Undp rblac-sis17 h-presentaci+¦n fundamentacion de la metodologia del peligro de inundaciones

Msc. Jorge Olivera Acosta. Email: yoyiga2010@Gmail.com

La metodología empleada se fundamenta en el rol que desempeña la topografía del relieve como factor principal en la
ocurrencia de la inundación, ya que el mismo es quien condiciona la dirección del flujo de las aguas y los espacios
donde ella se acumula (A.E García Rivero, J. Olivera Acosta. 2017). A partir de este supuesto, se seleccionan y aplican
los criterios geomorfológicos e hidrológicos, estos altamente dependientes del relieve, dichos parámetros se
seleccionaron y calcularon empleando las herramientas del SIG SAGA en su versión 7.0.
-La topografía determina la distribución del agua en el suelo y los procesos erosivos, influyendo en la erosión –
deposición de materiales, el lavado de nutrientes y minerales, el contenido de materia orgánica, la profundidad del suelo,
entre otros... (J.A Martínez Casasnovas. 1999. Modelos Digitales del Terreno. Pg 20).
-La morfología del terreno es el factor preponderante de modo absoluto en la definición de la estructura
hidrográfica. (Hidrología Computacional. V. Olaya. 2004. pg.117).
-Las características topográficas de una ladera determina las pautas por las cuales el agua circula sobre ella. El
modelo digital de elevaciones contiene información suficiente para definir, al menos en una primera aproximación las
propiedades de la distribución del agua en la superficie. J.A. Felicísimo. Modelos digitales del terreno. Capitulo 5 Pg. 19.

Los Modelos Digitales del Terreno (MDT) raster contienen suficiente información para derivar diversas
características del terreno como las cuencas y áreas de drenaje, y también las redes de drenaje,de aplicación en el
manejo de los recursos hídricos, planificación hidrológica a nivel de cuenca y erosión. (J.A Martínez Casasnovas. 1999.
Modelos Digitales del Terreno. Pg 15).
A partir de MDTs (Relieve) puede calcularse en función de la matriz de flujo acumulado, que
representa, para cada celda, el número de celdas que drenan allí, y por lo tanto el área
de drenaje. (J.A Martínez Casasnovas. 1999. Modelos Digitales del Terreno. Pg 18).
Uno de los fenómenos principales que tiene lugar sobre la superficie terrestre es el movimiento de flujos, tanto
líquidos como sólidos. El MDE es una herramienta de primer orden para un análisis exhaustivo de estos
fenómenos hidrológicos. Sistemas de Información Geográfica. Copyright c 2010. Victor Olaya. Acápite 15.9 Pg.
349.
… the phenomena related to the flow of water or other materials that can be
parameterized using a DEM(Relieve). Citado en:
Geomorfometria. Cpitulo 7 .pg.171. Developments in Soil Science, Volume 33 © 2009 Elsevier B.V.
ISSN 0166-2481, DOI: 10.1016/S0166-2481(08)00007-X. All rights reserved. S.Gruber and S.Peckham

The development and use of flow-based land-surface parameters gained importance in the late 1980s
after the introduction of the D8 algorithm (O’Callaghan and Mark, 1984) and the 1990s have seen a number
of multiple flow directions algorithms published and employed (Freeman, 1991; Quinn et al., 1991;
Holmgren,1994). Similarly, corresponding techniques for the treatment of ambiguous flow directions
(Garbrecht and Martz, 1997) or the derivation of hydrologically-sound DEMs (Hutchinson, 1989) as well as
sensitivity studies using existing algorithms (Wolock and Mccabe, 1995) were published. Geomorfometria.
Cpitulo 7 .pg.172. Developments in Soil Science, Volume 33 © 2009 Elsevier B.V.
ISSN 0166-2481, DOI: 10.1016/S0166-2481(08)00007-X. All rights reserved.
They are often used to quantify the role played by the terrain surface in
redistributing water and sediments over the landscape and in modifying the
amount of solar radiation received at various surface locations. Wilson and Gallant
(2000b), for example, described three sets of composite attributes – topographic
wetness, sediment transport capacity, and solar radiation indices – and some of the
ways they have been deployed to interpret selected hydrologic, geomorphic, and
ecological processes and patterns. Citado en:
John P. Wilson The Handbook of Geographic Information Science Capitulo 23. pg 420.

