccmunlcaclón -- ASTER (Rio Tres de Mayo) -- IGN (Rio Tres de Mayo) -- SRTM (Rio Tres de Mayo) 8 ASTER (Microcuenca Tres de Mayo) IGN (Microcuenca Tres de Mayo) t .. ~ SRTM (Microcuenca Tres de Mayo) CPNTM ~87000 390000 Dist. Mariano Dámaso B. NUEVO SAN MARTIN8 en co o o ~ CD en co o o ~ .. _,..-;_:_-·_ • .. ·.:-:-':.".'~ 1-~ 393000 ~ o o ~-----------------1---~~ ., ~ 4.000 Meters 396000 115 la relación de bifurcación entre los distintos órdenes de corrientes de la red de drenaje es bastante uniforme en todo el sistema, con un valor de relación de bifurcación media de 2.11 (Figura 39), que señala mediana probabilidad de experimentar crecidas con caudales pico importantes (MONSAL VE, 2000). Para el caso de las relaciones de longitud y de área, en ambas el último valor de relación entre las corrientes de orden 1 y la corriente de orden 2 no se corresponde con los rangos de valores característicos. Los tiempos de concentración y las velocidades de flujo calculadas para la microcuenca del río Tres de Mayo, se muestran en el Cuadro 43. Según los resultados obtenidos, en la desembocadura del sistema se registra un tiempo de concentración de 47.1 m in, con un coeficiente de variación estadística de 5.8 %, con una velocidad promedio del flujo de 2.018 m/seg. Los tiempos de concentración estimados, corroboran las afirmaciones que sobre este parámetro se realizaron, a partir del análisis de las características moñométricas de la microcuenca, a la vez que tales magnitudes tienen correspondencia con la moñología y la geometría del sistema hidrológico de interés en este estudio (VERSTAPPEN, 1983). El potencial de degradación especifica de la microcuenca Tres de Mayo es de 2.097 Tn/año, con un coeficiente de variación estadística de 0.47 %, perteneciendo a una degradación geológica natural (PASTRANA, 2003); 4.2.2. Microcuenca Río Oro Las magnitudes calculadas para los parámetros correspondientes a las variables escala de la cuenca, cuyas apreciaciones dependen precisamente de la escala de la base cartográfica utilizada para tales mediciones, en conjunto denotan un sistema hidrogeomoñológico de pequeñas dimensiones (Cuadro 44), que lo califican bajo la categoría de microcuenca muy pequeña (GUEVARA y CARTA YA, 1991). 116 Cuadro 44. Parámetros morfométricos de la microcuenca Río ur:. Variable Parámetros ASTER IGN SRTM CV(%) A(Km2) 4.638 4.767 4.879 2.532 Escala de la P (Km) 9.921 9.869 10.414 2.986 Microcuenca L(Km) 3.715 3.377 4.003 8.484 W(Km) 2.343 2.817 2.155 13.992 D(Km) 2.430 2.464 2.492 1.267 H (msnm) 1720.000 1680.000 1715.000 1.278 h (msnm) 700.000 680.000 679.285 1.713 Hmd(msnm) 1104.561 1120.076 1090.237 1.351 Gradiente y forma Hb(msnm) 1020.000 1000.000 1035.715 1.757 del relieve de la R 0.275 0.296 0.259 6.801 microcuenca Smd(%) 46.376 48.687 44.878 4.114 Sm(%) 11.003 14.288 11.014 15.646 e 0.858 0.865 0.844 1.250 Se 0.580 0.647 0.552 8.229 Se 21.223 20.432 22.229 4.230 Forma de la Re 0.354 0.323 0.347 4.823 · microcuenca Rt 0.336 0.418 0.304 16.639 la 1.586 1.199 1.858 21.408 Km (m/km2) 238.155 234.962 223.461 3.328 Kc 1.290 1.266 1.320 2.113 Lq,(Km) 3.270 3.174 3.454 4.305 Ct(Km) 4.261 5.270 4.067 14.247 Extensión de la red Dd(Km/Km2) 0.919 1.106 0.834 14.598 de drenaje Te (min) 24.311 23.581 26.138 5.336 Le (Km) 1.101 0.975 1.112 7.163 Cmc(Km2/Km) 1.088 0.905 1.199 14.000 u 2.000 2.000 2.000 0.000 N u . 2.000 4.000 2.000 43.301 Rb 2.000 4.000 2.000 43.301 lu(Km) 1.026 1.307 0.933 17.878 Orden y magnitud 4u(Km) 2.025 3.378 1.561 40.663 de la red de drenaje lmu(Km) 1.012 0.844 0.780 13.630 lmau(Km) 3.249 2.737 3.287 9.933 RL 0.453 0.446 0.311 19.770 Co(%) 26.306 26.317 24.363 4.385 qs (Tnlaf\o) 2.597 2.597 2.581 0.365 CT (1/Km2) 0.431 0.839 0.410 43.184 Fuente: Elaboración propia ... 117 El área (4.761 Km~) por sí sola de esta microcuenca, supone menores tiempos de concentración (24.67 min) de la escorrentía superficial y mayor susceptibilidad a experimentar crecidas con hidrogramas de picos pronunciados y corta duración (CARMONA, 2002). Este valor areal también denota que la superficie fuente de contribución a la escorrentía superficial es pequeña, y que en presencia de una tormenta de extensión considerable (FUENTES, 2003), toda el área se activa y aporta agua, lo que favorece la generación de hidrogramas con las características mencionadas anteriormente. Además del área, los valores de ancho (2.44 Km) y longitud (3.69 Km) de la microcuenca (Cuadro 44) también sugieren un sistema de drenaje pequeño con mayor tendencia al crecimiento longitudinal que lateral, lo cual puede interpretarse como una respuesta a la predominancia de la erosión regresiva del curso principal de la quebrada Río Oro, sobre el trabajo erosivo de los cursos· de agua que drenan perpendicular y oblicuamente hacia ésta a lo largo de su canal, condicionado por una litología que ofrece poca resistencia a los procesos erosivos, el control de los sistemas de fracturas y la pendiente topográfica local (46.65 %) de la vertiente este del Río Bella. Los valores del diámetro (2.46 Km) y del perímetro (10.07 Km) (Cuadro 44) de la microcuenca también corroboran las pequeñas dimensiones de este sistema. Las alturas en el área están comprendidas desde los 686.43 msnm (altura mínima), con un coeficiente de variación de 1.71%, que corresponde a la cota en la que desemboca la quebrada Río Oro directamente al Río Bella, encontrándose al Norte del Parque Nacional Tingo Maria, y 1705 msnm (altura máxima), con un coeficiente de variación de 1.28%, correspondiente a la cota en la que nace la quebrada Río Oro, al sureste del perímetro de la microcuenca Tres de Mayo. La diferencia entre estas dos alturas extremas definen un relieve máximo de 1 018.57 msnm, con un coeficiente de 118 variación de 1.76%, que sugiere alturas y pendientes significativas favorables a la génesis y activación de procesos erosivos y de transporte de materiales. 1700 l 16tl~ 1 ;500 1 \ § 14001 ¡¡¡ 1300 .§. .. '¡¡ 1200 E ~ ~ 1100 1000 ~j 800 700 o 20 40 60 80 100 Área gumuJ:octa ('lo l Figura 40. Altura de la microcuenca .Río Oro en función del área acumulada El valor obtenido de altura media (Cuadro 44) es 1104.96 msnm con un coeficiente de variación de 1.35%, significa que un 50 % del área de la microcuenca posee alturas por encima de esta cota y un 50 % por debajo de ella. El incremento de la altura por encima del valor de la mediana es brusco y abrupto (sector montañoso) (Figura 40); por el contrario, el descenso en la altura por debajo de la mediana exhibe una pendiente más suave (sector de abanico aluvial), (Figura 40). Estos contrastes altimétricos implican el predominio de procesos erosivos naturales y de generación de precipitaciones asociadas al ascenso orográfico forzado de masas de aire por encima del valor de la altura mediana (1104.96 msnm), y de procesos de transporte y depositación por debajo de ella (GREGORY y WALLING, 1973). El radio del relieve (0.276) (Cuadro 44) indica que por cada kilómetro de longitud de la cuenca existe un incremento promedio en altura de 276 m, con un ~ , .. 