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GEOMÁTICA EN EL ANÁLISIS DE LA DINÁMICA FLUVIAL DEL RÍO MAGDALENA EN EL TRAMO NEIVA – HONDA ENTRE 1974 Y 2011
JORGE ARMANDO HERNÁNDEZ LÓPEZ INGENIERO FORESTAL
Trabajo de grado como requisito parcial para optar al título de Magíster en planificación y educación ambiental de cuencas hidrográficas
DIRECTOR URIEL PÉREZ GOMEZ
INGENIERO FORESTAL, M.Sc y Ph.D (c)
UNIVERSIDAD DEL TOLIMA FACULTAD DE INGENIERÍA FORESTAL
MAESTRÍA EN PLANIFICACIÓN Y GESTIÓN AMBIENTAL DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS
3
AGRADECIMIENTOS
El autor expresa sus agradecimientos:
A Dios por darme la sabiduría, paciencia y disciplina para poder culminar la maestría.
A mi esposa y a mi hija por el sacrificio que realizaron durante mis estudios y por ser el motor de mi vida.
Al ingeniero Uriel Pérez por sus correcciones pertinentes y orientaciones precisas.
Al coordinador académico del centro agropecuario la granja SENA, Oscar Fabián Toquica por su colaboración y ayuda.
DEDICATORIA
5
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN 17
1. OBJETIVOS 20
1.1 OBJETIVO GENERAL 20
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 20
2. MARCO TEÓRICO 21
2.1 CUENCAS HIDROGRÁFICAS 21
2.2 ECOSISTEMA FLUVIAL 22
2.3 DINÁMICA FLUVIAL 26
2.4 GEOMÁTICA EN LA DINÁMICA FLUVIAL 31
2.5 COBERTURA DE LA TIERRA 35
2.6 INTERPRETACIÓN VISUAL 39
3. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO 43
4. MATERIALES 50
4.1 MATERIAL CARTOGRÁFICO 50
4.1.1 Cartografía topográfica 50
4.1.2 Cartografía temáticas 51
4.2 IMÁGENES DE SATÉLITE 51
5 METODOLOGÍA 53
5.1 PRIMERA FASE. SELECCIÓN DE IMÁGENES 54
5.2 SEGUNDA FASE. CORRECCIÓN GEOMETRICA 56
5.3 TERCERA FASE. CONFORMACIÓN DE MOSAICOS 56
5.3.1 Mosaico 1974 56
5.3.2 Mosaico 1990 56
5.3.3 Mosaico 2011 57
5.4 CUARTA FASE: INTERPRETACIÓN VISUAL DE LAS IMÁGENES DE SATÉLITE
65
5.4.1 Leyenda del mapa dinámica fluvial 65
5.5 QUINTA FASE: DOCUMENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
68
6 RESULTADOS Y ANÁLISIS 69
6.1 CONFORMACIÓN DE MOSAICOS 69
6.2 VARIABILIDAD ESPACIAL Y TEMPORAL DEL CAUCE DEL RÍO MAGDALENA EN LOS AÑOS 1974, 1990 Y 2011
72
6.3 DINÁMICA DE LA COBERTURA DE LA TIERRA 94
CONCLUSIONES 106
RECOMENDACIONES 107
7
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Clasificación zonas de vida holdridge 44
Tabla 2: Municipios y asentamientos humanos en el área de estudio
45
Tabla 3. Clasificación geológica del área de estudio 49
Tabla 4. Usos del suelo para el año 2013 49
Tabla 5. Fechas de elaboración de las planchas 50
Tabla 6. Posición de las imágenes path/row 54
Tabla 7. Parámetros de las imágenes 55
Tabla 8. Clasificación cambios en el cauce aluvial 66
Tabla 9. Clasificación características morfológicas 67
Tabla 10. Clasificación corine land cover en el área de estudio
68
Tabla 11. Coordenadas geográficas mosaico 1974 70
Tabla 12. Coordenadas geográficas mosaico 1990 y 2011 71
Tabla 13. Áreas y atributos de los años 1974, 1990 y 2011 72
Tabla 14. clasificación del cause según brice por tramos
73
Tabla 15. Cambios del cauce del río para los años 1974, 1990 y 2011, tramo honda (0.0) – municipio de cambao (41.4)
75
Tabla 15.1 cambios del cauce del río para los años 1974,
1990 y 2011, tramo municipio de cambao (41.44) - desembocadura río totare (85.4)
76
Tabla 15.2 cambios del cauce del río para los años 1974, 1990 y 2011, tramo desembocadura río totare (85.4) -
municipio de nariño (127.4)
Tabla 15.3 cambios del cauce del río para los años 1974, 1990 y 2011, tramo municipio de nariño (127.4) - municipio de
suarez (181.8)
78
Tabla 15.4 cambios del cauce del río para los años 1974,
1990 y 2011, tramo municipio de suarez (181.8) – desembocadura río prado (221.1)
79
Tabla 15.5 cambios del cauce del río para los años 1974, 1990 y 2011, tramo desembocadura río prado (221.1) - limite
departamento tolima – huila (261.6)
80
Tabla 15.6 cambios del cauce del río para los años 1974,
1990 y 2011, tramo limite departamento tolima (261.6) – municipio de aipe (311.2)
81
Tabla 15.7 cambios del cauce del río para los años 1974, 1990 y 2011, tramo municipio de aipe (311.2) – neiva (352)
82
Tabla 15.8 cambios del cauce del río para los años 1974, 1990 y 2011, tramo neiva (352) – desembocadura quebrada
el arenoso (358.8)
83
Tabla 16. Cambios en los mosaicos 1974-1990, 1990-2011 1974- 2011
84
Tabla 17. Características morfológicas del río para los mosaicos 1974 -1990, 1990 - 2011 y 1974 – 2011, tramo honda
(0.0) – municipio de cambao (41.4)
85
Tabla 17.1 características morfológicas del río para los mosaicos 1974 -1990, 1990 - 2011 y 1974 – 2011, tramo municipio de cambao (41.44) - desembocadura río totare
(85.4)
86
Tabla 17.2 características morfológicas del río para los mosaicos 1974 -1990, 1990 - 2011 y 1974 – 2011, tramo desembocadura río totare (85.4) - municipio de nariño
(127.4)
9
Tabla 17.3 características morfológicas del río para los mosaicos 1974 -1990, 1990 - 2011 y 1974 – 2011, tramo
municipio de nariño (127.4) – municipio de suarez (181.8)
88
Tabla 17.4 características morfológicas del río para los mosaicos 1974 -1990, 1990 - 2011 y 1974 – 2011, tramo municipio de suarez (181.8) – desembocadura río prado
(221.1)
89
Tabla 17.5 características morfológicas del río para los mosaicos 1974 -1990, 1990 - 2011 y 1974 – 2011, tramo desembocadura río prado (221.1) - limite departamento
tolima – huila (261.6)
90
Tabla 17.6 características morfológicas del río para los mosaicos 1974 -1990, 1990 - 2011 y 1974 – 2011, tramo limite departamento tolima – huila (261.6) – municipio de
aipe (311.2)
91
Tabla 17.7 características morfológicas del río para
los mosaicos 1974 -1990, 1990 - 2011 y 1974 – 2011, tramo municipio de aipe (311.2) – neiva (352)
92
Tabla 17.8 características morfológicas del río para los mosaicos 1974 -1990, 1990 - 2011 y 1974 – 2011, tramo neiva
(352) – desembocadura quebrada el arenoso (358.8)
93
Tabla 18. Áreas de las coberturas y usos del suelo modificadas por la dinámica del río magdalena
95
Tabla 19. Dinámica fluvial 1974 – 2011 y áreas coberturas
del suelo modificadas, tramo honda (0.0) – municipio de cambao (41.4)
96
Tabla 19.1 dinámica fluvial 1974 – 2011 y áreas coberturas del suelo modificadas, tramo municipio de cambao (41.44)
- desembocadura río totare (85.4)
Tabla 19.2 dinámica fluvial 1974 – 2011 y áreas coberturas del suelo modificadas, tramo desembocadura río totare (85.4) - municipio de nariño (127.4)
98
Tabla 19.3 dinámica fluvial 1974 – 2011 y áreas coberturas
del suelo modificadas, tramo municipio de nariño (127.4) – municipio de suarez (181.8)
99
Tabla 19.4 dinámica fluvial 1974 – 2011 y áreas coberturas del suelo modificadas, tramo municipio de suarez (181.8)
– desembocadura río prado (221.1)
100
Tabla 19.5 dinámica fluvial 1974 – 2011 y áreas coberturas
del suelo modificadas, tramo desembocadura río prado (221.1) - limite departamento tolima – huila (261.6)
101
Tabla 19.6 dinámica fluvial 1974 – 2011 y áreas coberturas del suelo modificadas, tramo limite departamento tolima – huila (261.6) – municipio de aipe (311.2)
102
Tabla 19.7 dinámica fluvial 1974 – 2011 y áreas coberturas
del suelo modificadas, tramo municipio de aipe (311.2) – neiva (352)
103
Tabla 19.8 dinámica fluvial 1974 – 2011 y áreas coberturas del suelo modificadas, tramo neiva (352) – desembocadura quebrada el arenoso (358.8)