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(1) ALOS World 3D http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d/index_e.htm (2) http://earthexplorer.usgs.gov (3)
FUENTES :

PREPARACIÓN DEL DEM PARA ANALISIS HIDROLÓGICO
1- CORRECCIÓN: Burn stream network into DEM. Se consideran para esta corrección todas las vías de comunicación terrestres, los ríos
principales y secundarios.

PREPARACIÓN DEL DEM PARA ANALISIS HIDROLÓGICO
2- corrección : Fill sink. (Planchon / Darboux) 2001.

CÁLCULOS DE PARÁMETROS HIDROLÓGICOS
UNA VEZ CORREGIDO HIDROLOGICAMENTE EL MODELO DIGITAL DE ELEVACIONES
SE PROCEDE A CALCULAR LOS PARÁMETROS HIDROLÓGICOS QUE POR SU NATURALEZA
NOS PERMITEN IDENTIFICAR LAS ZONAS FAVORABLES A SER INUNDADAS CUANDO
OCURREN INTENSAS LLUVIAS EN LA CUENCA. LOS MISMOS SE RELACIONAN A CONTIUACIÓN
Y SE FUNDAMENTA SU PROUESTA PARA ESTE ANALSISIS.
Modified Catchmen Area
(Flow acumulations)
Topographic Wetness Index

Runoff
CÁLCULOS DE PARÁMETROS HIDROLÓGICOS

FUENTE: Oscar Abarca. Madrid 2010. pg. 76
( Catchment Area)

Representa una medida indirecta de la escorrentía superficial y subsuperficial que ocurre en un punto
determinado del paisaje. Integra los efectos combinados de la superficie que contribuye a dicho punto y de
la convergencia y divergencia del flujo (Moore et al. 1988).
Conceptualmente, la idea de flujo acumulado de una celda— también expresado como
área aportante o área aguas arriba, entre otras muchas denominaciones — es simplemente el conocimiento
del área total cuyo flujo, que se desplaza de celda en celda siguiendo las direcciones calculadas con
cualquiera de los algoritmos ya conocidos, acaba vertiendo sobre la celda. El conocimiento de este
parámetro será un indicativo, entre otras cosas, del caudal circulante por la celda o la capacidad
erosiva de dicho flujo en la misma. Viene a ser un índice de la distribución de agua en el suelo y de la
localización potencial de zonas de saturación en una cuenca. (Víctor Olaya. 2004. Pg. 100)
Catchment area is a powerful parameter of the amount of water draining though
a cell that can be combined with other attributes to form compound indices. In the
following we briefly describe the two most powerful and most frequently used
indices: wetness and stream power. Geomorphometric. T Hengl. Cpitulo 7 . pg.185. Developments in Soil
Science, Volume 33 © 2009 Else vie B.V. ISSN 0166-2481, DOI: 10.1016/S0166-2481(08)00007-X. All
rights reserved.

The SAGA Wetness Index is based on a Modified catchment area calculation, which does not
consider the flow as very thin film. As a result of this, it predicts for cells situated in valley floors with a
small vertical distance to a channel a more realistic, higher potential soil moisture compared to the
standard TWI calculation (Böhner et al.,2002) citado en:
Geomorfometria. T Hengl. Cpitulo 12 . pg. 304. Developments in Soil Science, Volume 33 © 2009
Elsevie B.V. ISSN 0166-2481, DOI: 10.1016/S0166-2481(08)00007-X. All rights reserved.

Las utilidades de la matriz de flujo acumulado son diversas: (J.A Martínez Casasnovas. 1999.
Modelos Digitales del Terreno. Pg (15).
- Celdas con un valor alto de flujo acumulado son áreas de concentración de
flujo y pueden ser usadas para identificar líneas de drenaje.
- Celdas con un valor nulo o muy bajo de flujo acumulado pueden ser usadas
para identificar divisorias.
-Esta función puede ser utilizada también para estimar la cantidad de flujo
de agua que realmente fluye en cada celda después de una tormenta
teniendo en cuenta, además de la matriz de dirección de flujo, otra matriz que represente para cada
celda el balance de precipitación e infiltración en dicha celda.
- La matriz de acumulación de flujo también es la base del cálculo del área
de drenaje específica, de aplicación en modelos de erosión y en el cálculo
de índices topográficos compuestos relacionados con el movimiento y
concentración de agua en el terreno.

