- Objetivo
- Resumen Teórico de una
Cuenca Hidrográfica - Análisis
Topológico de una Cuenca
Hidrográfica - Resultados del Estudio de la
Cuenca del Rió Peitingo - Conclusiones
- Análisis
Crítico - Anexos
- Bibliografía
El objetivo de
esta materia es
introducir al estudiante en la concepción de Manejo y
Gestión
en la Cuenca Hidrográfica y en el
conocimiento de los elementos teórico-prácticos
correspondientes a una propuesta de alternativas productivas y
protectoras de los recursos
naturales y ambientales con un criterio de atender al
desarrollo
sustentable.
El espacio geográfico es sometido constantemente
a transformaciones que muchas veces han provocado la ruptura del
equilibrio
necesario entre los diferentes componentes de un paisaje
específico trayendo consigo una desproporción con
empobrecimiento de elementos positivos y aumento excesivo de
elementos negativos para el correcto desenvolvimiento de los
procesos
naturales. Si se tiene al agua como
elemento primordial en dicho equilibrio, se comprenderá la
razón de realizar un estudio evaluativo de un área
como base muy importante para conocer los cambios innecesarios
ocurridos, la tendencia de los mismos y las medidas o soluciones a
tomar para erradicar los problemas.
La cuenca hidrográfica se considera como una
unidad geográfica y de manejo, que adquiere su identidad y
estructura
funcional a través del ciclo hidrológico y el
estudio de su funcionamiento constituye una tarea a enfrentar con
la colaboración de diversas disciplinas.
Este trabajo
comprende el estudio del paisaje dentro de una cuenca con el
empleo de
fotos
aéreas y de satélites
tomadas en fechas diferentes y mediante el auxilio de las
técnicas de teledetección para el
análisis multitemporal de las imágenes
que permita posteriormente procesar una cartografía digital que conlleva ahorro de
tiempo
respecto a otras tecnologías, con el objeto de elaborar
mapas que
reflejen las variaciones ocurridas en los elementos analizados a
través de un período de tiempo comprendido de
varias décadas, localizaciones de los procesos más
activos,
así como las modificaciones del paisaje como consecuencia
de los cambios.
El estudio de las cuencas permite mejorar la evaluación
de los riesgos de
inundación y la gestión de los recursos
hídricos gracias a que es posible medir la entrada,
acumulación y salida de sus aguas, además de
planificar y gestionar su aprovechamiento analíticamente.
Asimismo, se ha comprobado que las investigaciones
no deben realizarse a pequeña escala (muy
localizadas) debido a su ineficacia, ya que si resuelven un
problema concreto
local, suelen generar otros que afectan a un sector diferente del
resto del área en el sistema
hidrográfico.
Con la utilización de herramientas
como la teledetección espacial y los Sistemas de
Información Geográfica ( S.I.G.) es posible,
hoy en día, controlar, de forma adecuada, la evolución anual de los ciclos en un
territorio. Para ello se hace necesario disponer de información interrelacionada en el tiempo y
el espacio de las temáticas más variadas y asumir
un cambio en los
enfoques clásicos con los que venía
generándose información sobre el territorio, para
permitir, así, un análisis adecuado de esta nueva
situación.
La aparición de dichas tecnologías de
información relacionadas con el análisis
territorial, está facilitando e incluso forzando a que la
información estadística convencional sea cada vez
más, referida y creada con criterios de espacio y tiempo
rigurosos y precisos.
La posibilidad que brindan las fotografías e
imágenes satelitarias con el auxilio de las
técnicas de Teledetección para el análisis
de la variabilidad ocurrida en el entorno geográfico, que
permite observar un espacio territorial amplio, con buena
precisión de los límites y
detalles generales de los objetos.
El análisis del estudio espaciotemporal tiene
como objetivo conocer las tendencias de los cambios que se
producen en un periodo de tiempo determinado mediante el conocimiento
de tres o más imágenes captadas en diferentes
fechas y que son representativas del fenómeno que se
quiere estudiar.
Con relación a las cuencas hidrográficas
se han realizado estudios para el manejo de las mismas, pero la
temática específica sobre un estudio espacio
temporal de cuencas a partir de imágenes satelitarias no
ha sido muy explotada, aún cuando es de conocimiento que
existen investigadores que han comenzado a explorar tan
importante campo y se han visto necesitados de una
búsqueda de información que les permita utilizar la
Teledetección y los SIG para la toma de
decisiones de forma rápida, flexible y
confiable.