119 coeficiente de variación de 6.8 %, lo cual es un valor significativo y de esperar para una microcuenca cuya mayor extensión se asienta sobre un relieve montañoso, por lo tanto este parámetro es un indicador del incremento de la pendiente a medida que se asciende en altura y, por ende, del potencial erosivo en la microcuenca. El valor obtenido de pendiente mediana (Cuadro 44) (46.65 %, con un coeficiente de variación de 4.11 %), indica que un 50 % del área de la microcuenca posee pendientes iguales y/o por encima de este valor y un 50 % por debajo de él. El incremento del valor de la pendiente media acumulada por encima del valor de la mediana es ligeramente más brusco y abrupto'(sector montañoso), (Cuadro 44), mientras que el descenso del valor de la pendiente media acumulada por debajo de la mediana exhibe una inclinación más suave (sector de abanico aluvial); pero en la parte más baja de la microcuenca Río Oro, también muestra pendientes ligeramente bruscos (Figura 40), así como en la parte más alta de la microcuenca. Estos contrastes de valores de pendiente media acumulada al igual que el de altura, indican la predominancia de procesos erosivos por encima del valor de la pendiente mediana, y de transporte y depositación por debajo de ella (GUEVARA y CARTAYA, 1991). La presencia de mayores alturas y elevados valores de pendientes en la parte alta de la microcuenca, por encima de sus respectivos valores medianos, condicionan menores tiempos de concentración, así como un mayor potencial erosivo y de arrastre de sedimentos. En lineas generales, las pendientes topográficas en toda la microcuenca de la quebrada Río Oro oscilan entre O% y 105 % (Figuras 41). En el tramo final del curso de la quebrada hacia su desem~ocadura, las pendientes están entre O % y 15 % correspondiéndose con una topografía plana ondulada a suave. En el valle de la quebrada las pendientes presentan valores entre 15 % y 55 %, correspondiéndose con topografías medianas a accidentadas, y en el resto del sector montañoso de la 120 microcuenca las pendientes oscilan entre 55 % y 105 %, definiendo topografías accidentadas a muy fuertes. ~ .. -g :; E ::r !;! 60 .!!! 'O .. E ~ .!! 'O ~ 40 20 o 20 40 60 Átea acumulada (% 1 80 Figura 41. Pendiente media de la microcuenca Río Oro 100 La quebrada Río Oro realiza un recorrido de 3.299 Km, con un coeficiente de variación de 4.305 %; mientras que el recorrido con el levantamiento topográfico fue de 4.688 Km, desde su naciente hasta su desembocadura, a lo largo del cual describe un perfil longitudinal que exhibe fuertes cambios de gradiente topográfico (Figura 42), arrojando una pendiente media de 12.102 %, con·un coeficiente de variación de 15.65 %, y una pendiente media con levantamiento topográfico de 6.83 %; condición que refleja el control de la litología y del relieve en la morfología del mismo. La pendiente media del perfil y el fuerte contraste de pendiente entre sus segmentos, son indicadores de la alta probabilidad de esta quebrada va ha experimentar crecidas con hidrogramas de caudales de picos elevados y de corta 121 duración, altas velocidades medias del flujo, mayor capacidad de transporte de materiales y menores tiempos de concentración (HENAO, 1998). 11501 1100 i 1050 1000 950 e 1: .. !§. 900 .., " "' ~ 850 800 750 700 l ~zsRi\'. .-.-ZASTER --ZIGN 650 +------,~-~--~-----.---~---,~-~--~---,---~ o 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Distancia acumulada (m) Figura 42. Perfil longitudinal de la microcuenca Río Oro Con relación al valor de concavidad (Cuadro 146) del perfil longitudinal de la quebrada Río Oro, éste indica un avanzado estadio de incisión o erosión vertical del flujo de la quebrada (Figura 42), probablemente condicionado por el levantamiento tectónico del área y el consecuente rejuvenecimiento del relieve y la poca resistencia de la litología aflorante a los procesos erosivos (HORTON, 1995). La curva hipsométrica (Figura 43) obtenida refleja un área cuyo relieve se encuentra en un estadio erosiona! joven, por lo que su potencial morfodinámico para experimentar procesos erosivos y movimientos de masa en vertientes es muy alto (LEOPOLD, GORDON y MILLER, 1994). La forma de la curva denuncia claramente una fuerte influencia del componente tectónico en el levantamiento vertical del área como agente endógeno constructor de relieve, lo cual se traduce en el 122 rejuvenecimiento de éste determinando un balance tectónico-erosiona! positivo (MONSALVE, 2000). ~ ~ .. > ~ é E :1 "" <( 0,8 i 1 1 1 0,6 ~ 1 0,4 0.2 o~--------~--------~--------~~--------~--------~-- 0 0,2 0,4 0,6 Área relativa (alA) 0,8 Figura 43. Curva hipsométrica de la microcuenca Río Oro La expresión morfológica del trazado del perímetro de la microcuenca de la quebrada Río Oro sobre la base cartográfica de análisis, evidencia la forma alargada del sistema con una orientación Norte-Sur y perpendicular al río Bella. El valor de elongación 0.59 con un coeficiente de variación de 8.23% (Cuadro 44) calculado indica que la microcuenca presenta una forma media alargada con tendencia a una configuración rectangular (LEOPOLD, GORDON y MILLER, 1994}; además este valor es representativo de microcuencas emplazadas en relieves montañosos. Los valores del perímetro relativo de crenulación de 21.29 con un coeficiente de variación de 4.23%; y del radio de crenulación 0.341 con un coeficiente de variación de 4.82 % (Cuadro 44), también indican una tendencia de la forma hacia el alargamiento (SMITH, 1978). El valor del factor de forma de la cuenca es relativamente bajo (0.353), con un coeficiente de variación de 16.63%, lo que implica de igual manera una mediana tendencia al alargamiento, y bajas probabilidades de experimentar frecuentes crecidas, 123 debido a que su forma· no permite exponer toda su superficie al radio de acción de una determinada tormenta {LEOPOLD, GORDON y MILLER, 1994). Sin embargo, estas afirmaciones son relativas, ya que ello depende del tamaño o extensión de la tormenta, de la duración e intensidad de la misma y de las magnitudes extremas del fenómeno, considerando que se trata de un sistema hidrogeomorfológico bastante pequeño (PASTRANA, 