104
Tabla 20. Cambios en la cobertura del suelo tramo honda (0.0) – municipio de cambao (41.4)
97
Tabla 21. Cambios en la cobertura del suelo tramo municipio de cambao (41.44) - desembocadura río totare (85.4)
99
Tabla 22. CAMBIOS EN LA COBERTURA DEL SUELO TRAMO
DESEMBOCADURA RÍO TOTARE (85.4) - MUNICIPIO DE NARIÑO (127.4)
11
Tabla 23. Cambios en la cobertura del suelo tramo municipio de nariño (127.4) – municipio de suarez (181.8)
103
Tabla 24. Cambios en la cobertura del suelo tramo municipio de suarez (181.8) – desembocadura río prado
(221.1)
105
Tabla 25. Cambios en la cobertura del suelo tramo
desembocadura río prado (221.1) - limite departamento tolima – huila (261.6)
107
Tabla 26. Cambios en la cobertura del suelo tramo limite departamento tolima – huila (261.6) – municipio de aipe
(311.2)
109
Tabla 27. Cambios en la cobertura del suelo tramo municipio de aipe (311.2) – neiva (352)
111
Tabla 28. Cambios en la cobertura del suelo tramo neiva (352) – desembocadura quebrada el arenoso (358.8)
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Entorno de los ecosistemas fluviales 23
Figura 2. Factores que determina la morfología y Dinámica del sistema
fluvial 25
Figura 3. Variedades de cauce aluviales 27
Figura 4. Tipos de análisis que pueden abordarse en una Imagen de satélite 40
Figura 5. Organización jerárquica de los criterios de Interpretación visual 42
Figura 6: perfil de elevación río magdalena trayecto Honda – neiva 46
Figura 7: esquema del cauce del río magdalena 47
Figura 8. Área de estudio 48
Figura 9. Cubrimiento planchas topográficas a escala 1:100.000 formato
igac 52
Figura 10. Flujo metodológico para determinar la dinámica fluvial del río magdalena en el tramo honda – Neiva entre 1974 y 2011
53
Figura 11. Calidad de la imagen 54
Figura 12. Georreferenciación mosaico 1990 57
Figura 13. Recorte de las bandas en el procesador de Imágenes envi 59
Figura 14. Subconjunto de datos y exportacion en geotiff En envi 60
Figura 15. Georreferenciación mosaico 2011 61
Figura 16. Recorte de imágenes satelitales 62
Figura 17. Propiedades del raster 63
Figura 18. Creación de shp 64
Figura 19. Georreferenciación mosaico 1974 69
Figura 20. Corrección en la aplicación slc_off aplication 71
13
RESUMEN
Definir la dinámica fluvial del río Magdalena fue un factor importante dentro de la planificación del territorio en el departamento del Tolima, Cundinamarca y Huila. Indudablemente al reducir la exposición de la población a las amenazas naturales a través de la implementación de técnicas que posibiliten el análisis de fenómenos dinámicos en el espacio y en el tiempo, contribuyendo con la prevención de riesgos y desastres.
El presente estudio se realizó con el objetivo de conocer la dinámica fluvial del río Magdalena en la dimensión espacio – temporal del tramo Neiva – Honda en los años 1974, 1990 y 2011. La metodología considero la utilización de la geomática, procesando cartografía topográfica a escala 1:100.000 del año 1974, imágenes Landsat sensor TM año 1990, sensor TM y ETM+ para el año 2011, e información secundaría existente como estudios de cobertura y uso, mapa geológico de Colombia, geomorfología aplicada a levantamientos edafológicos y zonificación física de las tierras. El área de estudio fue definida por un corredor de cuatro kilómetros aguas abajo margen izquierda y derecha del río Magdalena, apoyada en la clasificación geomorfológica fluvial de Leopold (1957) y Brice (1975) y el sistema de clasificación de cobertura de la tierra según la metodología Corine Land Cover para Colombia. Se realizo la selección de imágenes, la corrección geométrica donde se incluye la conversión y georeferenciación del sistema de coordenadas, se conformaron los mosaicos para el año 1974, 1990 y 2011; Se efectuó la interpretación visual en pantalla y los análisis espaciales en el software gvSIG 1.12.; Para el mejoramiento de las imágenes de satélites que presentaban Gaps se utilizó el programa ENVI.
Tatacon y Bateas; la dinámica fluvial afecto la cobertura y uso de la tierra en las siguientes proporciones: El 28%, el 20,3% y 16.4% correspondientes a las categorías Mosaico de Pastos y Cultivos, Mosaico de Cultivos, pastos y espacios Naturales y Pastos limpios, respectivamente. Lo cual permitirá direccionar la realización de acciones técnicas sobre ordenamiento del espacio geográfico, de manera coherente, con el comportamiento fluvial del río y del uso de las coberturas presentes allí.
15
ABSTRACT
Define the river dynamics of the Magdalena River was an important factor in land-use planning in the department of Tolima, Huila and Cundinamarca. Undoubtedly to reduce population exposure to natural hazards through the implementation of techniques that enabled the analysis of dynamic phenomena in space and time, contributing to the prevention of risks and disasters.
he present study was conducted to know the river dynamics of the Magdalena River in the space dimension - time stretch Neiva - Honda in 1974, 1990 and 2011. The methodology consider the use of geomatics, manipulating scale topographic mapping 1: 100,000 in 1974, Landsat TM sensor 1990 sensor TM and ETM + for 2011, and existing secondary information such as site surveys and use, geological map of Colombia, geomorphology applied to pedological surveys and physical zoning of the land . The study area was defined by a corridor four kilometers downstream margin left and right of the Magdalena River, supported by the fluvial geomorphic Lepold classification (1957) and Brice (1975) and the classification system of land cover according to the Corine Land Cover methodology for Colombia. The selection of images was performed, geometric correction and georeferencing where conversion of the coordinate system is included, the mosaics were formed for 1974, 1990 and 2011; Screen visual interpretation and spatial analysis in the gvSIG 1.12 software was made; For the improvement of satellite images that showed Gaps ENVI software was used.
pastures, respectively. Furthermore, the area of water round was determined by decree 2811 of 1974. Which route will allow the realization of technical actions on system of geographical space, consistent with the behavior of the river and river use of hedges present there.
INTRODUCCIÓN
En el transcurso del tiempo las comunidades que se encuentran en la cuenca del río Magdalena han modificado la cobertura y uso del suelo ocasionando cambios en la forma del terreno, su génesis, la distribución de las geo formas y los procesos de transformación los que se reflejan en las crecientes o avenidas que producen inundaciones en sus zonas aledañas.
El río Magdalena concentra el 80% de la movilización de carga fluvial en el país (2 millones de toneladas al año) y del transporte de pasajeros (600.000 pasajeros) y por su posición geográfica sirve como referente de los mayores ejes viales del país, (CORMAGADALENA, 1999). El área de estudio consolida tres grandes departamentos que son de carácter importante para el crecimiento de la nación Tolima, Huila y Cundinamarca, debido a que por allí transita la mayor cantidad de mercancías, presenta potencial para explotar la variedad de productos alimenticios para el país y además exhibe una gran cantidad de interferencia antrópica.
