Simulador de Flujos de Agua de Cuencas Hidrográficas

SIATL

Simulador de Flujos de Agua de

Cuencas Hidrográficas

Contenido

•

Teoría de los escurrimientos de agua superficial

•

Proyecto

•

Red Hidrográfica Escala 1:50 000

Importancia

•

El agua es indispensable para la vida, para el bienestar de las

personas y el desarrollo económico.

•

Es un recurso cada vez más escaso y en muchos casos gravemente

contaminado.

•

El agua en demasía ocasionada por eventos de precipitación

atípica y desbordada de sus cauces, representa un riesgo para la

población.

•

Los ríos son el sistema circulatorio de los ecosistemas terrestres.

Ciclo hidrológico y cuenca hidrológica

Medición de la precipitación pluvial

Medición en mm

Sí el techo de una casa tiene una superficie de 70 m2

y el agua pluvial se colecta en una cisterna con una capacidad de 1m3 _{= 1,000 litros.}

Precipitación Equivalencia en litros

Captado en la cisterna

5 mm 350 35 %

10 mm 700 70 %

Sí llueve 10 mm en 1m2

volumen = 1 x 100 x 100 = 10,000 cm3

Equivalencias de Volumen

m3 _cm3 _{litros ml}

1 1’000,000 1,000 1’000,000

Caudal Máximo

a

b

Caudal: Es la cantidad de un fluido que avanza en una unidad de tiempo. Para muchas disciplinas importante estimar el caudal máximo o avenida de un río.

Estimarlo es sumamente complejo y existen métodos que van de los más básicos hasta los más elaborados que requieren más datos.

360

CIA

Q



Donde:

Q: es el caudal en metros cúbicos por segundo

Intensidad de lluvias

5 10 15 20 25 30

In te n si d ad c m /h o ra

Tiempo en minutos

Intensidad de lluvia

Intensidad de la lluvia: Es una relación de cantidad precipitada en intervalos de tiempo.

La intensidad de lluvia se considera para el tiempo de concentración (Tc), que equivale al tiempo en que recorre el agua desde la parte más lejana aguas arriba (a) hasta el punto de interés (b).

Tiempo min 5 10 15 20 25 30 Volumen medido cm 2.83 4.17 5.15 6.0 6.79 7.5 Diferencial de Vol. cm 2.83 1.34 0.98 0.85 0.79 0.71

Dv / dt cm /hr 33.96 16.08 11.76 10.2 9.48 8.52 Vol / tiemp.tot. =

Coeficiente de escurrimiento

El escurrimiento superficial es el componente hidrológico que puede ser medido con mayor precisión, este dato es básico e indispensable para el estudio y manejo de las aguas superficiales. El escurrimiento superficial se produce por el volumen de la lluvia que no intervino en los procesos de evaporación, infiltración o almacenaje superficial, si no que, escurrió por gravedad sobre la superficie del suelo y por la red de drenaje.

Componentes

Datos vectoriales enriquecidos de corrientes de agua

superficial con topología de redes geométricas

Red Hidrográfica

escala 1:50000

Consulta de la red

Sustento

Ríos Limpios Cuencas en _equilibrio

Cobertura universal Asentamientos seguros frente a inundaciones catastróficas

Política Hídrica Nacional Artículo 14 BIS 5 El agua es un bien de dominio público federal, vital, vulnerable y finito, con valor social, económico y ambiental, cuya preservación en cantidad y calidad y sustentabilidad es tarea fundamental del Estado y la Sociedad, así como prioridad y asunto de seguridad nacional.

3 suministrar a la sociedad y al Estado Información de calidad, pertinente, veraz y oportuna

4 Producir información y promover el conocimiento

26 generar grupos de datos de recursos naturales

27 describir el estado y las tendencias del medio ambiente

28 elaborar con las Unidades, un sistema de inventarios sobre recursos naturales

Aprovechamiento sustentable de los recursos naturales

Ríos como Redes

Un sistema de ríos puede ser naturalmente representado como una

estructura de red.

Las líneas centrales de ríos o escurrimientos, se denominan

arcos

en la

red.

Red Geométrica

En el siguiente gráfico se aprecia una red geométrica de un servicio principal de suministro de agua y ductos que se derivan para servicio domestico.

Edges – Son rasgos que representan una longitud a través de la cual va implícita una dirección de

flujo. Ejemplos: corrientes de agua, conductos de suministro de agua, líneas de transmisión eléctrica, gasoductos, líneas telefónicas, etc.

Junctions – Son rasgos de tipo puntual que permiten la conexión de dos o más edges, con lo cual

Insumos para el análisis y edición

de la conectividad. Información vectorial

● Corrientes de agua

● Cuerpos de agua

● Corrientes que desaparecen

● Canales

● Manantiales

● Entrada a gruta

● Áreas urbanas

● Curvas de nivel

● División Hidrológica y Red Hidrográfica escala 1:250 000

● Línea de costa

●Geología y Edafología

(permeabilidad de rocas y suelos, fallas y fracturas)

escala 1:250 000 Información de Recursos Naturales

Insumos para el análisis y edición

● Ortofotografía

● Ortoimágenes

SPOT:

multiespectral y pancromática

● Continuo de

Elevaciones Mexicano

Insumos para el análisis y edición

Red Hidrográfica y componentes

Es un sistema de circulación lineal estructurado, que permite modelar el drenaje de una cuenca hidrográfica.