2003). El coeficiente de compasidad muestra un valor de 1.292, con un coeficiente de variación estadistica de 2.11 %, que define a la forma de la microcuenca como oval-oblonga a rectangular-oblonga {MONSALVE, 2000), lo que indica que la forma de ésta dista en gran medida de la circularidad, por .lo que su probabilidad a experimentar crecidas frecuentes es baja (SENCIALES, 1981 ), y los tiempos de concentración son mayores en comparación con otra cuenca de igual área pero de forma más circular (GARDINER, 1981). De cualquier modo, la probabilidad de que se presenten crecidas con hidrogramas de picos pronunciados y de corta duración es alta, aunado a las características del relieve ya discutidas. Por otro lado, la forma de la microcuenca según su índice de compasidad, tiende a producir hidrogramas de crecidas asimétricos (MONSALVE, 1981), es decir, con tiempo al pico desde el inicio de la crecida mayor que el tiempo desde el pico a la recesión del hidrograma. El índice de alargamiento de la microcuenca Rfo Oro es de 1.547, con un coeficiente de variación estadística de 21.41%, clasificándose como una microcuenca poco alargada; mientras que el coeficiente de masicividad es de 232.19 m/Km2, con un coeficiente de variación estadística de 3.33%, clasificándose la microcuenca como una zona muy montañosa {PÉREZ s/f. a; y VÉLEZ, s/f.b.). La red de drenaje de la microcuenca de la quebrada Río Oro está constituida por cauces o corrientes de agua de corto recorrido y régimen intermitente con una longitud total de 4.533 Km, con un coeficiente de variación estadística de 14.25% que en conjunto muestran un patrón de drenaje de tipo subdendrítico (Figura ' 124 43). la existencia de sistemas de fracturas (diaclasas y fallas) y los desniveles topográficos entre bloque tectónicos, también ejercen control en la disposición y distribución de las corrientes que conforman la red de drenaje (ORTIZ, 2004). El parámetro más importante en la definición de la extensión de un sistema de drenaje natural es su densidad que es 0.953 Km/Km¿, con un coeficiente de variación de 14.59%, que para el caso que nos ocupa este valor es bajo (Cuadro 44), con una textura baja (HENAO, 1998). Entre los factores que la controlan en el área, el de mayor peso está representado por la baja susceptibilidad de la litologfa a los procesos erosivos y el fracturamiento del material. la densidad de drenaje media en esta área indica que la mayor parte de la superficie de la microcuenca no experimenta escorrentía concentrada, por lo que es de suponer una baja tasa de erodabilídad en toda su extensión, estabilidad morfogenética, gastos de sólidos no significativos, hidrogramas de picos bajos y altos tiempos de concentración, condicionados por las características del relieve (pendiente), el tamaño de la microcuenca, y las características (extensión, intensidad y duración de las lluvias) de las tormentas que las puedan generar. El coeficiente de mantenimiento del canal muestra un valor de 1.064 Km;¿/Km, con un coeficiente de variación estadistica de 14.0% medio a alto (Cuadro 44), lo que significa que por cada kilómetro de cauce existe un área de drenaje promedio de 1.064 Km2, indicando la no prevalencia de la escorrentía concentrada sobre la escorrentía laminar (MpNDEZ y MARCUCCI, 2005). la microcuenca de la quebrada Río Oro corresponde a un sistema hidrogeomorfológico de orden 2, con un coeficiente de variación estadística de 0.0% (Figura 44), siendo esta magnitud de cierta manera un indicador importante de la extensión y ramificación de la red de drenaje, considerando la pequeña superficie del sistema, así como de mediana probabilidad a experimentar crecidas con hidrogramas de picos significativos (HORTON, 1995). o o '1111' CD CD en co o ·O . CD 10 CD en co o o co '1111' CD en = 385600 386400 387200 388000 N vv~~.~~~---/---~~~~~~~--~~~~------~=--~-----+---~~~--~~ S = Leyenda f) Centros poblados o Quebrada Río Oro (L T) -- Camino interno del PNlM -Ríos principales - Vías de comunicación -- SRTM (Río Oro) -- IGN (Río Oro) -- ASTER (Río Oro) c:J ASTER (Microcuenca Río Oro) c:J IGN (Microcuenca Río Oro) o SRTM (Microcuenca Río Oro) h.i·:IPNlM UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA PARQUE NACIONAL TINGO MARIA MICROCUENCA RIO ORO ZONA 18l DATUM WGS 84 :DigoMint. ESCALA 1:16000 385600 386400 387200 388000 o o o co CD en = o o '1111' CD CD en = o o CD 11) CD en = 126 La relación de bifurcación entre los distintos órdenes de corrientes de la red de drenaje es bastante uniforme en todo el sistema, con un valor de relación de bifurcación media de 2.67 (Figura 44), que señala mediana . probabilidad de experimentar crecidas con caudales pico importantes (MONSALVE, 2000). Para el caso de las relaciones de longitud y de área, en ambas el último valor de relación entre las corrientes de orden 1 y la corriente de orden 2 no se corresponde con los rangos de valores característicos. Los tiempos de concentración y las velocidades de flujo calculadas para la microcuenca del río Oro, se muestran en el Cuadro 44. Según los resultados obtenidos, en la desembocadura del sistema se registra un tiempo de concentración de 24.68 min, con un coeficiente de variación estadística de 5.34 %, con una velocidad promedio del flujo de 2.228 m/seg. Los tiempos de concentración estimados, corroboran las afirmaciones que sobre este parámetro se realizaron, a partir del análisis de las características moñométricas de la microcuenca, a la vez que tales magnitudes tienen correspondencia con la moñología y la geometría del sistema hidrológico de interés en este estudio (VERSTAPPEN, 1983). El potencial de degradación especifica de la microcuenca Río Oro es de 2.592 Tn/año, con un coeficiente de variación estadística de 0.37 %, perteneciendo a una degradación geológica natural (PASTRANA, 2003). 4.2.3. Microcuenca Río Colorado Las magnitudes calculadas para los parámetros correspondientes a la variable escala de la cuenca, cuyas apreciaciones dependen precisamente de la escala de la base cartográfica utilizada para tales mediciones, en conjunto denotan un sistema hidrogeomoñológico de pequeñas dimensiones (Cuadro 45), que lo califican bajo la categoría de microcuenca o cuenca muy pequeña (GUEVARA y CARTA YA, 1991) del Parque Nacional Tingo María. 