Para la ejecución de la investigación se debe contar con una
documentación que proceda de fuentes
confiables y posea la calidad requerida
para alcanzar su óptima utilización
Como información básica primaria se
requiere la siguiente:
- Fotos aéreas e imágenes satelitarias de
la zona de estudio tanto en formato analógico como
digital, tomadas en diferentes fechas para un período de
tiempo determinado y con una escala y resolución que
garantice mediante su observación una mayor precisión en
el proceso de
georreferenciación, así como posibilitar un
adecuado análisis de los elementos a
estudiar. - Hojas topográficas impresas a escala 1:100
000, con la mayor actualización posible, para la
visualización del esquema general del
territorio. - Hojas topográficas impresas a escala 1: 25 000
o 1:50 000 que se utilizarán como apoyo para lograr
mayor precisión en la georreferenciación de las
imágenes así como detectar detalles no observados
claramente en las fotos e imágenes. - Otros mapas generales y temáticos de la
región, elaborados en el transcurso de la serie de
años del análisis referente a uso de la tierra,
recursos hídricos, vegetación, poblaciones, así como
estructura económico-administrativa. - Atlas Nacional correspondientes a diferentes
años ( 1984,1988). - Registros estadísticos referentes a
características naturales y socio-económicas que
para el caso de la serie de años preferiblemente hayan
seguido un patrón mas o menos similar en cuanto a
estructura y método
empleado para la elaboración de los datos, por lo
que es aconsejable que pertenezcan a una misma
institución o en su defecto a centros cuya
información pueda correlacionarse. - Informes técnicos, artículos y
publicaciones diversas sobre la temática. - Otras herramientas necesarias para el
desenvolvimiento del trabajo digital son el equipamiento y los
programas,
que incluyen : - Computadora Personal con
procesador
Pentium 3 o
4 y sistema
operativo Windows 95 /
98 / 2000 /NT /XT con una capacidad al menos de 100 GB y
memoria RAM
de 256 MB para poder
soportar el trabajo
de procesamiento con imágenes . - Software de procesamiento digital de imágenes.
Preferiblemente se emplea el ENVI 3.5 o similares.
También como apoyo se utiliza el Photoshop
6.0 para mejorar la calidad de la imagen. - Software de hojas de
cálculo, estadísticos y de soporte de
bases de
datos (Excel,
Access,
etc.) - Software de sistema de
información geográfica ( MAPINFO, ArcView
) - Planímetro, longímetro.
3. Resumen Teórico de una Cuenca
Hidrográfica
¿Qué es una cuenca
hidrográfica?
Cuenca Hidrográfica es los mismo que decir Cuenca
de Drenaje. Una cuenca hidrográfica es un área de
terreno que drena agua en un arroyo, río, lago, pantano,
bahía o en un acuífero subterráneo. En el
Valle de Santa Clara, toda el agua
proveniente de lluvias y riego, que corre por la superficie del
suelo (lo que
se denomina agua de escurrimiento) desemboca en desagües
pluviales, arroyos y ríos que fluyen directamente a la
Bahía de San Francisco. Usted vive en una cuenca
hidrográfica que desemboca en un arroyo local, y toda el
agua de escurrimiento proveniente de su hogar, jardín y
vecindario desemboca a dicho arroyo.
Al proteger la cuenca hidrográfica, arroyos y la
Bahía, usted está protegiendo al medio ambiente
para sus hijos y para las generaciones futuras.
Importancia del bosque en la protección de
las cuencas
Las cuencas hidrográficas son algo más que
sólo áreas de desagüe en o alrededor de
nuestras comunidades. Son necesarias para dar apoyo al hábitat
para plantas y
animales, y
proporcionan agua potable
para las personas y la vida silvestre. También nos
proporcionan la oportunidad para divertirnos y disfrutar de la
naturaleza.
La protección de los recursos naturales en
nuestra cuenca hidrográfica es esencial para mantener la
salud y el
bienestar de todas las cosas vivientes, tanto ahora como en el
futuro.
La cuenca de un río necesita un suelo que absorba
el agua de lluvia; el agua que penetra en el suelo es guardada en
el manto acuífero en forma de agua subterránea.
Estas aguas son las que alimentan los ríos, incluso en
época seca.
