MANUAL PARA LA DELIMITACIÓN DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS POR: VICTOR E. VILLALTA GARCIA

Transcripción

1 MANUAL PARA LA DELIMITACIÓN DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS POR: VICTOR E. VILLALTA GARCIA Tradicionalmente la delimitación de cuencas, se ha realizado mediante la interpretación de los mapas cartográficos. Este proceso, ha ido evolucionando con la tecnología. Hoy dia los sistemas de información geográfica SIG- proporcionan una gama amplia de aplicaciones y procesos que, con entender los conceptos y teoría, se puede realizar de una forma más sencilla y rápida el análisis y delimitación de una cuenca. El programa ARC VIEW 3.2a, proporciona al usuario muchas extensiones y herramientas, entre ellas la extensión Basin y la extensión Hydro que se utilizan en el análisis y procesamiento de información relacionada al recurso agua, en el manejo de las cuencas hidrográficas. El presente manual, plantea un proceso lógico de la información que debe procesar y analizar el usuario, a fin de delimitar una cuenca hidrográfica. 1. Almacenamiento y activación de la extensión Basin.avx Para utilizar cualquier extensión en el programa ARCVIEW 3.2a los archivos deben contener la extensión AVX, lo que permitirá reconocerlos como las extensiones que necesitamos. De la carpeta ubicada en la unidad C, con la dirección C: Curso 3 Arcview Cuencas/ Extensiones Arcview, se copiarán los archivos Basin1 e Hydro a, la dirección C: ESRI/AV_GIS30/ARCVIEW/EXT32. Tal como se muestra en la figura. 1

2 Activación de las extensiones en ARCVIEW Copiadas los archivos de extensiones a la carpeta Ext32, se abre el programa Arcview 3.2a y se localiza el menú Extensions (localizado en File), activando la o las extensiones necesarias con un cheque de color negro, las extensiones que necesitamos son Basin1 e Hydro. Para verificar si las extensiones se activaron, abrimos una nueva vista, en donde confirmamos que existen nuevos iconos y menus, relacionados con Basin1 e Hydro Guardamos nuestro proyecto con el nombre Delimitación de cuencas en la carpeta que se encuentra localizada en C:/CURSO 3 ARCVIEW CUENCAS/ PROYECTOS ARCVIEW. 2

3 Hasta ahora tenemos activada la extensión que utilizaremos para delimitar una cuenca hidrográfica. Sin embargo debemos partir de información del área de interés en nuestro estudio. La información necesaria para delimitar una cuenca está definida por un Modelo de Elevación Digital, el cual permite saber cuál es la altura en cada punto que nosotros consultemos. 2. Realización de un Modelo de Elevación Digital. Los pasos para construir un modelo de elevación digital son los siguientes: 1. Con las curvas de nivel se construye un TIN (Trinagulated Irregular Network). 2. Una vez creado el TIN, se creará un Raster 3. Al raster se creará un Hillshade a. Curvas de nivel Dispondremos de información de curvas a nivel, las cuales han sido previamente digitalizadas sobre hojas cartográficas a escala 1:50,000 y georeferenciadas en Datum NAD 27, Zona 15. La capa de curvas está contenida en la carpeta C:CURSO 3 ARCVIEW/SHAPES, con el nombre Curvas. Esta información la agregamos a la vista existente. Enseguida verificamos la tabla de atributos que contiene el shape curvas, donde vemos que el campo Altura_m contiene las alturas de cada una de las curvas de nivel. 3

4 b. Realizar TIN (Triangulated Irregular Network) Con la información de curvas de nivel realizaremos el primer paso para crear el modelo de elevación digital DEM, la elaboración de TIN. El TIN nos permite unir todas las curvas y crear una superficie vectorizada que representa la superficie de la tierra. La herramienta para crear TIN se encuentra en el menú Surface/Create TIN (Triangulated Irregular Network) from Features. El menú desplegado nos permitirá agregar los parámetros definidos en la figura de la derecha. Presionamos OK. Nos preguntará el nombre y dirección donde queremos almacenar la nueva capa, la dirección será C:/CURSO 3 ARCVIEW/TIN y el nombre se le llamará Volcan_tin. El programa ha creado ahora una capa comparable con el relieve de la tierra, la cual está formada por triángulos que convergen en un punto definido. La información desplegada, se divide en 9 rangos de alturas, los cuales están representados por los colores (los colores más oscuros representan mayores alturas y los colores claros las menores). 4

5 Al realizar un acercamiento a una porción del TIN, pueden observarse los triángulos que convergen en los puntos que están marcados en la figura anterior. La información de TIN, debemos convertirla a una capa en formato Grid, la herramienta para esta operación se encuentra en el menú Theme/ Conver to Grid. Luego se desplega el menú donde se desea guardar y le asignaremos el nombre Elevacio, al darle OK, nos desplega un tercer menú donde especifica el tamaño de la celda (Output grid cell size) al cual asignaremos un valor de 20 y presionamos la tecla Enter, luego presionamos OK. c. Convertir a Grid 5

6 Trucos de grid: Cuando deseamos almacenar un grid o convertir un shape a grid, debemos realizarlo cuidando que el nombre que le coloquemos no sobrepase los 8 caracteres y la ruta donde la guardemos no sea mayor de 4 subcarpetas. El resultado al crear un grid es una capa donde se tiene visualizada la elevación del terreno representada en rangos de colores desde el rosado hasta el rojo, el color negro, representa el área, donde no existe información de curvas de nivel. Aun no podemos ver la elevación del terreno de forma que pueda verse la sombra de las montañas, para realizar esta representación es necesario crear una nueva capa llamada Hillshade, que permite ver la forma del terreno en sus 3 dimensiones X, Y y Z. Para fines de cartografía se recomienda colocar el valor de Azimut = 315 y altitud= 45 6