127 Cuadro 45. Parámetros morfométricos de la microcuenca Río C01orac~ Variable Parámetros ASTER JGN SRTM cv (%) A(Km2) 2.931 2.165 2.526 15.085 Escala de la P(Km) 7.471 t679 7.223 3.061 Microcuenca L(Km) 2.552 2.476 2.500 ·1.534 W(Km) 2.186 2.027 1.957 5.714 D(Km) 1.932 1.660 1.793 7.564 H (msnm) 1720.000 1680.000 1713.462 1.259 h (msnm) 1040.000 1044.645 1076.763 1.900 Hmd(msnm) 1273.400 1226.546 1268.068 2.042 Gradiente y forma Hb(msnm) 680.000 635.355 636.699 3.903 del relieve de la R 0.266 0.257 0.255 2.452 microcuenca smd (%) 34.608 31.396 33.285 4.878 Sm(%) 8.801 8.884 7.010 12.863 e 0.905 0.879 0.912 1.935 Se 0.671 0.594 0.636 6.063 Se 19.040 27.232 20.652 19.454 Forma de la Re 0.086 0.064 0.085 15.796 microcuenca R, 0.450 0.353 0.404 12.070 la 1.167 1.222 1.278 4.524 Km (mlkm2) 434.424 566.499 502.030 13.183 Kc 1.222 1.461 1.272 9.568 Lq,(Km) 1.504 1.590 1.357 7.944 C1(Km) 1.941 2.412 1.632 19.699 Extensión de la red Dd(Km/Km2) 0.662 1.114 0.646 32.907 de drenaje Te (min) 10.044 11.529 9.017 12.384 Lc(Km) 0.357 0.322 0.385 8.900 Cmc (Km2/Km) 1.510 0.898 1.548 27.686 u 2.000 2.000 2.000 0.000 N u 2.000 2.000 2.000 0.000 Rb 2.000 2.000 2.000 0.000 Lu(Km) 0.638 0.824 0.642 15.162 Orden y magnitud Ltu(Km) 1.072 1.730 0.890 35.934 de la red de Lmu(Km) 0.536 drenaje 0.865 0.445 35.934 Lmau(Km) 1.405 1.547 1.187 13.146 RL 0.617 1.270 0.600 46.083 Co (%) 55.320 69.484 63.661 11.333 qs (Tn/al'lo) 2.752 2.799 2.781 0.849 CT (1/Km2) 0.682 0.924 0.792 15.124 Fuente: Elaboración propia 128 La pequeña área (2.541 Km~) con un coeficiente de variación estadística de 15.1% por sf sola de esta microcuenca, supone menores tiempos de concentración (10.196 min, con un coeficiente de variación de 12.4%) de la escorrentía superficial y mayor susceptibilidad a experimentar crecidas con hidrogramas de picos pronunciados y corta duración (CARMONA, 2002). Este valor areal también denota que la superficie fuente de contribución a la escorrentfa superficial es pequeña, y que en presencia de una tormenta de extensión considerable (FUENTES, 2003), toda el área se activa y aporta agua, lo que favorece la generación de hidrogramas con las características arriba mencionadas. Además del área, los valores de ancho (2.057 Km) y longitud (2.51 Km) de la microcuenca (Cuadro 45) también sugiére_n un sistema de drenaje pequeño con mayor tendencia al crecimiento longitudinal que lateral, lo cual puede interpretarse como una respuesta a la predominancia de la erosión regresiva del curso principal de la quebrada Río Colorado, sobre el trabajo erosivo de los cursos de agua que drenan perpendicular y oblicuamente hacia ésta a lo largo de su canal, condicionado por una litología que ofrece poca resistencia a los procesos erosivos, el control de los sistemas de fracturas y la· pendiente topográfica local de la vertiente este del Río Santa. Los valores del diámetro (1.795 Km) y del perímetro (7.457 Km) (Cuadro 147) de la microcuenca también corroboran las pequeñas dimensiones de este sistema.· Las alturas en el área están comprendidas desde los 1053.8 msnm (altura mínima), con un coeficiente de variación de 1.9%, que corresponde a la cota en la que desemboca la quebrada Río Colorado directamente al Río Santa, encontrándose al Oeste del Parque Nacional Tingo María, y 1704.5 msnm (altura máxima), con un coeficiente de variación de 1.3%, correspondiente a la cota en la que nace la quebrada Rfo Colorado, al noroeste del perímetro de la microcuenca Bella. La diferencia entre estas dos alturas definen un relieve máximo de 650.7 msnm, con un coeficiente de variación de 3.9%, que sugiere alturas y pendientes significativas favorables a la génesis y activación de procesos erosivos y de transporte de materiales. 129 1700 l 1600 J 1 1500j ~ 1 !1! 1400 i E. .. '6 " E .. ~ 1300 1200 1100 1000 o 20 40 60 80 100 Área acumulada (% l Figura 45. Altura de la microcuenca Río Colorado en función del área acumulada El valor obtenido de altura media (Cuadro 45) es 1256.005 msnm con un coeficiente de variación estadística de 2.04%, significa que un 50 % del área de la microcuenca posee alturas por encima de esta cota y un 50 % por debajo de ella. El incremento de la altura por encima del valor de la mediana es brusco y abrupto (sector montañoso) (Figura 45); por el contrario, el descenso en la altura por debajo de la mediana exhibe una pendiente más suave (sector de abanico aluvial), (Figura 45). Estos contrastes altimétricos implican el predominio de procesos erosivos y de generación de precipitaciones asociadas al ascenso orográfico forzado de masas de aire por encima del valor de la altura mediana, y de procesos de transporte y depositación por debajo de ella (GREGORY y WALLING, 1973). El radio del relieve (0.259) (Cuadro 45) indica que por cada kilómetro de longitud de la cuenca existe un incremento promedio en altura de 259 m, con un coeficiente de variación de 2.45%, lo cual es un valor significativo y de esperar para una microcuenca cuya mayor extensión se asienta sobre un relieve montañoso, por lo 130 tanto este parámetro és un indicador del incremento de la pendiente a medida que se asciende en altura y, por ende, del potencial erosivo en la microcuenca. El valor obtenido de pendiente mediana (Cuadro 45) (33.096 %, con un coeficiente de variación de 4.88 %), indica que un 50% del área de la microcuenca posee pendientes iguales y/o por encima de este valor y un 50 % por debajo de él. El incremento del valor de la pendiente media acumulada (33.096 %) por encima del valor de la mediana es ligeramente más brusco y abrupto (sector montañoso), (Cuadro 45), mientras que el descenso del valor de la pendiente media acumulada por debajo de la mediana exhibe una inclinación más suave (sector de abanico aluvial); pero en la parte más baja de la microcuenca Río Colorado, también muestra pendientes bruscos (Figura 45), asf como en la parte más alta de la microcuenca. Estos contrastes de valores de pendiente media acumulada al igual que el de altura, indican la predominancia de procesos erosivos por encima del valor de la pendiente mediana, y de transporte y depositación por debajo de ella (GUEVARA y CARTAYA, 1991). La presencia de mayores alturas y elevados valores de pendientes en la parte alta de la microcuenca, por encima de sus respectivos valores medianos, condicionan menores tiempos de concentración, así como un mayor potencial erosivo y de arrastre de sedimentos. En lineas generales, las pendientes topográficas en toda la microcuenca de la quebrada Tres de Mayo oscilan entre O % y 11 O % (Figura 46). En el tramo final del curso de la quebrada hacia su desembocadura, las pendientes están entre O % y 8 % correspondiéndose con una topografía plana ondulada a suave. En el valle de la quebrada Río Colorado las pendientes presentan valores entre 8 % y 40 %, correspondiéndose con topografras medianas a accidentadas, y en el resto del sector montañoso de la microcuenca Río Colorado las pendientes oscilan entre 40% y 110 %, definiendo topografías accidentadas a muy fuertes, que son características propias de la zona estudiada. 1 ~ 80 J ~ Jl! :S E :S ~ 60 Jl! .., .. E ~ .!! .., e 40 .. ... o 20 40 60 Area acumulada (% l 80 Figura 46. Pendiente media de la microcuenca Río Colorado 131 100 La quebrada Río Colorado realiza un recorrido de 1.483 Km, con un coeficiente de variación de 7.9 %; mientras que el recorrido con el levantamiento topográfico de 2. 704 Km, desde su naciente hasta su desembocadura, a lo largo del cual describe un perfil longitudinal que exhibe fuertes cambios de gradiente topográfico (Figura 47), arrojando una pendiente media de 8.23 %, con un coeficiente de variación de 12.86 %, y una pendiente media con levantamiento topográfico de 10.64%; condición que refleja el control de la litología y del relieve en la morfología de la microcuenca Río Colorado. La pendiente media del perfil y el fuerte contraste de pendiente entre sus segmentos, son indicadores de la alta probabilidad de esta quebrada a experimentar crecidas con hidrogramas de caudales picos elevados y de corta duración, altas velocidades medias del flujo, mayor capacidad de transporte de materiales y menores tiempos de concentración (HENAO, 1998). 1350 l 1300 J 1250 'E e .. .§. 1200 , :o "' .. < 1150 1100 1050 1000 o ·~ZSRTM ---+-- Z ASTER -+-ZIGN -+-ZREAL 500 1000 1500 2000 2500 Distancia acumulada (m) Figura 47. Perfil longitudinal de la microcuenca Río Colorado 132 i 1 3000 Con relación al valor de concavidad (0.899) (Cuadro 45) del perfil longitudinal de la quebrada Río Colorado, éste indica un avanzado estadio de incisión o erosión vertical del flujo de la quebrada (Figura 47), probablemente condicionado por el levantamiento tectónico del área y el consecuente rejuvenecimiento del relieve y la poca resistencia de la litología aflorante a los procesos erosivos (HORTON, 1995). La curva hipsométrica (Figura 48) obtenida refleja un área cuyo relieve se. encuentra en un estadio erosiona! joven, por lo que su potencial morfodinámico para experimentar procesos erosivos y movimientos de masa en vertientes es muy alto (LEOPOLD, GORDON y MILLER, 1994). La forma de la curva denuncia claramente una fuerte influencia del componente tectónico en el levantamiento vertical del área como agente endógeno (propia de la zona estudiada) constructor de relieve, Jo cual se traduce en el rejuvenecimiento de éste determinando un balance tectónico-erosiona! positivo. 133 1 1 l 1.8 ~ ¡ 1 g :. 0,6 .. ~ 1ü ! 1! ::r ~ 0,4 0,2 0~--------~----------~--------~----------~--------_. o 0,2 0,4 0,6 0,8 Árn relativa (alA) Figura 48. Curva hipsométrica de la microcuenca Río Colorado La expresión morfológica del trazado del perímetro de la microcuenca de la quebrada Río Colorado sobre la base cartográfica de análisis, evidencia la forma alargada del sistema con una orientación Norte-Sur y perpendicular al río Santa. El valor de elongación 0.634 con un coeficiente de variación de 6.06% (Cuadro 45) calculado indica que la microcuenca presenta una forma media alargada con tendencia a una configuración rectangular (LEOPOLD, GORDON y MILLER, 1994); además este valor es representativo de microcuencas emplazadas en relieves montañosos. Los valores del perímetro relativo de crenulación de 22.31 con un coeficiente de variación de 19.5%; y del radio de crenulación 0.078 con un coeficiente de variación de 15.79 o/o (Cuadro 45), también indican una tendencia de la forma hacia el alargamiento. El valor del factor de forma de la cuenca es relativamente bajo (0.402), con un coeficiente de variación de 12.07%, lo que implica de igual manera una mediana tendencia al alargamiento (SMITH, 1978), y bajas probabilidades de experimentar frecuentes crecidas, debido a que su forma no permite exponer toda su superficie al radio de 134 acción de una determinada tormenta {LEOPOLD, GORDON y MILLER, 1994). Sin embargo, estas afirmaciones son relativas, ya que ello depende del tamaño o extensión de la tormenta, de la duración e intensidad de la misma y de las magnitudes extremas del fenómeno, considerando que se trata de un sistema hidrogeomorfológico bastante pequeño (PASTRANA, 2003). El coeficiente de compasidad muestra un valor de 1.318, con un coeficiente de variación estadística de 9.6 %, que define a la forma de la microcuenca como oval-oblonga a rectangular-oblonga, lo que indica que la forma de ésta dista en gran medida de la circularidad, por lo que su probabilidad a experimentar crecidas frecuentes es baja, y los tiempos de concentración son mayores en comparación con otra cuenca de igual área pero de forma más circular {GARDINER, 1981). De cualquier modo, la probabilidad de que se presenten crecidas con hidrogramas de picos pronunciados y de corta duración es alta, aunado a las características del relieve ya discutidas (MAIDMENT, 1992). Por otro lado, la forma {0.402) de la microcuenca según su índice de compasidad, tiende a producir hidrogramas de crecidas. asimétricos (MONSALVE, 1981), es decir, con tiempo al pico desde el inicio de la crecida mayor que el tiempo desde el pico a la recesión del hidrograma. El indice de alargamiento de la microcuenca Río Colorado 1.222, con un coeficiente de variación estadística de 4.52%, clasificándose como una microcuenca poco alargada; mientras que el coeficiente de masicividad es de 500.98 m/Km2, con un coeficiente de variación estadistica de 13.18%, clasificándose la microcuenca como una zona muy montañosa (PÉREZ s/f. a.; y VÉLEZ, s/f.b.). La red de drenaje de la microcuenca de la quebrada Río Colorado está constituida por cauces o corrientes de agua de corto recorrido y régimen intermitente con una longitud total de 1.995 Km, con un coeficiente de variación estadística de 135 19.7% que en conjunto muestran un patrón de drenaje de tipo subdendrítico (Figura 48). La existencia de sistemas de fracturas (diaclasas y fallas) y Jos desniveles topográficos entre bloque tectónicos, también ejercen control en la disposición y distribución de las corrientes que conforman la red de drenaje (ORTIZ, 2004). El parámetro más importante en la definición de la extensión de un sistema de drenaje natural es su densidad que es 0.807 Km/Km", con un coeficiente de variación de 32.91 %, que para el caso que nos ocupa este valor es bajo (Cuadro 45), con una textura alta (HENAO, 1998). Entre los factores que la controlan en el área, el de mayor peso está representado por la baja susceptibilidad de la litología a Jos procesos erosivos y el fracturamiento del material. La densidad de drenaje media en esta área indica que la menor parte de la superficie de la microcuenca experimenta escorrentía concentrada, por Jo que es de suponer una baja tasa de erodabilidad en toda su extensión, estabilidad morfogenética, gastos sólidos no significativos, hidrogramas de picos bajos y altos tiempos de concentración, condicionados por las características del relieve (pendiente), el tamaño de la microcuenca, y las características (extensión, ' intensidad y duración de las lluvias) de las tormentas que las puedan generar. El coeficiente de mantenimiento del canal muestra un valor de 1.319 Km:!