Habíamos hablado sobre la protección que
los árboles
y otras plantas proporcionan al suelo. Un suelo protegido
conserva su buena calidad y hace las veces de una esponja que
colecta el agua de lluvia. Por el contrario, si el suelo
está desnudo, es decir sin vegetación, se erosiona
con la lluvia y el viento.
Un suelo erosionado pierde la capacidad de absorber el
agua de lluvia. Al no haber absorción, el agua llovida
correrá sobre el suelo, lavándolo y arrastrando
lodo hasta los ríos. Este proceso se llama
escorrentía.
Cuando las lluvias son muy fuertes, el agua de
escorrentía aumenta su caudal. El resultado lo has
observado muchas veces: los ríos crecen mucho y hay
grandes inundaciones.
En verano, como el suelo no ha guardado agua, ocurre lo
contrario: muchos de los ríos se secan durante muchos
meses. Los ríos cuya cuenca esta deforestada sufren
grandes cambios en su caudal. Durante la estación seca
disminuye drásticamente su caudal; mientras que en la
estación lluviosa aumenta su caudal llegando incluso a
provocar inundaciones.
¿Por qué se deterioran las cuencas
hidrográficas?
Las cuencas de los ríos son zonas muy
frágiles que deben protegerse; sólo así
conservarán sus suelos en buen
estado y los
ríos con agua limpia y abundante.
En Ecuador las
cuencas de muchos ríos han sufrido serios daños. La
causa es clara, son el resultado de acciones
realizadas por el hombre en
forma equivocada.
Probablemente has observado terrenos muy inclinados que
están cultivados o dedicados a la ganadería.
Algunas de estas laderas forman parte de la cuenca de un
río; en ellas el bosque original que protegía el
suelo fue cortado completamente. En su lugar se sembró
algún cultivo o pasto para criar ganado. Pero, en un
terreno inclinado estas acciones tienen poco éxito.
Además causan un grave deterioro de la cuenca. Al
llover los efectos negativos de la tala del bosque son severos y
no se hacen esperar; la lluvia lava el suelo, lo erosiona y el
agua lodosa va a dar a los ríos. En una cuenca deforestada
los terrenos se vuelven inestables; con frecuencia ocurren
grandes lavados de suelo y derrumbes. Estos derrumbes han
sepultado viviendas, han taponeado los ríos
desviándolos de su cauce y han rellenado
embalses.
Las cuencas también han sido gravemente afectadas
por algunos proyectos de
desarrollo mal
planificados. La construcción de grandes carreteras en
terrenos montañosos muy quebrados, ha resultado en grandes
deslizamientos de tierra. Un
ejemplo común es lo que ocurre en la carretera
Guayaquil-Bucay.
Maneras sencillas de evitar la
contaminación de las cuencas
hidrográficas
- Busque formas alternativas de controlar las plagas
dentro y fuera de su hogar, y fertilice el suelo sin usar
pesticidas químicos tóxicos. Si usa pesticidas,
úselos en poca cantidad y de acuerdo con las
instrucciones especificadas en el envase. No los use si se ha
pronosticado lluvia dentro de un período de 24
horas. - Limpie la basura en el
exterior de su casa. Levante las hojas y los recortes del
jardín, y recíclelos como desperdicios de
jardín. Si ve basura,
recójala y póngala en un bote de
basura. - Si cambia su propio aceite del
auto, recicle el aceite de desecho dejándolo en la
banqueta para su recolección en días especiales,
o llévelo a un Evento de recolección de
desperdicios domésticos peligrosos. Déle mantenimiento periódico a su automóvil para
evitar fugas de los líquidos. Nunca vierta aceite u
otros líquidos automotrices en un desagüe pluvial o
en el suelo. - Al proteger la cuenca hidrográfica, arroyos y
la Bahía, usted está protegiendo al medio
ambiente
para sus hijos y para las generaciones futuras. - Lave su automóvil en un área no
pavimentada o mejor aún, llévelo a un auto lavado
comercial. - Recoja los desechos de su mascota, ya sea los que
están en su jardín o en la calle, y
tírelos en la basura o en su excusado. - Use arena para gatos u otro material absorbente (no
su manguera) para limpiar cualquier derrame sobre las
superficies pavimentadas. Recuerde limpiar y tirar
adecuadamente el absorbente usado.
- Enjuague las brochas de pintura de
látex, las charolas y los rodillos en el fregadero.
Filtre y vuelva a usar el adelgazador de pintura o los
limpiadores de brochas a base de aceite. Lleve los restos de
pintura de látex o de aceite y solventes a un evento
de recolección de desperdicios peligrosos. Nunca
vierta pintura o solventes en un desagüe pluvial,
fregadero, o en el suelo. - Controle la erosión alrededor de su propiedad
para evitar que la suciedad y los desperdicios sean
transportados al desagüe pluvial. - Desvíe las canaletas para lluvia y las
mangueras de jardín de las superficies pavimentadas
para evitar que el agua transporte
contaminantes directamente a los desagües
pluviales. Plante áreas verdes y jardines junto
a las banquetas y entradas de vehículos para recoger
el agua de escurrimiento de las superficies
pavimentadas.
4. Análisis Topológico de
una Cuenca Hidrográfica
Recordemos que una
cuenca hidrográfica es el área total que vierte sus
aguas de escorrentía a un único río; que una
cuenca de drenaje es la parte de la superficie terrestre que es
drenada por un sistema fluvial unitario; y que su
perímetro queda delimitado por la divisoria o interfluvio.
Es posible identificar la línea divisoria sobre un mapa
topográfico; en regiones montañosas suele coincidir
con la línea de cumbres. La cuenca de drenaje es la unidad
básica de investigación de la capacidad de
escorrentía, demudación y densidad de
drenaje.
El orden de las
corrientes fluviales: hidromorfometría
En toda red fluvial hay una
jerarquía de los cauces. Se consideran cauces de primer
orden los más extremos de la red, que recogen la
escorrentía difusa o laminar pero
no concentrada. Los cauces de segundo orden son los resultantes
de la unión de dos o más segmentos de primer orden,
los de tercer orden resultan de la unión de dos o
más cauces de segundo orden y así sucesivamente. El
río colector principal es el que tiene el orden
mayor.
Si conocemos el orden de un cauce, y el número de
segmentos que hay, podemos determinar la relación de
bifurcación o proporción que hay entre el
número de segmentos de un orden y el número
de segmentos de orden inmediatamente superior.
Rb = No/(Nos)
Rb = Relación de bifurcación
No = Número de segmentos de un determinado orden
Nos = Número de segmentos de orden superior
Si conocemos la relación de bifurcación de
todos los órdenes de los ríos podemos hallar la
media, sumando todas las relaciones de bifurcación y
dividiendo entre el número de relaciones
consideradas.
Normalmente la longitud de los cauces es similar para
cada segmento de un mismo orden, y por regla general los cauces
de orden inferior son más cortos que los de orden
mayor.
La relación de longitud es igual a la longitud
media de los segmentos de un orden dividido entre la longitud
media de los segmentos de orden inferior.
Rl = Lo/(Loi)
Rl = Relación de longitud
Lo = Longitud media de los segmentos de un orden
Loi = Longitud media de los segmentos orden inferior
Para obtener la longitud media de los segmentos de un
orden debemos medir sobre un mapa todos los segmentos de un orden
y hallar la media.
Llamamos densidad de drenaje a la relación entre
la longitud total de todos los cauces de agua y la superficie
total de la cuenca.
D = L/S
D = Densidad de drenaje
L = Longitud total de todos los cauces de agua en km
S = Superfice total de la cuenca en km2
Llamamos sección mojada a la superficie, en
metros cuadrados, que cubre el lecho del río, el fondo,
los márgenes y la línea externa de
estos.
Llamamos perímetro mojado a la línea de
contacto entre el agua y el lecho, en metros lineales. Indica la
anchura y la rugosidad del canal. Se extiende hasta los puntos
donde llega la corriente en sendas orillas.
Llamamos radio
hidráulico al resultante de dividir la superficie de la
sección mojada entre la longitud del perímetro
mojado.
Rh = Sm/Pm
Rh = Radio hidráulico
Sm = Sección mojada
Pm = Perímetro mojado
El radio hidráulico será mayor cuanto
mayor sea la profundidad, o cuando la anchura y la rugosidad sean
grandes, y menor cuando la anchura y la rugosidad sean reducidas
o cuando la profundidad sea escasa.
Las crecidas aumentan los valores
de la sección mojada y el perímetro mojado, y
por consiguiente del radio hidráulico
5.
Resultados del Estudio de la Cuenca del Rió
Peitingo
La cuenca está situada en el término
municipal de La Estacada, y pertenece a una de las cauces de agua
que desemboca en el Río Pedro Carbo a la altura de la
Ciudad de Pedro Carbo, en la merindad de la provincia del
Guayas.
