Gully erosion and streams development in the Rio Quinto Basin, Midwest Argentina

Abstract

A lo largo de las últimas décadas se ha visto una aparición notable de cárcavas y cursos de agua en la cuenca del Rio Quinto, provincia de San Luis, Argentina. El fenómeno causa severos daños a la infraestructura existente, y convierte importantes parcelas agrícolas en tierras improductivas. El presente manuscrito analiza los factores principales que contribuyen a la erosión de suelos y la formación de nuevos cursos en la región. También se investiga la naturaleza de los depósitos de detrito en el área. La relación entre sedimentos, fisiografía, cambio climático, y uso de la tierra ha creado condiciones particulares que favorecerían la perdida de cohesión y la erosión de los suelos. El aumento de las precipitaciones habría también contribuido con el desarrollo de cárcavas, mientras que la escorrentía superficial sobre antiguos cauces podría haber reactivado el sistema de drenaje regional. El sifonamiento constituiría un mecanismo adicional para la remoción de sedimentos. La presencia de materiales finos, altos niveles de sodio, y una elevada alcalinidad facilitarían los procesos de dispersión y la inestabilidad de los suelos. La disolución de carbonatos sería importante en horizontes calcáreos. El desarrollo de cursos fluviales se aceleró durante los últimos años como resultado de un clima más húmedo y la deforestación. Es de esperar que el problema se intensifique en años venideros. Se observa una serie de depósitos lobulados en el margen distal de los arroyos, que serían el resultado de la sedimentación esporádica de torrentes de barro y flujos hiperconcentrados cuando la energía del sistema se disipa. Los resultados de la investigación proveen un material de referencia útil para la prevención y la implementación de medidas de control en la región.

The last decades have seen a dramatic increase in gully erosion and the development of watercourses in the Rio Quinto basin, within the San Luis province of Argentina. The phenomenon is causing severe damage to existing infrastructure, as well as making large areas of agricultural land unproductive. This paper analyses the key factors that contribute to soil denudation and the formation of new channels in the region. The nature of the debris deposition is also explored. The interconnection between sediment types, physiography, climate change, and land cover has created unique conditions that make the area susceptible to a loss of soil cohesion and erosion. An increase in precipitation would have contributed to gully initiation over time, while overland flow exploited older stream channels which led to the reactivation of the drainage system. Piping is another mechanism controlling the removal of sediments in the subsurface. Fine-grained materials, high levels of sodium, and elevated alkalinity facilitate dispersion processes that render the soil structure unstable. Carbonate dissolution also appears to be significant in calcareous layers. Fluvial development has recently accelerated due to a wetter climate and land clearing, and is likely to worsen in coming years. Lobate deposits are present at the downslope end of major streams, and these sediments would represent the episodic deposition of debris torrents and hyperconcentrated flows as the system energy dissipates. Results of the study constitute a useful reference both for prevention and for the implementation of mitigation measures in the region.