Punto de drenaje: indica donde los flujos se drenan al

mar, a otra subcuenca, se acumulan formando lagos o donde desaparecen de forma superficial por alguna condición.

Línea de Flujo: representa un flujo de agua natural o artificial a través de canales. (Total: 6’203,425)

Polígono de subcuenca: Área delimitada por una divisoria cuyas aguas fluyen a una corriente principal, o cuerpo de agua. (Total: 976)

Componentes:

Características

Líneas virtuales a través de cuerpos de agua

Consistencia e integridad entre redes intersubcuencas.

 Clasificación de puntos de drenaje en función de su condición.

Hidromorfometría (Clasificación de líneas de flujo).

- Magnitud de orden con el método Strahler.

- Nivel jerárquico de corriente.

- Entre otros índices para el análisis de redes.

 Divisoria o parteaguas digitalizado a la misma escala de la red hidrográfica.

Atributos del Punto de Drenaje

Punto de Drenaje

Nombre Tipo Long Descripción Dominio de valores

FID OID 0, …N

SHAPE Geometry Geometría Point

ID Numérico 11 Identificador único 1 … N

CVE_SUBC Caracter 7 Clave de la subcuenca

TIPO Numérico 11 Clasificación de drenaje 0,1,2, -1…-9 CONDICION Caracter 20 Descripción de drenaje

ID_DRENA Numérico 11 Identificador del punto de drenaje 1 … N ARBSUM Numérico 12 Sumatoria de longitudes de líneas de

flujo aguas arriba, que confluyen en el punto de drenaje

NUM_LIN Numérico 8 Total de líneas ramificadas y que confluyen en el punto de drenaje

1 … N

TIPO / CONDICIÓN 0 Drenaje de la cuenca 1 Lago o laguna 2 Drenaje artificial -1 Suelos permeables -2 Desierto

-3 Falla o fractura -4 Dolina o depresión -5 Gruta o cenote

-6 Drenaje a red secundaria -7 Conjunto faltante -8 Frontera

Atributos de Líneas de Flujo

Nombre Tipo Long Descripción

Dominio de valores

FID OID 0, … N SHAPE Geometry Geometría Polyline ID Numérico 11 Identificador único 1 … N CVE_SUBC Caracter 7 Clave de la subcuenca CLAVE50K Caracter 7 Clave del conjunto topográfico escala 1:50000 TIPO Numérico 11 Tipo de entidad ENTIDAD Caracter 17 Entidad FC Numérico 11 Código de rasgo

CONDICION Caracter 13 Condición de la corriente EDICION Caracter 1 Tipo de la línea “original” o “nueva” 'O' ó 'N' FECHA Fecha 8 Para líneas originales: fecha en que se creó o

actualizó el conjunto topográfico.

Para líneas nuevas: fecha de término de los trabajos de edición de la conectividad.

DD/MM/AAA A

LENGHTM Numérico 12.2 Longitud del segmento

ID_DRENA Numérico 11 Identificador del punto de drenaje al cual pertenece la línea

1…N FLOWDIR Numérico 11 Definición de la dirección de flujo 0 ó 1 ENABLED Numérico 6 Campo para habilitar o deshabilitar segmentos en

redes geométricas

0 ó 1 DESC_ENABL Caracter 2 Descripción del campo Enabled (Ciclo o bifurcación) Nulo, ‘C’ o ‘B’ CALI_REPR Numérico 11 Calificador de representación geométrica 0,1,2 ó 3 SECUENCEID Numérico 8 Identificador de secuencia

ORDER_1 Numérico 8 Magnitud de orden (clasificación de Strahler) a nivel de subcuenca

N…1, -1 LEVEL_1 Numérico 8 Nivel de corriente a nivel de subcuenca 1…N, -1 ARBSUM_1 Numérico 12.2 Sumatoria de longitudes de líneas de flujo aguas

arriba a nivel de subcuenca

PATHL_1 Numérico 12.2 Longitud de trayectoria (sumatoria de longitudes aguas abajo) a nivel de subcuenca

TIPO / ENTIDAD

101 CORRIENTE DE AGUA 102 CANAL

103 LINEA CENTRAL

FC / CONDICION

3180 CANAL EN OPERACIÓN 3181 CANAL EN CONSTRUCCIÓN 3182 CANAL FUERA DE USO

3271 CORRIENTE DE AGUA INTERMITENTE 3272 CORRIENTE DE AGUA PERENNE 3273 LÍNEA CENTRAL DE CUERPO DE AGUA

FLOWDIR

0 Dirección de flujo indeterminada 1 Dirección de flujo determinada

ENABLED

0 (Falso) Segmento deshabilitado para redes geométricas 1 (Verdadero) Segmento habilitado para redes geométricas