Dentro de la problemática que exhibe el río Magdalena, se pueden resaltar los siguientes aspectos: uso inadecuado de recursos naturales, inundaciones, sedimentación, sequías, contaminación, pobreza, tensiones sociales, deterioro ambiental, baja conciencia ambiental, ausencia del Estado, planificación desarticulada, información dispersa e incompleta, conflictos de uso del suelo, asentamientos en áreas de riesgo, crecientes demandas de agua para uso agrícola, niveles considerables de sedimentos, cuencas hidrográficas tributarias deterioradas, inadecuadas prácticas de minería, cultivos en laderas y pendientes fuertes, cultivos ilícitos y pastoreo en zonas de ladera, entre otros (CORMAGADALENA, 2007).
En las riveras del río Magdalena para el área de estudio se desarrollan cultivos, se construyen viviendas, industrias y proyectos turísticos ubicados en zonas de alto riesgo de inundación; por otra parte se han presentado daños en la infraestructura de captación y pre tratamiento del agua como es el caso del acueducto de Villa vieja en el Huila, que generó inconvenientes de abastecimiento de agua potable para dicha comunidad, trayendo consigo problemas de salud pública. Estos efectos, visibles en el tramo Neiva – Honda, promueven que haya riesgo de pérdida de vidas, inversiones en infraestructura, industria y cultivos en las riveras de esta arteria fluvial.
Estos acontecimientos generan incertidumbre a los pobladores de los municipios y veredas por donde transita el río Magdalena, debido a que no existe metodologías y técnicas para identificar las zonas óptimas de protección, cultivos y asentamientos, por lo tanto las inquietudes que surgen en esta investigación son: ¿Cuál es el espacio que ha tomado el río Magdalena durante un periodo de 26 años?, ¿Cuáles son las posibles áreas afectadas por la dinámica río Magdalena?, ¿Qué tipo de uso del suelo son los afectados?, ¿Dónde se encuentran las áreas con mayores afectación por la dinámica fluvial?
1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Conocer la dinámica fluvial del río Magdalena en la dimensión espacio-temporal del tramo Neiva – Honda en los años 1974, 1990 y 2011, mediante técnicas de geomática
1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Calcular y analizar la variabilidad espacial y temporal del cauce del río Magdalena en los años 1974, 1990 Y 2011.
2. MARCO TEORICO
2.1 CUENCAS HIDROGRÁFICAS.
El Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible en el Decreto 1640 del 2012, Articulo 3 por medio del cual se reglamenta los instrumentos de planeación, ordenación y manejo de las cuencas hidrográficas y acuíferos, y se dictan otras disposiciones, asume el concepto de cuencas hidrográfica como:
área de aguas superficiales o subterráneas que vierten a una red hidrográfica natural con uno o varios cauces naturales, de caudal continuo o intermitente, que confluyen en un curso mayor que, a su vez, puede desembocar en un río principal, en un depósito natural de aguas, en un pantano o directamente en el mar. (p. 3)
De acuerdo a Jiménez et al. (2006), se denomina cuenca hidrográfica al área territorial de drenaje natural donde todas las aguas pluviales confluyen hacia un colector común de descarga. También se define como un ecosistema en el cual interactúan y se interrelacionan variables biofísicas y socioeconómicas que funcionan como un todo, con entradas y salidas, límites definidos, estructura interna de subsistemas jerarquizados (por ejemplo en el sistema biofísico: los subsistemas biológicos y físicos).
Según la FAO1 (1997), el manejo de la cuenca incluye tres elementos fundamentales
Tierra, hombre y manejo. Tierra se refiere a las unidades geomorfológicas incluyendo suelo, agua, flora, fauna y todos los otros recursos conectados; se debe tener en cuenta que dentro de la cuenca hidrográfica existen muchos tipos de uso de la tierra e infraestructura que afecta el manejo de las cuencas. El elemento hombre se refiere a los
habitantes de la cuenca, con diferentes condiciones sociales, económicas y culturales que inciden en el manejo de las cuencas.
El elemento Manejo se refiere a las políticas, legislación, administración, capacidad institucional, tecnología y recursos de agencia gubernamental relacionada con el manejo de la cuenca.
Los componentes principales que determinan el funcionamiento de una cuenca son los elementos naturales y los de generación antrópica. Por lo tal motivo la estructura y el funcionamiento de la cuenca son reflejo de un conjunto amplio de factores y procesos geológicos, topográficos, climáticos y bióticos. Algunos de los procesos son cíclicos y continuos y otros son eventuales y aleatorios; unos cubren extensiones muy grandes y otros pueden darse en áreas de micro cuencas, por lo tanto los factores como el clima, geología, vegetación, régimen de caudales, actividades humanas influyen directamente en la dinámica fluvial.
2.2 ECOSISTEMA FLUVIAL
Para Ollero (2011), el sistema fluvial es un complejo mecanismo hidrológico, geomorfológico y ecológico de movilización o conducción superficial de las aguas continentales, acompañadas de los materiales que transportan (sedimentos, solutos, contaminantes, nutrientes, seres vivos) en la dirección de la pendiente hasta que son vertido en el océano.
Elosegi y Sabater (2009), sustentan:
Las formas que los ríos adoptan se ajustan a los volúmenes de agua y de sedimentos que transportan, y a las condiciones materiales de los terrenos que recorren.
De lo anterior se puede analizar que en los ecosistemas fluviales está ligada la calidad química del agua, la diversidad de hábitats y las distintas comunidades biológicas que se establecen en las mismas generando en el entorno interacciones ecosistémico de índole natural y antrópicas (Figura 1). En vista de los cambios del tamaño y complejidad hidrológica la estructura primordial es el río. Un río se caracteriza por su caudal y su régimen, el caudal es la cantidad de agua que baja por ese río. El régimen es la variación experimentada por el caudal de una corriente fluvial en función de los cambios climáticos estacionales (Serrato, 2010).
La anterior definición recoge los aspectos hidráulicos pero no refleja el verdadero contenido del ecosistema fluvial. Por lo tanto una nueva forma de entender los ríos es como sistemas definida por una red de relaciones en las que intervienen elementos geológicos, edáficos, biológicos y sociales
Fuente: CEIDA (1998).
De acuerdo a Vannote et al. (1980), los ríos son ecosistemas extremadamente complejos en donde su energía y materia son intercambiables con las del medio que les rodea. Refleja interrelaciones de sus componentes, clima (precipitaciones, temperaturas), geología (litología, topografía), características de la cubierta vegetal y de los usos. Esta interacción desarrolla las características que un afluente puede tomar, generando beneficios las comunidades biológicas que allí se encuentren (Figura 2).
Según Ruiz, Villar e Izquierdo (1987):
Los ríos son elementos fundamentales de los paisajes terrestres y su dinámica tiene una importancia creciente en la física medio ambiental, son agentes de erosión y transporte que cada año transfieren enormes cantidades de agua y materiales desde el interior de los continentes a los mares y océanos (p. 37).
Para Serrato (2010):
Figura 2: Factores que determina la morfología y dinámica del sistema fluvial
Fuente: Elosegi, A. Sabater, S. (2009).
Los ríos se organizan a si mismo formado una estructura hidrográfica organizada jerárquicamente para llevar a cabo las tareas de drenaje y evacuación de sedimentos de tal forma que constituyen un sistema de red fluvial organizado cuyo trazado se inclina hacia formas de eficiencia desarrollando las cuencas.
2.3 DINÁMICA FLUVIAL
Según Serrato (2010), se considera dinámica fluvial al proceso mediante el cual la acción de los ríos modifica de alguna manera el relieve terrestre, es un concepto fundamental en el análisis de la hidrología, en especial, en el estudio de las aguas continentales.
Dentro de los cursos fluviales existe diversidad de factores los cuales generan procesos complejos activos y transformaciones en el sistema tanto en su componente espacial como en su evaluación temporal; La velocidad del río es un parámetro fundamental para definir la energía del río y la capacidad de transporte de sedimentos, generando el cambio de velocidad en cada punto, ya que se adapta a las diversas secciones transversales de un cauce.