/Km, con un coeficiente de variación estadística de 27.7% medio a alto (Cuadro 45), lo que significa que por cada kilómetro de cauce existe un área de drenaje promedio de 1.319 Km2, indicando la no prevalencia de la escorrentía concentrada sobre la escorrentía laminar (MÉNDEZ y MARCUCCI, 2005). La microcuenca de la quebrada Río Colorado corresponde a un sistema hidrogeomorfológico de orden 2, con un coeficiente de variación estadistica de 0.0% (Figura 49), siendo esta magnitud de cierta manera un indicador importante de la extensión y ramificación de la red de drenaje, considerando la pequeña superficie del sistema, así como de mediana probabilidad a experimentar crecidas con hidrogramas de picos significativos (HORTON, 1995). e e 385800 W+E S Microcuenca Río Oro 386400 387000 387600 . :::::.-:~-:.::¡:_:,~~-:v~::-~~:::_o:._: .-.-;.:-::::·:-:::·:: ::-_: .... ;.::::: Dist. Mariano Dámaso B. : ,.._~.; :.-" · · ;.: ·:·.· ··r·~· ·::· · · ;·:.-:·· ··-· ·.· ·::_·: ;.·.-:· · :·-· ·.· ·:: · · ;.: 1:· · ··-· ... ·:: · · ;·: ·:· ·,:·-~ ''--:'" ··-1 en CIO e e ~ ~ .- ~ "'- o o_y .,. .. : U) ...-~ -.. en CIO e Microcuenca Río Colorado Ubk:lolón Ciudad :TingoMarla Leyenda o Quebrada Rlo Colorado (Ln -- Camino Interno del PNTM - Rlos prlnelpal$8 -- SRTM (Rio Colorado) -- tGN (Rio Colorado) --ASTER (RIO Colorado) §ASTER (Microcuenca Rlo Colorado) IGN (Microcuenca Rlo Colorado) SRTM (Microcuenca Rlo Colorado) Diltrllo : Marllno Dl.muo Btf'lilln Perlmetro Pfovlncll :LeonoiOPrtdo -··~"""w'"~""~ 7457.00 m.l.' .• 254.10 Ha. Reviqdo por: Fecht: , • .' lng. •uls Flores C. Mayo del2010 :·:: ··• '• • ...... -_,_, •o,-;:o"'.,'.;·.:-,•,;..~,· .. •:'"o: ~ ..J ...... ~ ~ r¡~g,:.-:-:.~s ~ CIO ~icrocuenca Tres de 110 220 440 660 880 ~ Meters 385800 386400 387000 387600 e e : en CIO 8 N ~ en CIO e e U) M U) en CIO •" 137 La relación ·de bifurcación entre los distintos órdenes de corrientes de la red de drenaje es bastante uniforme en todo el sistema, con un valor de relación de bifurcación media de 2.00 {Figura 49), que señala mediana probabilidad de experimentar crecidas <:en caudales pico importantes (MONSALVE, 2000). Para el caso de las relaciones de longitud y de área, en ambas el último valor de relación entre las corrientes de orden 1 y la corriente de orden 2 no se corresponde con los rangos de valores característicos. Los tiempos de concentración y las velocidades de flujo calculadas para la microcuenca del río Colorado, se muestran en el Cuadro 45. Según los resultados obtenidos, en la desembocadura del sistema se registra un tiempo de concentración de 10.196 min, con un coeficiente de variación estadística de 12.38 %, con una velocidad promedio del flujo de 2.424 m/seg. Los tiempos de concentración estimados, corroboran las afirmaciones que sobre este parámetro se realizaron, a partir del análisis de las características moñométricas de la microcuenca, a la vez que tales magnitudes tienen correspondencia con la moñología y la geometría del sistema hidrológico de interés en este estudio {VERSTAPPEN, 1983). · El potencial de degradación especifica de la microcuenca Río Colorado es de 2. 778 Tn/año, con un coeficiente de variación estadística de 0.85 %, perteneciendo a una degradación geológica natural (PASTRANA, 2003). 4.3. Análisis fisiográfico del Parque Nacional Tingo María De acuerdo a la interpretación de imagen satelital, el modelo de elevación de terreno (MET), trabajo de campo, y de acuerdo a la interpolación del área de estudio se obtuvo el Cuadro 46 y Figura 50 y 51, la cual muestra la zonificación del Parque Nacional Tingo Maria con sus respectivas áreas. 138 Cuadro 46. Leyenda fisiográfica de la zona del PNTM Zonificación Símbolo Área (ha) Porcentaje (%) Montaña denudacionat Mdfd 2.762 0.058. fuertemente disectada Montaña denudacional • Mdmd 238.793 4.998 moderadamente disectada Montaña sedimentario fuertemente Msfd 2334.319 48.861 disectada Montaña sedimentario ligeramente Msld 1401.019 29.325 disectado Montaña sedimentario Msmd 709.734 14.856 moderadamente disectada Terraza baja Tb 0.082 0.002 Terraza media Tm 3.314 0.069 Terraza media denudacional lmd 8.808 0.184 Terraza media ondulada Tmo 45.047 0.943 Valle intercolinoso Vi 27.372 0.573 RIO Río 6.248 o~t31 IOTAL 4777.498 100.000 Fuente: Elaboración propia En la zona del Parque Nacional Tingo María, el elemento de paisaje de mayor área es la montaña sedimentario fuertemente disectado (48.86%) con un área de 2334.3 Ha, seguido por la montaña sedimentario ligeramente disectado (29.3%) con un área de 1401.02 Ha, y el elemento de paisaje de menor área es la terraza baja (0.002 %) con un área de 0.082 Ha, seguido por el elemento de paisaje de la montaña denudacional fuertemente disectada (0.058%) con un área de 2.76 Ha. El Parque Nacional Tingo María, por ser un Area Natural Protegida, sus características fisiográficas están muy relacionadas con las montañas, y por el hecho de tener pendientes muy fuertes de 50 a 90 %, compensa a tener rocas calcareas 139 sedimentarias, que es una característica común en montañas de fuertes pendientes (INRENA - ANPTM, 2002). 60 50 48.860 n 40 ....... ~ 29.325 o ........ 30 Q) '(lj' e: Q) 20 e o 14.855 a.. ~ 10 4.998 0.002 0.069 0.184 0.942 0.572 0.130 ...r.:::! .,.. ~o ~~o ~;¡¡.o ~C1)1' ~'Q ~ .- r- .- oC( 4,00 r- ,...... r- r- ,..... r- 2,00 0,00 n n n n n o Especies representativas Figura 53. Abundancia relativa del PNTM 145 4.4.4. Frecuencia absoluta y relativa En el Cuadro 50 y Figura 54, según los resultados obtenidos, la frecuencia absoluta total de las especies por subparcelas es de 1460.0 %, donde la especie sobresaliente es la Chimicua con 5.82%, seguido por la especie Cumala con 5.47 %, mientras que el Cedro huasca tiene una frecuencia relativa de 2.39 o/o, y las 51 especies restantes tienen una frecuencia relativa de 0.34 %. Cuadro 50. Frecuencia relativa del Pargue Nacional Tingo María NO Nombre Nombre Frecuencia absoluta Frecuencia relativa Vulgar cientfflco (%) {%} 1 Chimicua Pseudo/media laevis (R. et P.) Macbride 85 5.8219 2 Cumala Virola pavonís (A. OC.) A. C. Smith 80 5.4795 3 Moena amarilla Nectandra globosa (Aubl.) Mez 70 4.7945 4 Manchinga Brosímum aHcastrum Swartz 60 4.1096 5 Renaco Fícussp. 