DESC_ENABLED

NULO Segmento habilitado para redes geométricas 'C' Segmento deshabilitado y que forma un ciclo

'B' Segmento deshabilitado y que forma una bifurcación

CALI_REPR 0 no determinada 1 definida

Atributos del Polígono de Subcuenca

Nombre Tipo Long Descripción Dominio de valores

FID OID 0, …N

SHAPE Geometry Geometría Point ID Numérico 11 Identificador único 1 … N CVE_SUBCUE Carácter 6 Clave de Subcuenca Hidrográfica

CVE_RH Carácter 4 Clave de Región Hidrográfica RH Carácter 70 Nombre de Región Hidrográfica CVE_CUE Carácter 1 Clave de Cuenca Hidrográfica CUENCA Carácter 70 Nombre de Cuenca Hidrográfica CVE_SUBC Carácter 1 Clave de Subcuenca Hidrográfica SUBCUENCA Carácter 70 Nombre de Subcuenca Hidrográfica AREA_KM2 Numérico 12.2 Área de la unidad en Km cuadrados * PERIMETRO Numérico 12.2 Perímetro de la unidad en Km. **

TIPO Carácter 10 Clasificación de la Subcuenca ABIERTA, CERRADA DRENAJE1 Carácter 8 referencia a donde se drenan las aguas, por

ejemplo MAR, FRONTERA, o clave de la subcuenca que capta las aguas DESCARGA1 Numérico

3

total de drenajes que se descargan a lo descrito en el campo drenaje1

DRENAJE2 Carácter 8 referencia a donde se drenan las aguas, por ejemplo MAR, FRONTERA, o clave de la subcuenca que capta las aguas DESCARGA2 Numérico

3

total de drenanjes que se descargan a lo descrito en el campo drenaje2

DRENAJE3 Carácter 8 referencia a donde se drenan las aguas, por ejemplo MAR, FRONTERA, o clave de la subcuenca que capta las aguas DESCARGA3 Numérico

3

total de drenajes que se descargan a lo descrito en el campo drenaje3

DRENAJE4 Carácter 8 referencia a donde se drenan las aguas, por ejemplo MAR, FRONTERA, o clave de la subcuenca que capta las aguas DESCARGA4 Numérico

3

total de drenajes que se descargan a lo descrito en el campo drenaje4

Clasificación de líneas de flujo según

Índices hidromorfométricos

Stream Order - Magnitud de Orden

Drain Stream Level - Nivel Jerárquico de Corrientes

Arbolate Sum – Sumatoria de longitudes aguas arriba

Path Length - Longitud de Trayectoria

Hydrologic Secuence Identifier - Identificador de Secuencia

Hidrológica

La hidromorfometría se dedica al estudio de las cuencas hidrográficas, en especial a su forma y dimensiones. Con la red conectada fue posible automatizar la generación de estos indicadores.

Representación de las corrientes de agua

Sin clasificación

Nivel jerárquico de corrientes

Magnitud de orden

Integración de Redes Hidrográficas

Transfronterizas MEX-EUA (en desarrollo)

SIATL

Simulador de Flujos de Agua de Cuencas Hidrográficas

SI – Simulador

ATL – Agua en Náhuatl

Glifo: etimológicamente se compone de Atl “agua”; cóltic “torcido” y co “en”, que significa "en el agua torcida", esto es donde el cauce de un río da vueltas muy pronunciadas.

Objetivo

Contribuir a mejorar y difundir el conocimiento sobre la distribución espacial y el comportamiento del agua superficial.

 Propiciar mayor conciencia e interés sobre este recurso.

 Proporcionar elementos para su mejor manejo y planeación, la prevención de desastres y el desarrollo sustentable, a través de un medio sencillo y gratuito en la internet.

http:/www.inegi.org.mx apartado Geografía ó

http://antares.inegi.org.mx/analisis/red_hidro/SIATL/#

SIATL – Simulador de Flujos de

Demostración

Herramientas de Visualización y Navegación

Administración de Capas de Información

Cartografía Participativa Herramientas

de Redes Geométricas

¿de dónde escurre el agua? ¿cuál es el caudal pico?

¿en qué tiempo se presenta? ¿cuál es la pendiente?

Análisis del área de escurrimiento

¿cuál es la trayectoria del agua?

Conclusiones



Para México así como para muchos países, el tema del agua es tratado

como asunto estratégico y de seguridad nacional.



La tendencia de los SIG’s es modelar el mundo real de acuerdo sus

componentes físicos y restrictivos para responder a preguntas del tipo

simulación ¿que pasa sí…?.

¡Gracias!

Comentarios y Dudas

Dirección General de Geografía y Medio

Ambiente

Rubén David Carrasco Esparza

ruben.carrasco@inegi.org.mx

Conociendo México

01 800 111 46 34 www.inegi.org.mx

atencion.usuarios@inegi.org.mx