Para Guevara (2003), Las corrientes fluviales son geoformas dinámicas sujetas a rápidos cambios en el modelado del cauce y la configuración del flujo. Los caudales y la carga de sedimentos determinan las dimensiones del cauce de una corriente (ancho, profundidad, longitud de onda y gradiente del meandro). Las características físicas de los cauces fluviales, tales como la relación ancho/profundidad y sinuosidad, y los tipos de patrones (anastomosados, meandros, rectos) son afectados significativamente por las variaciones en los caudales, la carga sedimentaria, y por el tipo de carga de sedimento en función de la relación de las cargas de fondo y suspendida.
Figura 3: Variedades de cauce aluviales
Según Leopold (1964), el cauce o los cauces principales del río y sus brazos suelen tener agua, pero no necesariamente agua corriente, en todas las épocas del año. Cuando el río penetra en la llanura aluvial comienza a serpentear formando meandros cuyas curvas son proporcionales a la anchura del río, cuando se constituyen tales cauces trenzados, la llanura inundable lateral tiene a veces una anchura limitada y toda su extensión puede quedar contenida en el cauce principal, las llanuras inundables típicas se caracterizan por los siguientes elementos:
a) el cauce del río; b) viejos meandros a lagos fluviales que son tramos abandonados de un cauce antiguo; c) bancos, o puntos de depósitos de acarreos en las tierras que forman la orilla convexa del río; d) huellas de meandros, o depresiones y elevaciones en las tierras que quedan en las orilla convexa a medida que el cauce emigra lateralmente por la erosión de la orilla cóncava; e) lodazales, o zonas de aguas estancadas formadas tanto en las depresiones de viejos meandros como a lo largo de los limites del valle cuando las riadas fluyen directamente valle abajo formado cauces en los limites del valle; f) diques naturales: lomas o crestas que sobresalen de la superficie de la llanura inundable adyacente al cauce, formadas generalmente por materiales mas bastos depositados cuando las crecidas sobrepasan las orillas del cauce; g) Depósitos en marismas: sedimentos finos depositados más allá de las orillas por las aguas altas retenida entre los diques naturales y el limite del valle o la falda de la montaña; h) playas de arena: depósitos de materiales sueltos, generalmente de partículas de grava y arena en forma de playas o restos desparramados. (p. 86).
la riqueza y diversidad de los sistemas naturales. Según las características fisiográficas que presenta el terreno los seres humanos realizan actividades necesarias para la supervivencia teniendo la capacidad de modificar el funcionamiento de los recursos naturales.
Además del cauce o cauces principales del río, las zonas inundables tienen una red de cauces y caños que atraviesan los diques conectando el río principal con los pantanos y los lagos formados por antiguos meandros. Estos cauces pueden retener o no el agua durante todo el año, pero constituyen el camino principal para el agua y para el movimiento de los peces durante los períodos iniciales de las crecidas y durante las fases finales de retroceso del caudal.
Antes de la ocupación humana, parece probable que la mayoría de los ríos estuviesen asociados con bosques ribereños cruzados por pistas abiertas por los animales y que en zonas más áridas, las llanuras estuviesen cubiertas con matas o arbustos propios, por lo tanto es importante reconocer la localización espacial a lo largo de los ríos, desde las montañas hasta el mar para identificar las geoformas aluviales, Para Villota (1991) algunas de las geoformas son:
La Llanura aluvial de piedemonte, es una unidad genética correspondiente a una planicie inclinada con topografías de glacis, que se extienden al pie de sistemas montañosos, serranías y escarpe de altiplanicies, y que ha sido formada por la sedimentación de las corrientes de agua que emergen de los terrenos más elevados hacia las zonas más bajas y abiertas.
La Llanura aluvial de río trenzado tienen unas márgenes fácilmente erosionables y susceptibles a los desplomes, se trata de corrientes intermitentes, cuyo caudal fluctúa con tal violencia que durante la máxima cresta de crecientes el enorme volumen de agua que inunda linealmente a toda o casi toda la llanura, la convierte temporalmente en un cauce enormemente ensanchado, complementan el escenario de río trenzado, uno o más niveles de terrazas las que pueden tener deposicional o erosional y los correspondientes escarpes y taludes de terraza.
La llanura aluvial meándrica hace referencia a la llanura aluvial abierta localizada a considerable distancia de áreas de erosión como cordilleras, serranías, altiplanicies, o bien a la llanura intermontana enmarcada por vertientes estables y escasamente erosionables. Los rasgos morfológicos que predominan son el Plano Inundable son susceptibles a inundaciones periódicas u ocasionales, en el que se destacan varias generaciones de orillares, meandros abandonados con agua o colmatados y algunas sobrevegas; Las Terrazas Deposicionales localizados a ambos lados del plano inundable y originados por repetidos descensos del nivel de base de erosión.
una elevada carga de sedimentos en suspensión y también de lecho. (p. 231).
2.4 GEOMÁTICA EN LA DINÁMICA FLUVIAL
Las técnicas geomáticas son un conjunto de tecnologías geoespaciales así como programas informáticos especializados para el análisis de los datos y su representación espacial. Entre las más importantes, se destacan la Teledetección, los Sistemas de Información Geográfica (SIG), los sistemas de posicionamiento Global (GPS) y la cartografía, así como software para el procesamiento digital (Reyes, 2012) .
Para Pérez (2002), la geomática es:
Un término científico moderno que se refiere a la aproximación integrada de la medición, análisis, gestión, almacenamiento y visualización de las descripciones y localización de datos terrestres, con frecuencia denominado datos geográficos o georeferenciados. Estos datos provienen de diversas fuentes, incluidos los localizados en plataformas satélites, aéreas e instrumentos terrestres. Estos se procesan y tratan bajo técnicas y metodologías informáticas (p. 64).
La geomática crea una visión detallada y comprensible del mundo real debido a que integra disciplinas innovadoras como la percepción remota o teledetección, fotogrametría, cartografía, Sistema de Información Geográfica (SIG), geodesia, topografía, posicionamiento por satélite (Pinto, 2013).
atmósfera (Globos, aviones, helicópteros…) y otros fuera de la misma (Satélites, estaciones orbitales, naves espaciales).
En la actualidad, el mundo se caracteriza por el predominio de la ciencia y de la tecnología, ambos productos del conocimiento, que de manera vertiginosa permean todas las áreas del saber humano, entre las que se encuentra la geomática. Las herramientas que nos proporciona la geomática son de gran valor para la toma de decisiones de política públicas asociadas al manejo de los recursos naturales, permitiendo cuantificar de forma inmediata, áreas, longitudes, tendencias y formas de algunas de las variables analizadas, desarrolladas a partir de operaciones de selección, cruce y combinación, contribuyen al estudio de esta problemática con mayor exactitud. Las aplicaciones más significativas en el ámbito internacional son:
Ferrer (1998), utiliza mapas topográficos, imágenes de satélite Landsat TM (30 m de resolución espacial) del mes de julio, para obtener los mapas de números de curvas para cada una de las cuencas experimentales utilizando la teledetección como fuente de información adicional.
Herrero (2001), estudia la la caracterización, interpretación y modelización geomorfológica e hidrológica de la cuenca hidrográfica del río Alberche, con especial incidencia en el estudio de las crecidas fluviales y su aplicación a la gestión de riberas, para la puesta en marcha de la tesis doctoral recurre a la recopilación de cartográfica topográficas a nivel nacional, fotografías aéreas (copias positivas por contacto en papel de 24 x 24 cm) existentes de la zona de estudio, entre las que pueden distinguirse varios grupos según su fecha de adquisición, recopilación de datos numéricos, fundamentalmente meteorológicos e hidrológicos y la adquisición de imágenes procedentes de la Red de Rádares Meteorológicos (RERAM) del Sistema Integrado de Vigilancia Meteorológica (SIVIM).
aéreas de los cauces principales de Asturias para cuantificar de forma inmediata los aspectos físicos, morfológicos y medio ambientales de los sistemas fluviales, así como los impacto de las actividades humanas e industrial sobre los ríos del principado de Asturias.