45 3.0822 6 Shimbillo lngasp. 45 3.0822 7 Espintana Guatteria cítriodora Oueke 40 2.7397 8 Cedro huasca Cedrelasp. 35 2.3973 9 Clusia Clusíasp. 35 2.3973 10 Quillobordon Aspídosperma vatgasíí A. oc. 35 2.3973 11 Requia Guares multiftora A. Juss. 35 2.3973 12 Shimbillo blanco lngasp. 35 2.3973 13 Cumala colorada lryanthera sp. 30 2.0548 14 lshanga Urerasp. 30 2.0548 Total general 1460 100.0000 7,00 l 1 6,00 .- ,....., 5,00 ~ "' ~ 4,00 1!! f 1!! " e ~ 3,00 .. u: ,...- 2,00 r 1,00 Especies representativas Figura 54. Frecuencia relativa del PNTM 146 4.4.5. Clases de frecuencia absoluta En el Cuadro 51, según los resultados obtenidos se muestra las clases obtenidas para el PNTM, donde: A > B > C > D > E, este evento indica o quiere decir que el bosque no ha sido intervenido por la mano del hombre. Así mismo LAMPRECHT (1990), menciona que la ley de frecuencias de Rahnkiaer establece: A> B >e::. D solo que en este caso D > E, indicando una degradación geológica natural, dentro de los ecosistemas forestales del PNTM. Cuadro 51. Clases de Frecuencia Abso,uta del PNTM Clase A mayorque: 8 Mayor que: C menor, igual o mayor que: D menor que: E TOTALES Frecuencia Absoluta (%) o -20 21 -40 41-60 61-80 81 -100 4.4.6. Dominancia o cobertura Especie No (%)Total 80 79.21 15 14.85 3 2.97 2 1.98 1 0.99 101 100.00 En el Cuadro 52 y Figura 55, se muestra los cálculos de los resultados de la expansión horizontal o también conocida como la dominancia de las diferentes especies en base al área basal, donde se señala que la especie más representativa por su área basal y dominancia relativa, es la Cumala con una dominancia relativa de 14.55 %, seguido por la especie Chimicua con 10.85 %, mientras que el Cedro huasca tiene una dominancia relativa de 3.06 %, · y el Cedro colorado tiene una dominancia relativa de 5.36 %. Cuadro 52. Dominancia o Cobertura del Parque Nacional Tinge María N° Nombre vulgar 1 Cumala 2 Chimicua 3 Manchinga 4 Shimbillo Nombre científico Virola pavonis (A. DC.) A. C. Smith Pseudo/media laevis (R. et P.) Macbride Brosimum alicastrum Swartz lngasp. Área basal (m2) 3.8832 2.8971 1.5737 1.57t5 Dominancia relativa(%) 14.5517 10.8566 5;8971 5.8890 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 16,00 14,00 12,00 ;!!. ;- 10,00 > i e ~ " "' " 'E o Q 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 Requia Renaco Cedro colorado Moena amarilla Cedro huasca Shimbillo blanco lshanga Sapote Cumala colorada lsma moena Moena negra Palo blanco Azucar huayo Tulpay Yanavarilla Espintana Chamiza Quina Clusia ' ·~ Guarea multiflora A Juss. Rcussp. Cedrela odorata Nectandra globosa (Aubl.) Mez Cedre/a sp. lngasp. Urerasp. Quararibea cordata (H. et B.) Vischer lryanthera sp. Endlicheria williamsiiO. C. Schmidt Aniba perutilis Hemsley Alseis peruviana Stand! Hymenaea oblongifo/ia Huber C/arisia raoemosa R et P. 0/iganthes sp. Guatteria citriodora Ducke Anthodiscus peruanus Baillon Cínchona officinafís L. Clusia sp. Total general Especies representaiiVas 1.5052 1.4496 1.4314 1.1272 0.8177 0.7044 0.6961 0.5081 0.4413 0.4404 0.4251 0.4026 0.3923 0.3442 0.3407 0.3134 0.2863 0.2823 0.2534 26.6653 Figura 55. Dominancia relativa del PNTM 4.4. 7. Índice de valor de importancia (lVI) 5.6407 5.4323 5.3640 4.2241 3.0642 2.6398 2.6087 1.9041 1.6537 1.6504 1.5932 1.5087 1.4701 1.2900 1.2767 1.1743 1.0728 1.0578 0.9498 100.0000 147 En el Cuadro 53 y Figura 56, el índice de valor de importancia de fustales, encontramos que de un total de 101 especies representativas, 1 O de ellas son de mayor importancia ecológica: Cumala (31.14 %), Chimicua (27.97 %), Shimbillo (15.82 %), Moena amarilla (14.57 %), Manchinga (13.89 %), Requia (12.11 %), Renaco (11.84 148 %), lshanga (8.36 %), Shimbillo blanco (7.63 %) y Cedro huasca (6.94 %); englobando un valor de importancia de 150.31 %, sobrepasando el 50% de los 200 % que corresponde la suma de abundancia y dominancia relativa. Lo que indica que estas diez especies utilizan la mayoría de los recursos del lugar y en consecuencia, excluyen a las demás especies que puede estar relacionada con diferentes factores, principalmente luz y factores edáficos (ODUM, 2005). Cuadro 53. Índice de Valor de Importancia del Parque Nacional Tingo Maria ND Nombre Vulgar Ar(%) Fr{%) Dr{%) lVI (%) 1 Cumala . 11.1111 5.4795 14.5517 31.1422 2 Chimicua 11.2963 5.8219 10.8566 27.9749 3 Shimbillo 6.8519 3.0822 5.8890 15.8230 4 Moena amarilla 5.5556 4.7945 4.2241 14.5742 5 Manchinga 3.8889 4.1096 5.8971 13.8956 6 Requia 4.0741 2.3973 5.6407 12.1120 7 Renaco 3.3333 3.0822 5.4323 11.8478 8 lshanga 3.7037 2.0548 2.6087 8.3672 9 Shimbillo blanco 2.5926 2.3973 2.6398 7.6297 10 Cedro huasca 1.4815 2.3973 3.0642 6.9429 11 Espintana 2.9630 2.7397 1.1743 6.8770 12 Moena negra 2.7778 2.0548 1.5932 6.4258 13 Clusia 2.7778 2.3973 0.9498 6.1248 14 Cedro colorado 0.1852 0.3425 5.3640 5.8916 15 Yanavarilla 2.4074 1.7123 1.2767 5.3964 16 Cumala colorada 1.4815 2.0548 1.6537 5.1900 17 lsma moena 1.2963 1.7123 1.6504 4.6590 18 Quillobordon 1.2963 2.3973 0.8515 4.5450 19 Tulpay 1.1111 1.7123 1.2900 4.1134 20. Azucarhuayo 1.1111 1.3699 1.4701 3.9511 21 Sacha uvilla 1.1111 2.0548 0.4247 3.5906 22 Sapote 0.9259 0.6849 1.9041 3.5150 23 Palo azufre 1.1111 1.7123 0.6831 3.5066 24 lcoja 1.2963 1.7123 0.4787 3.4873 25 N.N 1.1111 1.3699 0.8993 3.3803 26 Quina 0.9259 1.3699 1.0578 3.3536 27 Palo blanco 0.5556 0.6849 1.5087 2.7492 28 Pucapalo 0.9259 1.3699 0.4271 2.7229 29 Shiringuilla 0.9259 1.0274 0.4700 2.4234 30 Anacaspi 0.9259 0.6849 0.6466 2.2575 31 Chamiza 0.3704 0.6849 1.0728 2.1281 32 Chontaquiro 0.5556 1.0274 0.5251 2.1080 33 Cumala blanca 0.5556 1.0274 0.4606 2.0436 34 Rifarillo 0.7407 1.0274 0.2502 2.0183 35 Vismia 0.7407 1.0274 0.2378 2.0059 Total general 100.0000 100.0000 100.0000 300.0000 35,00 l 30.00 ;;; ;. 25,00 e. .!!! ~ ~ 8. 