7 d. Realizar Hillshade Para crear un Hill shade, se utilizará la herramienta Compute Hillshade que se encuentra en el menú Surface de la vista. Enseguida desplegará un menú denominado Compute Hillshade, donde preguntará cual es la elevación e inclinación del sol con respecto al punto en que queremos las sombras, dejamos los parámetros como estan y presionamos OK. Si se cambian los valores en Azimuth y Altitud, podrá ser difícil ver la tierra en sus tres dimensiones. El resultado, una nueva capa que representa las sombras de las montañas, de acuerdo a la posición del sol a partir del norte a 315 y una altitud de elevación del sol en 45. 7

8 NOTA: Si existiera problemas al momento de querer realizar el grid o el hillshade, cambie la dirección donde está guardando la información, a una carpeta de 2 niveles o a la raiz de C: Aun no hemos expresado nuestro grid sobre la capa de las sombras de las montañas, para realizar este paso, hacemos doble clic a la capa grid para desplegar el menú Legend Editor y en el botón Advanced, seleccionamos en la opción Brightness theme la capa que corresponde a Hill shade, los siguientes parámetros los dejamos como aparecen y presionamos OK y Apply. Ahora tenemos nuestro grid y las sombras de las montañas para representar las orografía del terreno. 8

9 3. Proceso para delimitar una cuenca hidrográfica Con la capa de grid de la región donde queremos trabajar la cuenca, definiremos ahora el punto de aforo y nos prestaremos a realizar la delimitación de la cuenca, de acuerdo al siguiente procedimiento: a. Crear un grid denominado Fill Skins El primer procedimientos es crear la capa Fill Skins, su funcion es analizar toda la información del Modelo de Elevación Digital DEM- y readecua aquellos obstáculos que se presenten para la correcta dirección de la red de drenaje que tiene nuestra área de interés. La herramienta está contenida en el Menú Hydro y se llama Fill links, la escogemos y el programa tardará unos minutos o segundos para realizar este proceso. Tenemos una nueva capa llamada Filled Elevacio, esta capa es temporal y podemos guardarla en este momento o posteriormente a todo el proceso que hemos iniciado. 9

10 b. Crear un grid denominado Flow direction Seleccionada la capa Filled elevacio, crearemos la capa Flow direction, que permitirá analizar la dirección en la cual se conducirá la red de drenaje en toda el área de interés. Seleccionamos en el menú Hydro, la herramienta Flow Direction y esperamos unos minutos o segundos hasta que se desplegue la nueva capa denominada Flow direction. El producto del proceso de flow direcction es una capa que indica hacia donde drena la red de drenaje en cada punto específico. 10

11 c. Crear un grid denominado Flow accumulation La capa Flow accumulation, permitirá visualizar de mejor forma la red de drenaje que compone nuestra área de interés. La herramienta para realizar esta operación se encuentra en el menú Hydro y se le conoce como Flow Accumulation. Cuidamos siempre de seleccionar la capa Flow Accumulation y seleccionamos la herramienta y esperamos unos minutos para que el programa cree una nueva capa. El producto de esta capa es la red de drenaje. Para visualizar la red de drenaje, es necesario, hacer doble clic a la capa Flow accumulation para desplegar el menú Legend Editor, donde presionamos el botón Classify y en el menú Classification, escogemos el tipo Standard Desviation y presionamos OK. Se desplega entonces la red hídrica de nuestra área de análisis. 11

12 d. Utilización del Boton Initiate En este momento ya contamos con todas las herramientas para delimitar una cuenca. El proceso inicia con la selección del boton Initiate, localizado en la barra de iconos de la vista. Se desplegará un submenú que nos pregunta donde está el Grid que se llama Flow Direction. Seleccionamos la capa que se llama Flow Direction y presionamos OK. Repetimos el proceso para la capa de Flow Accumulation 12

13 Ahora que tenemos toda la información, se nos activan otros iconos en la barra de herramientas. Permite delimitar la cuenca con el punto de aforo conocido. Permite ver el lugar donde drena una corriente de agua en cualquier punto de la cuenca Permite ver la altitud en cualquier punto de la cuenca e. Definir el punto de aforo Escogemos el lugar donde queremos aforar la cuenca y escogemos el boton Al hacer clic en el punto de aforo el programa pregunta si se quiere analizar el área que se visualiza en pantalla o el grid completo, escogemos entonces la opción No. 13

14 Cuando el programa nos pregunta la ruta donde guardaremos la información, buscamos la carpeta C:CURSO 3 ARCVIEW/PRUEBAS y le colocamos el nombre Cuenca 1, cuidando de no eliminar la extensión.shp, de lo contrario el programa puede ocasionar que no se analice la información. El producto de la delimitación de la cuenca es un área que definimos a partir del punto de aforo y el relieve del terreno. El mensaje que aparece nos indica si queremos realizar los cálculos de información morfológica a la cuenca, escogemos la opción Yes. 14

15 f. Revisión de los límites de la cuenca con la ayuda de las curvas de nivel. Si bien es cierto, el programa nos da una aproximación de los límites de la cuenca, sin embargo es necesario, realizar una revisión a la información desplegada, por ello necesitaremos consultar las curvas de nivel que utilizamos al inicio de este manual para verificar si los límites están bien definido o no. Si existiera la necesidad de mover los bordes de la cuenca, necesitaremos editar la capa, con la herramienta Start editing y las herramientas de edición. 15