Cota superior | 400m |
Cota inferior | 192m |
ΔL : | 10400m |
Relación de
Bifurcación
Área de la cuenca
hidrográfica : 75 km2
Longitud de cauce: 102.5km
Densidad de drenaje: =1.36 Km-1
6.
Conclusiones
" Por la importancia del recurso agua ,así como el papel
de la cuenca hidrológica superficial como una unidad de
planificación y desarrollo es que surge la
necesidad de su estudio.
" La aplicación de las técnicas de
Teledetección en las investigaciones sobre cuencas
hidrográficas. Permite observar un espacio territorial
amplio, con buena precisión de los límites y
detalles generales de los objetos.
" El análisis del estudio espaciotemporal mediante el
conocimiento de tres o más imágenes captadas en
diferentes fechas, permitió conocer los cambios y sus
tendencias en un periodo de tiempo determinado. Mediante el
procesamiento digital de las fotos e imágenes satelitarias
se pudo obtener una serie de imágenes georreferenciadas
correspondientes a 3 momentos o épocas diferentes, las
cuales fueron comparadas y mediante la fusión o
sobreposición se realizó el mapa de la dinámica de las transformaciones
paisajísticas en lo fundamental correspondiente a la
cobertura vegetal. Mediante esto, cada uno de nosotros pudo ver
que las cuencas de los ríos varían de acorde con el
tiempo, esto se observo cuando comparamos la imagen del
año 1984 con la del año 1988.
7. Análisis Crítico
Está claro que el combate a las inundaciones exige una
atención mucho mayor y de firme voluntad a
las partes altas y media de las cuencas hidrográficas.
Las reparaciones realizadas en las partes bajas no garantizan
seguridad para el
futuro. Lo emergente tiene su limitación y hay que
atenderlo. Pero lo fundamental obliga a mirar más lejos.
Nuestras cuencas hidrográficas están deterioradas.
Se ha llegado al límite de resistencia por
abusos que las han debilitado, como la deforestación.
Necesitamos un manejo sustentable, con buen respaldo
gubernamental, de las partes que originan la riqueza fluvial
propia del país.
Si no se realiza ese manejo en las partes altas, serán
mayores las complicaciones perjudiciales por desbordamientos, de
aquí a cinco años. La calidad del agua se
degradará y ocasionará un costo mayor para
convertirla en potable.
Las advertencias están dadas. Las observaciones son
razonables. Tienen la ventaja de señalar lo que a todos
interesa: solución integral, manejo de las causas
primarias de los trastorno. Hay que ir al cuidado de
páramos y sectores húmedos y boscosos, organizar
riegos, acueductos, pequeñas represas, reservorios y el
buen trato a la capa vegetal.
En ese fin tienen que comprometerse entidades municipales,
provinciales y centrales.
8. Anexos
Se encuentra como anexo a este trabajo, el mapa de la cuenca del
Rió Peitingo, ahí se podrá observar los
diferentes órdenes de los ríos
secundarios.
9. Bibliografía
Paginas de Internet:
http://sitna.cfnavarra.es
https://www.monografias.com
http://www.elrincondelvago.com
http://www.ilustrados.com
http://hispaagua.cedex.es
J. Ferrer. Recomendaciones para el cálculo
hidrometereológico de avenidas
Publicaciones en el Internet:
Jiren Li y Musuf Yan ( 2001): "Aplication of Remote Sensing to
water Resources Management in Arid Regions of China". Remote
Sensing Technology Application Center Ministry of Water
Resources, China.
Martínez Casasnovas y Porta (1998) : "Tecnologías
de la información espacial en el análisis de los
procesos de erosión por cárcavas y barrancos en el
Alt Penedes – Anoia, Cataluña, España".
Universidad de
Lleida, España.
Morad Munir y Trivino Alejandro: "Sistemas de
Información Geográfica y modelizaciones
hidrológicas. Una aproximación a las ventajas y
dificultades de su aplicación". Boletín de la AGE
No 31,España ( internet ).
OMM, UNESCO ( 1998 ): "Evaluación de los Recursos
Hídricos "Manual para la
estimación de las capacidades nacionales". ( internet
).
Libros:
V.T. Chow. Hidrología aplicada ( Mc Graw Hill).
Paco Junior Alcoser
Escuela Superior Politécnica del Litoral
(ESPOL)
Ingeniería Civil
Mecánica de Fluidos
Julio – 2005
Guayaquil – Ecuador