20,00 § .. .., .2 ~ ., .., ., .!! .., ..: 15,00 10,00 5,00 0,00 r- 149 r- r r- - r- r r r n n n n Especies representativas Figura 56. Índice de Valor de Importancia (l. V. l.) del PNTM V. CONCLUSIONES 5.1. El análisis de calidad a partir de los puntos con GPS: imagen ASTER, el interpolador Kriging tiene un error medio cuadrático de 14.58 m, y eiiDW tiene un EMC de 14.679 m; imagen Google Earth, el interpolador IDW tiene un error medio cuadrático de 11.384 m, y el Kriging tiene un EMC de 11.975 m; imagen IGN, el interpolador Splines tiene un error medio cuadrático de 6.676 m, y el Kriging tiene un EMC de 6.948 m; y la imagen SRTM, el interpolador TIN tiene un error medio cuadrático de 12.579 m, y el Kriging tiene un EMC de 13.444 m. 5.2. Los parámetros morfométricos del Río Tres de Mayo son: área 50.74 Km"; altitud máxima 2055 msnm y mínima 735 msnm; pendiente media de la microcuenca 34.84 %; pendiente media del cauce principal 9.813%; forma 0.325; longitud del cauce principal de 5.703 Km; tiempo de concentración de 47.1 minutos; y potencial de degradación de 2.097 TM/año. Río Oro son: área 4.76 Km"; altitud máxima 1705 msnm y mínima 686 msnm; pendiente media de la microcuenca 46.647 %; pendiente media del cauce principal 12.102%; forma 0.353; longitud del cauce principal de 3.29 Km; tiempo de concentración de 24.68 minutos; y potencial de degradación de 2.592 TM/año. Y Río Colorado son: área 2.54 Km";. altitud máxima 1704.5 msnm y mínima 1053.8 msnm; pendiente media de la microcuenca 33.05 o/o; pendiente media del cauce principal 8.23%; forma 0.402; longitud del cauce principal de 1.483 Km; tiempo de concentración de 10.196 minutos; y potencial de degradación de 2. 777 TM/año. 151 5.3. Se caracterizó fisiográficaméhte el PNTM; encontrando: Montaña denudacional fuertemente disectada; montaña denudacional moderadamente disectada; montaña sedimentaria fuertemente disectada; montaña sediementaria ligeramente disectada; montaña sediementaria moderadamente disectada; terraza baja; terraza media; terraza media denudacional; terraza media ondulada; y valle intercolinoso. 5.4. El potencial maderable en el PNTM, se ha encontrado 50 especies de clase fustal por hectárea, con 270 individuos/Ha, siendo de acuerdo al índice de valor de importancia (lVI): cumala (31.14%), chimicua (27.97%), shimbillo (15.82%), moena amarilla (14.57%), manchinga (13.89%), requia (12.11%), renaco (11.84%), ishanga (8.36%), shimbillo blanco (7.63%), y cedro huasca (6.94%). VI. RECOMENDACIONES 6.1. Cuando se use la imagen ASTER y Google Earth para una evaluación del modelo de elevación de terreno es recomendable utilizar los interpoladores IDW y Kriging; cuando se use la imagen generado por el IGN {Instituto Geográfico Nacional) es recomendable usar el interpolador Splines y Krigin; y cuando se usa la imagen SRTM, es recomendable utilizar los interpoladores TIN y KRIGING. 6.2. De acuerdo a los resultados de los parámetros moñométricos de . las micro cuencas del Parque Nacional Tingo Maria {Tres de Mayo, Oro y Colorado), existe una degradación natural media, por lo tanto es recomendable que se realice una reforestación en las cabeceras de las quebradas. 6.3. Si se quiere tener estudios a mayor detalle de modelos de elevación de terreno, utilizar imágenes satelitales ya sea ASTER, SRTM y/o otros, con mayor resolución (5x5 m), ayudará a disminuir el error medio cuadrático de las altitudes. 6.4. Para generar un manejo integral de las micro cuencas del Parque Nacional Tingo María {Tres de Mayo, Oro y Colorado), es recomendable generar una valoración económica total. 6.5. Para mejorar los errores de estratificación realizar mayor numero de verificaciones en campo y disminuir el área de verificación, la cual permitirá disminuir el error estándar de estratificación. VIl. ABSTRACT The purpose of this study was to evaluate the terrain elevation model (TEM) and morphometric parameters of the National Park Tinge Maria (PNTM) which sought to develop strategies for conservation and protection of watersheds that are located around the protected area for lt raised the following objectives: To assess the quality of the terrain elevation model from ASTER, SRTM, GOOGLE EARTH National Charter (IGN), determine the morphometric parameters of the micro: Tres de Mayo, Rio Oro and Rio Colorado; physiographic map and determine the potential forest and National Park Tinge María (PNTM). The methodology was to carry out the extraction and analysis of the quality of different terrain elevation models (MEn for PNTM generated by their evaluation with a number of control points obtained by GPS Receiver Garmin eTrex Vista HCx, with different levels of accuracy. For this task were generated by severa! interpolators (IDW, Kriging, splines, TIN, and Natural Neighbor:), starting from the same source data (ASTER. SRTM, Google earth and digitized National Charter), and comparad with the control points (data from GPS), which we assume in principie that is relatively free of errors. According to the results obtained in the analysis of quality from the GPS points, the IGN image with spline interpolation, had the mean square error of 6676 m, and EMC Kriging has a 6948 m, where the more reliable than other interpolators and images. The morphometric parameters of the Rio Tres de Mayo are: area 50.7 4 km2, ... 154 maximum altitude 2055 m and 735 m mínimum, average slope of 34.84% average gradient of the longitudinal profile of the main channel9813% 0325 form, main channel length of 5703 km ; time concentration of 47.1 minutes, and potential degradation of 2097 MT 1 year. Gold River are 4. 76 km2 area, maximum altitude 1705 m and 686 m mínimum, average slope of 46 647% average slope of the longitudinal profile of the m a in channel 12 102% form 0353, main channel length of 3.29 km, time of concentration of 24.68 minutes, and potential degradation of 2592 MT 1 year. And the Colorado River are: Area 2.54 km2, maximum altitude and mínimum m 1053.8 1704.5 m, average slope of 33.05% average gradient of the longitudinal profile of the main channel8.23%, as 0402; main channellength of 1483 km, time of concentration 10,196 minutes, and degradation potential of 2777 tons per year. This characterized the PNTM physiographically, finding: Mountain denudacional heavily dissected and. moderately dissected; sedimentary strongly dissected mountain, slightly to moderately dissected, Jow terrace, half terrace, terrace denudacional half wavy and intercolinoso valley. And the potential timber in PNTM was: cumala (31.14%), chimicua (27.97%), shimbillo (15.82%), yellow moena (14.57%}, Manching (13.89%), requirements (12.11%), renaco (11.84%), lshango (8.36%), white shimbillo (7.63%), and cedro huasca (6.94%). VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ACHUY, J. 2006. ArcGis; Manual de sistema de información geográfica. Lima- Perú. Editorial Grupo Universitario S.A.C. 321 p. AGUILAR, F., AGUILAR, M., CARVAJAL, F., AGÜERA, F, SANCHEZ, P. 2002. Efectos de la morfología del terreno, densidad muestra! y métodos de interpolación en la calidad de modelos digitales de elevaciones. In: XIV Congreso Internacional de Ingeniería Gráfica. Universidad de Almería. 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