FUENTE: Oscar Abarca. Madrid 2010. pg. 78

El índice de humedad (TWI) fue originalmente desarrollado para predecir las áreas saturadas
y también para predecir la profundidad del nivel freático del suelo.
Posteriormente ha sido empleado para predecir el contenido de humedad del suelo y
para identificar áreas de erosión y /o deposición potencial de materiales, y para la
predicción del desarrollo de cárcavas. (J.A Martínez Casasnovas. 1999. Modelos Digitales del Terreno. Pg 19).
EMPLEO DE ESTE INDICADOR

– Concretamente, el índice topográfico de humedad se ha empleado para predecir el desarrollo de
cárcavas en áreas con fenómenos de surgencia de agua en zonas fuera de
los cauces o lugares de concentración del flujo superficial (Moore et al.
1988).
Valores altos del índice de humedad indican potencial para la acumulación de agua en
el suelo, y coincide con aquellas zonas de baja pendiente y con un valor de área de
drenaje específica alto.
Valores bajos del índice de humedad indican bajo potencial topográfico para la
acumulación de agua en el suelo, ya sea por tratarse de un área con una cuenca de
captación pequeña o por un alto valor de pendiente, indicador de suelos bien drenados.
FUENTE: (J.A Martínez Casasnovas. 1999. Modelos Digitales del Terreno. Pg 19-20).

Escurrimiento superficial (overland Flow).
Representa la lámina de agua que circula sobre la superficie en una cuenca de drenaje.
Este se forma cuando las precipitaciones superan la capacidad de infiltración del suelo,
por lo tanto, el agua escurre y se acumula en lugares con condiciones favorables de
anegamiento.(Glosario Hidrológico Internacional,2012).

CALCULO DE PARÁMETROS MORFOMÉTRICOS
Aquí se consideran los siguientes parámetros morfométricos que pueden identificar zonas de posible desarrollo de
inundaciones en el caso de que ocurran intensas lluvias en una cuenca. Para su cálculo no es necesario emplear el
modelo digital del terreno corregido hidrológicamente, con el DEM sin corregir se calculan los parámetros que se
describen y a continuación se fundamenta su empleo para el análisis en la determinación de zonas con peligro al
desarrollo de inundaciones por intensas lluvias.
1- Depresiones cerradas (Closed Depresions)
2- Distancia vertical a la red de drenaje ( Vertical Distance to Channel Network)

Depresiones cerradas.
Son superficies que representan los lugares más bajos del relieve con relación a los valores de las
alturas circundantes, donde el drenaje se concentra, y se acumula, a menos, que en la misma se
localice una furnia, dolina o sumidero, típico de superficies con carso activo. Estas superficies de carso
activo pueden inundarse por obstrucción o sobresaturación del sistema cársico. En los casos de no
existir el carso activo, estas depresiones cerradas son directamente consideras áreas inundables (A.E.
García Rivero. J. Olivera Acosta). 2017.

Distancia vertical a la red de drenaje.
Expresa la altura relativa del terreno en metros con relación al cauce, lo que es un
indicador que muestra el grado de exposición al peligro de inundación, mientras menor sea la distancia
vertical al cauce del río, mayor será la susceptibilidad a inundarse (A.E. García Rivero. J. Olivera
Acosta). 2017.
Este factor puede ser utilizado para la predicción de áreas potenciales a ser inundadas. Manual de SAGA
GIS © Charles Darwin University, Universitas Nusa Cendana dan Universitas Halu Oleo. 2017.
Capitulo 9. pg. 101.

MAPA DE INUNDACIÓN POR INTENSAS LLUVIAS

MAPA DE INUNDACION 3D SOBRE IMAGEN SATELITAL

- SRTM elevation data via SRTM tile tool (http://dwtkns.com/srtm/)., USGS Earth Explorer website or from the Remote Pixel SRTM 1ARC
- http://earthexplorer.usgs.gov
- NASADEM. https://earthdata.nasa.gov/our-community/community-data-systemprograms/measures-projects/nasadem-nasa-digital-elevation-model
- TanDEM- X, http://www.astrium-geo.com/worlddem/
- -ALOS World 3D http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d/index_e.htm

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