Filho (2011), evalúa el cambio en la zona del cauce del río del río Paraná, en el intervalo entre la presa de Porto Primavera y el Mutum isla, en el período comprendido entre el 24 de marzo 2004 y 21 de marzo de 2007, para considerar el equilibrio entre la erosión y la deposición que se produjo durante la temporada de lluvias de enero y febrero de 2007.
En nuestro país se han efectuado estudios para el establecimiento de represas, planificación de los usos sostenible de tierras y para la cuenca de estudio se calificó la dinámica fluvial en el curso medio e inferior del río Magdalena para el transporte fluvial:
Robertson (1985), utiliza fotografías aéreas, mapas y mosaicos de radar de distintas fechas para calificar los tipos de dinámica fluvial de los tramos sucesivos y las características de su evolución en más de 600 Km del curso medio e inferior del río Magdalena.
Álvarez (2007), realiza un análisis multitemporal de la dinámica fluvial del río La Miel a escala 1:10.000, para los períodos comprendidos entre los años: 1995, 2000, 2003 y 2005, en la zona aguas abajo de la central Miel, mediante la utilización de imágenes de satélite SPOT y ortofotomosaicos.
Los SIG han producido una revolución tecnológica, pero principalmente están generando una notable revolución intelectual, toda vez que sus planteamientos teóricos permiten pensar y actuar espacialmente. Producto de esa dinámica los SIG se han convertido en un lenguaje de la geografía (localización, distribución, asociación, interacción y evolución), permeando todas las áreas del conocimiento humano. (Gómez, 2010)
La base de un SIG es una serie de capas de información espacial en formato digital que representan diversas variables (formato raster), o bien capas que representan objetos (formato vectorial) a los que corresponden varias entradas en una base de datos enlazada. Esta estructura permite combinar en un mismo sistema, información con orígenes y formatos muy diversos, incrementado la complejidad del sistema (Peña 2006).
Para el IGAC (2012):
Un mapa topográfico o de propósito general es aquel que representa gráficamente los principales elementos que conforman la superficie de la Tierra, estos mapas muestran objetos naturales o artificiales de un territorio tales como: colinas, ríos, bosques, pueblos, vías, puentes y canales entre otros, permiten identificar la planimetría (rasgos de los objetos en su posición geográfica correcta) y la altimetría (expresada a través de las curvas de nivel) tan fielmente como lo permite su escala (p. 12).
2.5 COBERTURA DE LA TIERRA
planificación del territorio y en el caso especial de las áreas protegidas, en la formulación de políticas a la conservación y protección de los recursos naturales.
La cobertura terrestre se reconoce mediante dos términos: cobertura y uso de la tierra. El primero, hace referencia a los aspectos presentes en la superficie de la tierra, independiente de su origen (natural o antrópico) involucra la fisonomía y composición de la cobertura vegetal; el segundo término, se aplica a los tipos de ocupación o utilización que de una cobertura hace el hombre, de forma temporal o permanente (Etter, 1991).
Con el fin de unificar los criterios sobre uso de la tierra a nivel mundial se ideo en 1930 la clasificación de la Unión Geográfica Internacional utilizando nueve clases las cuales son: Áreas Urbanas y/o instalaciones gubernamentales privadas, Terrenos con hortalizas, Terrenos con huertos frutales y otros cultivos perennes, Terrenos con cultivos extensivos (papa, camote, yuca, etc.), áreas de praderas mejoradas permanentes, áreas de praderas naturales, terrenos con bosques, terrenos pantanosos y/o cenagosos y terrenos sin uso y/o improductivos.
Gracias a los avances tecnológicos el servicio Geológico de los Estados Unidos, propuso una clasificación cuyas categorías y clases hacen referencia a aspectos que se observan o se extraen de una imagen y según las condiciones locales de la zona de estudio, El sistema propone cuatro niveles primarios los cuales a su vez se pueden dividir en niveles secundarios y terciarios (Anderson, 1976).
En los últimos años, la metodología más usada, para clasificar las coberturas del la tierra, es la europea denominada ―CORINE (Coordination of information of the Environment) Land Cover, que surgió a partir de un proyecto iniciado en 1985 para los países de la Unión Europea, con el fin de capturar datos de tipo numérico y espacial, generando una base de datos de Europa, a escala 1:100.000, basados en las imágenes del satélite LANDSAT (Ezquerra et al. 1998).
Para el IGNE (2004),2 Corine Land Cover es un proyecto experimental para la
recopilación, la coordinación y la homogenización de la información sobre el estado del medio ambiente y los recursos naturales en la comunidad.
Para tal fin, el proyecto CORINE plantea tres objetivos principales:
- Compilar información sobre el estado del ambiente, teniendo en cuenta ciertos temas que tienen prioridad para todos los Estados que conforman la Comisión.
- Coordinar la compilación de datos y la organización de la información entre los Estados de la Comisión o en el ámbito internacional.
- Asegurar que la información sea consistente y que los datos obtenidos sean compatibles.
De esta manera, se puede definir el proyecto Corine Land Cover como una metodología específica elaborada para realizar el inventario de la cobertura de la tierra, Dentro de la Comisión Europea (1994).
El desarrollo actual de la metodología se lleva a cabo teniendo en cuenta como base, imágenes satelitales a escala 1:100.000 y, que permiten tener una visión amplia y detallada del terreno por estudiar. Existen varias razones para la determinación de esta escala:
- La información que se obtiene de escalas menores (1:250.000 ó 1:500.000), no es muy detallada.
- Es compatible con proyectos que usan una escala más pequeña (ejemplo: se puede generalizar a una escala de 1:1.000.000).
- Permite la actualización de los mapas de manera sencilla.
- Se ajusta a las restricciones de presupuesto y a los límites de tiempo que se exige dentro de la zona por estudiar (IDEAM, IGAC, CORMAGDALENA. 2008).
El proyecto “Corine Land Cover Colombia” – CLC - se propuso estandarizar un sistema de clasificación, con categorías jerárquicas definidas de acuerdo con la información que pueden proporcionar las imágenes de satélite Landsat TM, conforme con las condiciones locales del territorio nacional (Ver Anexo A). La adaptación y validación de la metodología CLC permitirá comparar estadísticas de ocupación de la tierra, crear líneas de comunicación entre las diferentes instituciones que adopten el sistema, y, además, facilitar la homologación de información.
2.6 INTERPRETACIÓN VISUAL
Para Chuvieco (1995), se pueden generar cuatro tipos de productos a partir del análisis de las imágenes de satélite ver figura 4 :
- Cartografía temática, mediante la clasificación visual o digital de las imágenes en una serie de categorías homogéneas, este enfoque pretende discriminar cubiertas, etiquetar cada pixel en la clase temática mas apropiada.
- Matriz de medida sobre el terreno. La exploración que realizan los equipos sensores se conciben como un procedimiento para muestrear a intervalos reguladores, arcados por la resolución espacial del sensor una determinada variable de interés ambiental.
- Determinación de cambios. Una de las principales ventajas de la teledetección espacial es su capacidad para seguir fenómenos dinámicos gracias a la cobertura cíclica que proporcionan, el fin del análisis no es tanto establecer fronteras entre categorías, como señalar aquellas zonas de la imagen que han modificado sensiblemente sus rasgos espectrales entre dos o más fechas.
- Mosaico. Donde se midan las relaciones espaciales entre los objetos, lo que se pretende es generar información sobre la estructura espacial de la información detectada: variedad espacial entre manchas del territorio (textura, diversidad), forma (compacidad), vínculos entre elementos (conectividad), etc., aprovechando el carácter digital de la imagen. (p. 18).
Fuente: Chuvieco (1995)
La forma más intuitiva de extraer información de imágenes de satélite es mediante la interpretación visual, según García (2007), está basada en la habilidad que presentan los humanos para relacionar tonos, colores y patrones espaciales que aparecen en una imagen con elementos del mundo real.
Para determinar la interpretación de un objeto se debe de tener en cuenta el brillo que es la cantidad de energía que recibe el sensor; el color que se origina de las diferentes longitudes de onda que captan los ojos como características de la reflectividad; Un patrón espacial, tiene en cuenta la organización espacial particular de los objetos de una cobertura; La forma, se asocia con la anterior toda vez que la disposición de diferentes formas similares constituye un patrón; Tamaño, se relaciona mucho con la resolución espacial, brinda información de la cobertura o del objeto que estamos analizando; Textura, se relaciona con la homogéneo que se ve un objeto en un imagen; Sombra, puede restar información e una imagen a que impide la acertada captura de información (Ver figura 5).
Figura 5: Organización jerárquica de los criterios de interpretación visual
3. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO
El área de estudio comprende el tramo del río Magdalena entre el municipio de Honda departamento del Tolima (05º 14´ 03, 71” Latitud Norte y -74º43´43.53” Latitud Oeste) y el municipio de Neiva departamento del Huila (02º 53´ 18,79” Latitud Norte y -75º 17´ 30,94” Latitud Oeste); presenta una longitud de 358,8 Kilómetros, una altura sobre el nivel del mar mínima de 466 metros y una máxima de 1777 metros (ver Figura 6). Según la clasificación de las zonas de vida de Holdrigidge (1978), el área de estudio tiene seis zonas de vida y se encuentra en la faja altitudinal premontano y basal tropical (Ver Tabla 1).
La característica hidrológica del río Magdalena depende de los niveles y caudales de losafluentes que desembocan permitiendo la planeación del uso del mismo, estableciendo sus posibilidades y limitaciones, de manera que se pueda satisfacer de forma adecuada la demanda de los diferentes usuarios (Corporación Autónoma del Río Grande de la Magdalena y ONF Andina, 2007); Según el decreto 1640 de 2012 en el área de estudio se identifican 21 sub zonas hidrográficas, ocho margen derecha y trece aguas abajo margen izquierda como se evidencia en la figura 7.
El trayecto cuenta con 26 municipios obteniendo el departamento del Tolima el 54%, seguido del departamento de Cundinamarca con un 31% y por último el departamento
del Huila presenta el 15%; para el DANE (2005)3 la proyección de población en el 2010 del área de estudio es de 851470 personas. (Ver Tabla 2 y figura 8).
Tabla 1: Clasificación zonas de vida Holdridge
Bio Temperatura (°C) Elevación (m) en región T Fajas Altitudinales
en región T
Regiones
Latitudinales Zonas de Vida
24 – 18 1000 – 2000 Premontano Subtropical
30 – 24 0 – 1000 Basal* Tropical
Bosque muy seco Tropical (bms-T)
Bosque Seco Tropical (bs-T)
Bosque Húmedo Tropical (bh-T)
3 Departamento Administrativo Nacional de Estadística.
Fuente: Autor
Según el mapa geológico colombiano (Servicio Geológico Colombiano, 2007) en el área de estudio se presenta once estructuras (fallas y pliegues), evidenciando que los abanicos aluviales y depósitos coluviales (Q-ca), conciben en la variación de la dinámica fluvial del río Magdalena (Ver Tabla 3). Las condiciones geográficas con que cuenta el proyecto son idóneas para que las comunidades desarrollen su economía en base a la producción pecuaria y a la agricultura (Ver Tabla 4), al presentarse diferentes tipos de producción con lleva a un conflicto del suelo lo cual genera cambios en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.
Tabla 2: Municipios y asentamientos humanos en el área de estudio
DEPARTAMENTO MUNICIPIOS DANEPROYECCIÓN POBLACIÓN 2010
CUNDINAMARCA
Guaduas 35.018
Chaguani 4.021
San Juan de Rioseco 9.708
Beltrán 2.065
Guataqui 2.549
Nariño 2.140
Girardot 101.792
Ricaurte 8.771
Honda 26.010
Armero 12.509
Ambalema 7.249
Venadillo 19.192
Piedras 5.526
TOLIMA Espinal Guamo 76.405 33.628
Suárez 4.534
Purificación 28.601
Prado 8.267
Coyaima 28.120
Natagaima 22.889
HUILA Aipe 22.854
Villavieja 7.338
Tello 13.835
Neiva 330.487
Fuente: DANE (2010).
Figura 6: Perfil de elevación río Magdalena trayecto Honda - Neiva
Figura 7: Esquema del cauce del río Magdalena
Figura 8: Área de estudio
Fuente: El autor.
Tabla 3: Clasificación Geológica del área de estudio
LEYENDA EDAD
b6K6-Stm Shales, calizas, arenitas, cherts y fosforitas Albiano
N2Q1-VCc Arenitas feldespáticas y líticas Burdigaliano
n4n6-Sc Areniscas líticas con intercalaciones de arcillolitas Serravaliano
Q2-vc Flujos vulcanoclastica constituidos por piroclastos y
epiclastos de composición andesitica y diacitica
Holoceno
Q-vc Flujos vulcanoclasticos constituidos por piroclastos y
epiclastos de composición adesitica
Cuaternario
Q-ca Abanicos aluviales y depósitos coluviales Holoceno
e8n3-Sc Arcillolitas abigarradas y cuarzoarenitas de grano fino a
conglomeráicas
Rupeliano
E1-Sc Conglomerados intercalados con arenitas de grano medio
a grueso y lodolitas carbonosas
Daniano
T3J1-VCc
Tobas, aglomerados y lavas, ocasionalmente intercalaciones de capas rojas de arenitas líticas y limolitas (formación Saldaña)
Superior Tardia
Q1-t Terrazas aluviales Pleistoceno
Fuente: El Autor
Tabla 4: Usos del suelo para el año 2013
DEPARTAMENTO ÁREA USO AGRÍCOLA (Ha) ÁREA USO PECUARIA (Ha)
CUNDINAMARCA 166375 1443935
TOLIMA 257769 1292449
HUILA 213433 926052
4. MATERIALES
Se realizó la búsqueda de imágenes satelitales, cartografía y documentos técnicos relacionadas de la zona de estudio, tanto en poder de otros investigadores como de instituciones públicas: Corporación Autónoma Regional del Tolima (CORTOLIMA), Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR), Corporación Autónoma del Alto Magdalena (CAM), INGEOMINAS, las alcaldías municipales del área de estudio, Universidad del Tolima, Universidad Sur Colombiana y otras instituciones del orden nacional.
4.1 MATERIAL CARTOGRÁFICO
4.1.1. Cartografía Topográfica. El área de estudio comprende ocho planchas topográficas a escala 1:100.000 en formato análogo, presentan un sistema de referencia proyección Conforme de Gauss, con esferoide Internacional, el origen de la zona en coordenadas geográficas es de Longitud −74º04’51.30” y Latitud 4º35’56.57”, el datúm horizontal es Bogotá y el datúm vertical es nivel medio del mar en Buenaventura; las planchas fueron generadas por el IGAC de fotografías aéreas, restitución estéreo – fotogramétricas a escala 1:25.000 del año 1973. En el anexo B, se presenta las planchas utilizadas en formato análogo, en la Tabla 5 se encuentran las fechas que fue elaborada cada plancha y en la figura 9 está la distribución espacial.
Tabla 5: Fechas de elaboración de las planchas
NÚMERO DE PLANCHA ESCALA
1:100.000 FORMATO IGAC FECHA DE CREACIÓN
207 1974
226 1974
245 1958
264 1956
283 1976
302 1973
303 1976
323 1972
4.1.2 Cartografía temática. Para analizar la dinámica fluvial del río Magdalena se utilizó el mapa de geología elaborado por el servicio geológico colombiano, el mapa del uso del suelo de Corine Land Cover, con el fin de poder justificar los movimientos temporales del cauce del río Magdalena.
4.2 IMÁGENES DE SATÉLITE
Las imágenes fueron proporcionadas desde el portal del USGS (http://glovis.usgs.gov/), identificando las imágenes de mejor calidad para los años 1990 y 2011; Se adquirió los mosaicos de imágenes de satélite LANDSAT 4 con una resolución espacial de 30 x 30 metros.
Las imágenes LANDSAT están compuestas por 7 bandas espectrales, que fueron elegidas especialmente para el monitoreo de la vegetación, para aplicaciones geológicas y para el estudio de los recursos naturales; estas bandas pueden combinarse produciendo una gama de imágenes de color que incrementan notablemente sus aplicaciones.
5. METODOLOGÍA
La metodología utilizada en el desarrollo del proyecto se realizó en cuatro fases (Figura 10)
5.1 PRIMERA FASE. SELECCIÓN DE IMÁGENES.
Se analizó las imágenes del portal USGS para los años 1990 y 2011 identificando las imágenes de buena calidad y omitiendo las que presenten nubosidad, alteraciones de color y de bandas (ver figura 11), Finalmente lo que se pretende, es generar información sobre la estructura espacial de la información detectada aprovechando el carácter digital de la imagen, el mosaico seleccionadas corresponde a tres imágenes que se encuentra en la Tabla 6.
Tabla 6. Posición de las imágenes Path/Row
MOSAICO WRS-2
Path Row Lat long
Imagen 1 8 56 5.8 -74.2 Imagen 2 8 57 4.3 -74.5 Imagen 3 8 58 2.9 -74.8
Fuente: El autor
Figura 11. Calidad de la imagen
Mala Calidad Buena Calidad
Las imágenes seleccionadas para cada año presentan el mismo mes de la toma facilitando la manipulación de la información; al terminar esta secuencia se obtendrá un consolidado del cual salen las imágenes que se adaptan a los tres departamentos generando el mosaico con las imágenes óptimas en el trayecto Honda – Neiva para los años 1990 y 2011. Las imágenes que cumplen con los parámetros óptimas se encuentran en la Tabla 7.
Tabla 7. Parámetros de las imágenes
FECHA UBICACIÓN INFORMACIÓN DE LA ESCENA SATELITE
1990
HONDA
ID:LT40080561990135XXX01 CC: 50% Date: 1990/5/15
Qlty: 9 Sensor: TM LANDSAT 4
HONDA – NATAGAIMA
ID: LT40080571990135XXX03 CC: 50% Date: 1990/5/15
Qlty: 9 Product: TM 186121434 LANDSAT 4
NATAGAIMA – NEIVA
ID:LT40080581990135XXX03 CC: 50% Date: 1990/5/15 Qlty: 9 Product: TM 0
LANDSAT 4
2011
HONDA ID:L71EDC1111033180400_HDF.111941555 Date: 2011/2/13 Product: ETM+
LANDSAT 7
HONDA – NATAGAIMA
ID: LT50080572011073CHM00 CC: 55% Date: 2011/3/14 Qlty: 9 Product: TM 185357637
LANDSAT 4
NATAGAIMA – NEIVA
ID: LT50080582011073CHM00 CC: 34% Date: 2011/3/14 Qlty: 9 Product: TM 0
LANDSAT 4
5.2 SEGUNDA FASE. CORRECCIÓN GEOMETRICA
Consiste en la utilización del software gvSIG como herramienta de integración de la información donde se almaceno y se codifico; en este programa se realiza las correcciones geométricas de la imagen que incluyen cambios en la posición que ocupan los pixeles que la forman; se trata de cambiar su posición, sus coordenadas, se modela el error geométrico, mediante utilización de una serie de puntos con coordenadas conocidas e identificables en la cartografía básica de la zona de estudio, a estos puntos se denominan puntos de control, estos puntos son ubicados en la imagen digital y se determina el error medio cuadrático que debe ser menor a 1.
5.2.1 Conversión y georreferenciación. Se realizó la conversión del sistema proyección conforme de Gauss a proyección MAGNA-SIRGAS utilizando la página http://www.sumapa.com/; se realiza la georreferenciación en el software gvSIG (2012) el cual crea un archivo con proyección MAGNA-SIRGAS / Colombia Bogotá zone, se añade la imagen y se realiza la transformación geográfica para cada plancha.
5.3 TERCERA FASE. CONFORMACION DE MOSAICOS
5.3.1 Mosaico 1974. Para las planchas cartográficas de 1974 se realizó la georreferenciación utilizando las cuatro esquinas de cada de las imágenes debido a que presentan las coordenadas planas X, Y; se efectúo el recorte de cada una de ellas para detallar el área de estudio.
5.3.2 Mosaico 1990. La georreferenciación de las imágenes satelitales del año 1990 se utilizó puntos como carreteras, puentes y construcciones del mosaico 1974 el cual ya se encuentra con la proyección MAGNA-SIRGAS (ver figura 12).
Fuente: El Autor
5.3.3 Mosaico 2011. Debido a que el satélite landsat 7 presentó un problema a causa de una falla en el Scan Line Corrector (SLC-off), lo que genero franjas de datos inválidos conocidos como gaps; para el área de estudio del presente mosaico, en la imagen 1 (Path/Row 8-56) se realizó el rellenado de los gaps utilizando la metodología (Rodríguez , 2009).
Se preparó la imagen 1 del mosaico 2011 (ID:L71EDC1111033180400 HDF.111941HDF.111941555 Date: 2011/2/13 Product: ETM+) utilizando el programa de procesamiento de imágenes ENVI y una imagen cercana libre de nubes y sombras que corresponda a la misma localización y a una fecha cercana, (ID:L72008056_05620091213 Date:2009/12/13 Producto: ETM+).
Para procesar las imágenes en ENVI, se realiza la entrada por bandas separadas usando la misma banda de dos años diferentes teniendo en cuenta que el bandeo no se superponga, Se debe realizar el recorte de las imágenes para que el algoritmo pueda identificar el área de interés, en el programa ENVI se utiliza la barra Tools, Región Of Interest y selecciono el área a trabajar como se muestra en la figura 13.
Una vez que tenemos las dos áreas de interés definida se utiliza la extensión de Subconjuntos de datos a través de ROIs y exporto los archivos en formato GeoTIFF. (Figura 14)
Para poder desarrollar la corrección de los gaps la Universidad de la Habana diseño una aplicación sencilla para que las imágenes GeoTIFF generadas en el programa ENVI fueran insertadas en la aplicación SLC_Off Aplication y allí se desarrolle la imagen corregida.
A partir de la corrección de la imagen 1 del mosaico 2011 se realizó la georreferenciación utilizando los mismos puntos de las imágenes del año 1990. Ver figura 15.
Fuente: El Autor Paso 1
Figura 14. Subconjunto de datos y exportación en GeoTIFF en ENVI
Paso 1 Paso 2
Paso 3 Paso 4
Fuente: El Autor
Figura 16. Recorte de imágenes satelitales
Fuente: El Autor
Una vez georeferenciadas los tres momentos se procedió a seleccionar el área de estudio y realizar el recorte a los mosaicos 1990 y 2011 (ver figura 16). El proceso anterior se realiza para las tres imágenes de cada año.
Fuente: El Autor
Sustituyendo la composición de bandas R, V y A, por la correspondiente al IRC, R y V (Chuvieco, 1995), el cual permite identificar la información incluida en el documento análogo que trae la imagen, como rasgos de adquisición, identificación, fecha, origen, proyección, numero de bandas tipo de datos entre otros (ver figura 17).
Paso 1 Paso 2
Fuente: Autor
Una vez analizadas las características de los mosaicos 1974, 1990 y 2011, se realiza una solapa para estimar la variabilidad espacial y temporal del cauce del río Magdalena en cada momento utilizando una escala pequeña permitiendo detallar de la mejor manera las orillas del cauce aguas abajo margen izquierda y derecha, facilitando las técnicas analíticas para medir, clasificar (ver figura 18).
Figura 17. Propiedades del raster
Paso 1 Paso 2
Fuente: Autor
Figura 18. Creación de SHP
Paso 1 Paso 2
Paso 3 Paso 4
5.4 CUARTA FASE. INTERPRETACIÓN VISUAL DE LAS IMÁGENES DE SATÉLITE.
Una vez realizadas las anteriores fases, la interpretación se realizó en base a documentos o artículos científicos:
- El primero es el documento es la clasificación que realiza Brice (1984) de las geoformas en el documento Planform properties of meandering rivers, realizado en New York (Ver Tabla 8).
- El segundo el realizado por Leopold B, Wolman B y Miller J. (1995) en el document Fluvial Processes in Geomorphology, el cual clasifica las características morfológicas (Ver Tabla 9).
- Y el último es la información temática del proyecto “Mapa de Cobertura de la Tierra Cuenca Magdalena – Cauca, metodología Corine Land Cover adaptada para Colombia a escala 1:100.00” (IDEAM, IGAC, Cormagdalena y ONF Andina 2007), del cual se tomó la descripción de las unidades de cobertura de la tierra que se encuentran en la zona de estudio (ver Tabla 10).
5.4.1 Leyenda del Mapa Dinámica Fluvial. Se utilizaron dos leyendas, las cuales fueron analizadas por transeptos tomando como punto cero (0) el puente del municipio de Honda y se realiza la descripción a escala 1:100.000; la primera leyenda surge de los cambios del cauce aluvial que tomo la corriente del río Magdalena para los años 1974, 1990 y 2011 clasificada por Brice.
Tabla 8. Clasificación cambios en el cauce aluvial
NOMBRE DEFINICION DETALLE
Sinuosidad
Cauces de ancho homogéneo, profundo de fase única
Entrelazamiento Predominan las islas de forma variada
Anastomosamiento
Cauces divididos con ramificaciones sinuosas, predominan las curvas rectificas
Tabla 9. Clasificación características Morfológicas
NOMBRE DEFINICIÓN DETALLE
Bancos
Bancos o puntos de depósitos de acarreos en las tierras que forman la orilla convexa del río
Huellas de meandros
Huellas de meandros o depresiones y elevaciones en las tierras que quedan en las orilla convexa a medida que el cauce emigra lateralmente por la erosión de la orilla cóncava
Tabla 10. Clasificación Corine Land Cover en el área de estudio
NOMBRE CÓDIGO
Tejido Urbano Continuo 1.1.1.
Tejido Urbano Discontinuo 1.1.2.
Aeropuertos 1.2.4.
Instalaciones Recreativas 1.4.2. Otros Cultivos Anuales o Transitorios 2.1.1.
Arroz 2.1.3.
Frutales 2.2.8.
Pastos Limpios 2.3.1.
Pastos arbolados 2.3.2.
Pastos Enmalezados o en rastrojados 2.3.3.
Mosaico de Cultivos 2.4.1.
Mosaico de Pastos y Cultivos 2.4.2. Mosaico de Cultivos, pastos y espacios naturales 2.4.3 Mosaico de Pastos con Espacios Naturales 2.4.4. Bosque de Galería y/o Ripario 3.1.3.
Arbustos y Matorrales 3.2.2
Tierras Desnudas o Degradadas 3.3.3. Embalses y Cuerpos de Agua 5.1.4.
Fuente: IDEAM, IGAC, Cormagdalena y ONF Andina (2007)
5.5 QUINTA FASE. DOCUMENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
6. RESULTADOS Y ANÁLISIS
6.1 CONFORMACIÓN DE MOSAICOS
Para obtener la georreferenciación del mosaico de 1974 se tomaron se tomaron como base los caracteres que se encuentran en la Tabla 11 y el resultado se observa en la figura 19 la dinámica del mosaico.
Figura 19. Georreferenciación mosaico 1974
Tabla 11. Coordenadas Geográficas Mosaico 1974
PLANCHA PROYECCION GAUSSY X PROYECCIÓN MAGNA-SIRGASY X RMS
207
880.000 1.040.000 880000,781 1.040.000,417
0,026 880.000 1.080.000 880.000,957 1.080.000,370
940.000 1.080.000 940.000,880 1.080.000,081 940.000 1.040.000 940.000,686 1.040.000,150
226
880.000 1.000.000 880.000,620 1.000.000,476
0,016 880.000 1.040.000 880.000,781 1.040.000,471
940.000 1.040.000 940.000,686 1.040.000,150 940.000 1.000.000 940.000,506 1.000.000,232
245
880.000 960.000 880.000,474 960.000,547
0,013 880.000 1.000.000 880.000,620 1.000.000,476
940.000 1.000.000 940.000,506 1.000.000,232 940.000 960.000 940.000,341 960.000,326
264
880.000 920.000 880.000,343 920.000,632
0,014 880.000 960.000 880.000,474 960.000,547
940.000 960.000 940.000,341 960.000,326 940.000 920.000 940.000,192 920.000,433
283
880.000 880.000 880.000,227 880.000,227
0,015 880.000 920.000 880.000,343 920.000,632
940.000 920.000 940.000,192 920.000,433 940.000 880.000 940.000,057 880.000,552
302
835.000 840.000 835.000,246 840.000,935
0,014 835.000 880.000 835.000,333 880.000,842
880.000 880.000 880.000,227 880.000,728 880.000 840.000 880.000,127 840.000,838
303
880.000 840.000 880.000,127 840.000,838
0,013 880.000 880.000 880.000,227 880.000,728
940.000 880.000 940.000,057 880.000,552 940.000 840.000 939.999,938 840.000,684
323
835.000 800.000 835.000,175 800.001,039
0,009 835.000 840.000 835.000,246 840.000,935
880.000 840.000 880.000,127 840.000,838 880.000 800.000 880.000,041 800.000,959
Fuente: El Autor
Tabla 12). La corrección de los gaps de la imagen 1 del mosaico 2011 se evidencia en la figura 20; En la figura 21 se observa el mosaico para cada año.
Tabla 12. Coordenadas Geográficas Mosaico 1990 y 2011
IMAGEN PROYECCIÓN MAGNA-SIRGAS DESCRIPCION
Lat Long Y X
5.8 -74.2
1.066.506,96 911.138,18 Vía Mariquita – Honda
1.066.373,62 937.509,22 Vía ferrea vereda Calamaro departamento de Cundinamarca 1.049.899,13 925.716,33 Puente del municipio de Méndez 1.054.255,16 911.108,55 Cruce Hacienda el Hato vía
principal Guayabal – Mariquita
4.3 -74.5
1.034.187,62 926.620,05 Puente entrada municipio de Cambao
965.491,273 920.393.335 Pista aeropuerto de Girardot
892.697,626 886.777,459 Carretera entra municipio de Natagaima
908.364,94 905.834,41 Puente entrada municipio de Prado
2.9 -74.8
852.718,46 869.483,51 Puente río Aipe 842.432,68 866.405,57 Puente río Bache
818.773,42 864.876,34 Pista aeropuerto de Neiva 811.750,62 849.456,11 Vía Palermo – Neiva
Figura 20. Corrección en la aplicación SLC_Off Aplication
Figura 21. Mosaico de los años 1974, 1990 y 2011
1974 1990 2011
Fuente: El Autor
6.2 VARIABILIDAD ESPACIAL Y TEMPORAL DEL CAUCE DEL RÍO MAGDALENA EN LOS AÑOS 1974, 1990 Y 2011.
en la Tabla 13 y en los anexos J, K, L se detallan las áreas de cada isla localizados para cada uno de los mosaicos.
Tabla 13. Área y atributos de los años 1974, 1990 y 2011
DESCRIPCIÓN
AREA (ha)
Mosaico
1974 Mosaico 1990 Mosaico 2011
Dinámica fluvial 1974 - 2011
RÍO 13691,75 13873,1 12748,53
23196,23
ISLA 3,75 4,59 3,84
Número de Islas 166 290 285
Fuente: El Autor
En la Tabla 14 se describe por tramos la clasificación del cauce según Brice (1984), como resultado de los cambios del cauce en la zona de estudio presenta un 63% en sinuosidad, el 23% del área son anastomosamiento y el 14% corresponden a entrelazamiento, en la Tabla 15, 15.1, 15.2, 15.3, 15.4, 15.5, 15.6, 15.7 y 15.8 se observa por tramos la clasificación según Brice (1984).
Tabla 14: Clasificación del cause según Brice (1984) por tramos
TRAMO (Km) CLASIFICACIÓN SEGÚN BRICE
Honda (0.0) – municipio de Cambao (41.4) Sinuocidad Municipio de Cambao (41.4) – desembocadura
del río Totare (85.4)
Sinuocidad
Desembocadura del río Totare (85.4) – municipio de Nariño (127.4)
Sinuocidad
Municipio de Nariño (127.4) – municipio de Suarez (181.8)
Sinuocidad
Municipio de Suarez (181.8) – municipio de
Purificación (201) Sinuocidad
Municipio de Purificación (201) – desembocadura río Prado (221.1)
Anastomosamiento
Desembocadura río Prado (221.1) – limites departamento Tolima – Huila (261.6)
