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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2236| Soil erosion and sedimentation processes in the transboundary Tijuana River watershed; Case study: Los Laureles Canyon Procesos de erosión de suelo y sedimentación en la cuenca transfronteriza del Río Tijuana; Caso estudio: Cañón Los Laureles | |
| NAPOLEON GUDIÑO ELIZONDO | |
| Trent Biggs THOMAS GUNTER KRETZSCHMAR | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Runoff, soil erosion, gullies, sediment production, 3-D photo-reconstruction, AnnAGNPS escorrentía, erosión de suelo, cárcavas, producción de sedimento, fotogrametría 3D. | |
| The Tijuana River watershed is located in the northwestern Mexico and southwestern USA, the total catchment lies 3,253 km2 in Mexico and 1,212 km2 in the U.S; or 73% and 27 %, respectively. Excessive erosion, transport and deposition of sediment in the watershed have caused many detrimental effects to the people living in the watershed and have resulted in impaired conditions for aquatic life supported in the Tijuana estuary (the outlet of the watershed). This study used Unmanned Aerial Systems (UASs) and Structure-from-Motion (SfM) photogrammetric techniques to quantify gully erosion to calibrated a model (AnnAGNPS) of an ephemeral gully network that formed on unpaved roads following a storm event in an urban watershed (11 km2) in Tijuana, Mexico, a rapidly urbanizing watershed in Tijuana, Mexico. Gullies formed almost exclusively on unpaved roads which had erodible soils and concentrated flow. Management practices (e.g. road maintenance that fill gullies after large storms) contributed to total sediment production at the watershed scale. Sediment production from gully erosion was higher and threshold values of slope and drainage area for gully incision were lower than ephemeral gullies reported for agricultural settings. This indicate high vulnerability to gully erosion which is consistent with high soil erodibility and low critical shear stress measured in the laboratory with a mini jet-erosion- test device. Runoff and soil erosion were simulated for 17 years, and a good correlation between the observed and simulated results was observed (pbias 1.2, RMSE 35% of the mean). Modelled gully erosion was most sensitive to the Soil Conservation Service (SCS) curve number, tillage depth (TD), and critical shear stress. Simulated results show that gully erosion represents about 57% of hillslope sediment production and that 50% of the total sediment yield is produced by only 7% of the watershed area. Future studies evaluating the effect of reduction/prevention of sediment loads from green infrastructure projects, sediment basins, road paving (under different pervious conditions), and the uncertainty of some model estimated parameters, as well as implications in scenario analysis, are crucial for proper sediment management in urbanizing watersheds. La cuenca hidrológica del Río Tijuana se localiza en el extremo noroeste de México y suroeste de Estados Unidos, cuenta con un área de captación de 4,532 kilómetros cuadrados, de los cuales un cuarto de esta área pertenece a Estados Unidos y tres cuartos a México. Durante la temporada de lluvias grandes cantidades de sedimento fluyen hacia la parte americana generando problemas de excesiva sedimentación en el Estuario Tijuana, mientras que en el territorio mexicano la erosión de suelos y otros movimientos de tierra asociados a la escorrentía superficial representan un potencial peligro para la infraestructura civil y el nivel de vida de la población. En este proyecto se desarrolló una metodología para validar un modelo de erosión en la cuenca Los Laureles, una sub-cuenca del rio Tijuana, para cuantificar las contribuciones de los diferentes procesos de erosión (laminar, cárcavas y canales), además de evaluar el potencial efecto de la urbanización en la producción total de sedimentos. Se utilizaron técnicas topográficas de alta resolución para monitorear el comportamiento de las cárcavas y mejorar el entendimiento de los procesos de formación y evolución de éstas en términos hidráulicos, topográficos, geológicos y de uso de suelo. Se instalaron estaciones de monitoreo en las sub-cuencas “Los laureles” para medir la precipitación pluvial, caudal, así como la descarga de sedimentos en la salida de la cuenca para validar las estimaciones del modelo de erosión (AnnAGNPS). Se encontró que los umbrales de formación de cárcavas (área de drenaje y pendiente) son más bajos y que la producción de sedimentos por erosión de cárcavas es mayor en comparada con otros estudios de erosión de cárcavas. El modelo AnnAGNPS simuló bien las cárcavas, la escorrentía total y máxima, así como la producción total de sedimentos (pbias 1.2, RMSE 35% de la media) por un periodo de 17 años. Los parámetros más sensitivos en la erosión de cárcavas fueron la curva número, la profundidad de la capa impermeable y la tensión cortante del suelo. Los resultados del modelo indican que la erosión por cárcavas contribuye con el 57% de la producción total de sedimentos, y que el 50% de la producción total de sedimento es generado en solo el 7% del área total de la cuenca. Se recomienda evaluar medidas de mitigación en la producción de sedimento, así como la incertidumbre y sus posibles implicaciones en el análisis de escenarios para el manejo integral de cuencas urbanas. | |
| 2018 | |
| Tesis de doctorado | |
| Inglés | |
| Gudiño Elizondo, N. 2018. Soil erosion and sedimentation processes in the transboundary Tijuana River watershed; Case study: Los Laureles Canyon. Thesis Doctor of Science. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 105 pp | |
| EROSIÓN (AGUA) | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Ciencias de la Tierra |
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| tesis_Gudiño_Elizondo_Napoleón_16_mayo_2018A.pdf | Versión completa de la tesis | 4.44 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |