Post on 27-Jan-2020
SIATL
Simulador de Flujos de Agua de
Cuencas Hidrográficas
Noviembre 2013
Contenido
• Teoría de los escurrimientos de agua superficial
• Proyecto
• Red Hidrográfica Escala 1:50 000
• SIATL Simulador de Flujos de Agua de Cuencas Hidrográficas
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.
• Así como el flujo de la sangre y sus características reflejan el estado de salud del organismo, el flujo de agua y su calidad reflejan la salud de los ecosistemas, y el nivel de cuidado de los recursos naturales de un país.
Teoría de los Escurrimientos de Agua Superficial
Ciclo hidrológico y cuenca hidrológica
Cuenca Hidrológica: territorio delimitado por un parte aguas o divisoria en
donde ocurre el agua en distintas formas a través de una red hidrográfica y
converge en un río principal.
Medición de la precipitación pluvial
Plu
vió
metr
o
Captación= área
impermeable de 1 m2
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
0.01 10,000 10 10,000
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
CIAQ
Donde: Q: es el caudal en metros cúbicos por segundo C : es un coeficiente de escorrentía sin dimensiones
I : es la intensidad de lluvia en milímetros por hora A : es la superficie del área drenada en hectáreas 360: conversión a unidades métricas
Intensidad de lluvias
0
10
20
30
40
5 10 15 20 25 30
Inte
nsi
dad
cm
/ho
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. =
Intensidad media cm /hr 33.96 25.02 20.6 18.0 16.3 15.0
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.
Cantidad de agua que escurre en forma laminar en la superficie restando la
infiltración y evapotranspiración.
PROYECTO
Componentes
Datos vectoriales enriquecidos de corrientes de agua superficial con topología de redes geométricas
Red Hidrográfica
escala 1:50000
Consulta de la red hidrográfica entre otros datos, con funciones de redes para el estudio de cuencas y construcción de escenarios
Aplicación Geoespacial
SIATL
en internet
Estado y sociedad
Equipo de trabajo
Sustento
Proyecto
Agenda del Agua
2030
Ley de Aguas
Nacionales
Ley del SNIEG
Plan Nacional
de Desarrollo
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
4.1 Agua.- Los problemas asociados con el suministro, drenaje y tratamiento de las aguas, así como el impacto que éstos tienen en la vida nacional, hacen necesaria una gestión que tome en cuenta los intereses de todos los involucrados y favorezca su organización.
RED HIDROGRÁFICA ESCALA 1:50 000
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.
Nosotros podemos imaginar el agua en esos ríos a lo largo de esos
arcos.
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
se facilita la transferencia del flujo. Ejemplos: fusibles, interruptores, llaves, válvulas, etc.
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
Información Topográfica
1:50 000
● 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 de la conectividad. Información vectorial
● Ortofotografía
● Ortoimágenes
SPOT:
multiespectral y
pancromática
● Continuo de
Elevaciones
Mexicano
Insumos para el análisis y edición de la conectividad. Información raster
Transición de datos origen a su estructuración en redes
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:
Además de: Metadato, cuerpos de agua y topónimos de rasgos
hidrográficos
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.
Polígonos de subcuenca con el dato a donde se drenan las aguas y el
número de drenajes.
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
-9 Otro
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/AAAA
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
2 aproximada
3 virtual
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
TOT_DESC Numérico 4 Total de descargas que tiene la Subcuenca
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.
La jerarquía de la red marca la importancia creciente de sus elementos. Tiene
por objeto precisarla mediante números.
Representación de las corrientes de agua
Sin clasificación
Nivel jerárquico
de corrientes
Magnitud de
orden
En un software del tipo
SIG (Sistemas de
Información Geográfica),
es posible caracterizar
con distintos grosores y
tonalidades, las redes en
función de indicadores
morfométricos.
Integración de Redes Hidrográficas Transfronterizas MEX-EUA (en desarrollo)
Proyecto bi-nacional con el U.S. Geological Survey (USGS) para
armonizar la red hidrográfica con la red 1:24 000 del National
Hydrography Dataset (NHD).
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. Códice Moctezuma Registro INDAUTOR:
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 Agua de Cuencas Hidrográficas
Demostración
Herramientas de Visualización y Navegación
Administración de Capas de Información
Cartografía Participativa
Herramientas
de Redes
Geométricas
Herramienta
de Búsqueda
¿de dónde escurre el agua? ¿cuál es el caudal pico? ¿en qué tiempo se presenta? ¿cuál es la pendiente?
¿de qué tamaño es la cuenca?
Análisis del área de escurrimiento (Población, Vivienda, Distribución de la Vegetación,
Datos Climáticos, Lluvia probabilistica)
¿cuál es la trayectoria del agua? ¿qué población se localiza en los márgenes del río?
Visualización 3D
Cartografía Participativa
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…?.
La red hidrográfica y la aplicación SIATL son tan sólo los cimientos de lo que puede ser una base de datos hidrológicos o un sistema de información hidrográfica para México, en el que participen las unidades del estado y se integren datos de forma organizada y relacionada con los distintos componentes espaciales, además de ser un medio de consulta para las mismas unidades y de la sociedad en general.
¡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
@inegi_informa INEGI Informa