Este documento presenta el análisis hidrológico y caracterización de la cuenca del Río Monleón en España utilizando SIG. Se identificó la cuenca y red de drenaje, desagregando la cuenca en 7 subcuencas. La longitud total de la red de drenaje es de 75 km y la densidad es de 0.1589 km-1. Las pendientes varían de 0% a 159.15%, con una pendiente media de 21.22%. El análisis hipsométrico indica una cuenca madura.

1. 0
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA
MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA
HIDRÁULICA Y MEDIO AMBIENTE
PRESENTADO POR: HEBERT ENRIQUE TEJADA ESPINOZA
MODELACIÓN HIDROLÓGICA Y AMBIENTAL
DISTRIBUIDA
PRÁCTICA INFORMÁTICA: APLICACIÓN DE LOS SIG A
LA CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA HIDROLÓGICO
PRESENTADO A:
ALICIA GARCÍA ARIAS
VALENCIA
2015

2. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
1
ÍNDICE
1. IDENTIFICACIÓN DE LA CUENCA Y LA RED DE DRENAJE CON LA APLICACIÓN SIG................... 3
1.1. Identificación de cuenca y red de drenaje......................................................................... 3
1.1.1. Mapa de la cuenca MED............................................................................................. 3
1.1.2. Mapa de la cuenca Celdas Drenantes Acumuladas (CDA)......................................... 4
1.1.3. Mapa de la cuenca Direcciones de Drenaje(DD) ....................................................... 4
1.2. Identificar la red de drenaje justificando el criterio y el valor de umbral de área
empleados, calcular la longitud total de la misma y la densidad de drenaje. ............................. 5
1.3. Desagregar la cuenca en un número de subcuencas adecuado ....................................... 6
2. CARACTERÍSTICAS DE LA RED DE DRENAJE DE LA CUENCA....................................................... 7
3. CARACTERÍSTICAS OROGRÁFICAS DE LA CUENCA..................................................................... 9
3.1. Pendiente media, mínima y máxima:................................................................................ 9
3.2. Curva hipsométrica........................................................................................................... 11
3.3. Histograma y valor medio del índice topográfico de Beven ........................................... 12

3. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
2
Relación de tablas
Tabla 1 Longitud de la red de drenaje de la cuenca............................................................................ 6
Tabla 2 Área de Subcuencas................................................................................................................ 6
Tabla 3 Determinación de longitud para cada red de drenaje ........................................................... 8
Tabla 4 Longitud y densidad de cada red de drenaje ......................................................................... 8
Tabla 5 Valores para calcular la Curva hipsométrica ........................................................................ 11
Tabla 6 Valores para calcular el Índice Topográfico de Beven.......................................................... 12
Relación de Gráficos
Gráfico N° 1 Dimensión Fractal .......................................................................................................... 9
Gráfico N° 2 Curva Hipsométrica...................................................................................................... 11
Gráfico N° 3 Índice topográfico de Beven de la cuenca Monleón ................................................... 13
Relación de Figuras
Fig. N° 1Identificación de cuenca de estudio ..................................................................................... 3
Fig. N° 2 Mapa MED de la cuenca ...................................................................................................... 3
Fig. N° 3 Mapa CDA de la cuenca ....................................................................................................... 4
Fig. N° 4 Mapa DD de la cuenca ......................................................................................................... 4
Fig. N° 5 Mapa de la red hidrográfica y la red drenaje con el umbral determinado.......................... 5
Fig. N° 6 Resultados para determinar la longitud de la red de drenaje GRASS ................................. 6
Fig. N° 7 Mapa de Subcuencas ........................................................................................................... 7
Fig. N° 10 Mapa Red 3........................................................................................................................ 7
Fig. N° 9 Mapa Red 2 .......................................................................................................................... 7
Fig. N° 8 Mapa Red 1 .......................................................................................................................... 7
Fig. N° 10 Mapa Red 3........................................................................................................................ 7
Fig. N° 12 Mapa Red 5........................................................................................................................ 8
Fig. N° 11 Mapa Red 4........................................................................................................................ 8
Fig. N° 13 Valores estadísticos de pendientes.................................................................................... 9
Fig. N° 14 Mapa de pendientes .......................................................................................................... 9
Fig. N° 15 Mapa Aspecto .................................................................................................................... 9
Fig. N° 16 Mapa de subcuencas........................................................................................................ 10
Fig. N° 22 Mapa de pendientes Subcuenca 7................................................................................... 10
Fig. N° 20 Mapa de pendientes Subcuenca 4................................................................................... 10
Fig. N° 23 Mapa de pendientes Subcuenca 6................................................................................... 10
Fig. N° 21 Mapa de pendientes Subcuenca 5................................................................................... 10
Fig. N° 19 Mapa de pendientes Subcuenca 3................................................................................... 10
Fig. N° 18 Mapa de pendientes Subcuenca 1................................................................................... 10
Fig. N° 17 Mapa de pendientes Subcuenca 2................................................................................... 10
Fig. N° 23 Mapa de pendientes Subcuenca 6................................................................................... 10
Fig. N° 24 Resultados estadísticos Índice Topográfico Beven .......................................................... 12

4. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
3
Fig. N° 1Identificación de cuenca de estudio
APLICACIÓN DE LOS SIG A LA CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA HIDROLÓGICO
Información de partida
Cuenca de estudio dentro del ámbito de la C. H. Júcar – Río Monleón. MED (100m) en formato ráster
y MLA en formato vectorial, ambos con proyección UTM30N-ETRS89.
1. IDENTIFICACIÓN DE LA CUENCA Y LA RED DE DRENAJE CON LA APLICACIÓN SIG.
1.1.Identificación de cuenca y red de drenaje
Con la información de partida del MED (100m), el raster de Red Hidrográfica del Júcar, y conociendo
el punto de desagüe coordenadas 738250,4465628, y realizando los procedimientos adecuados
como corrección del MED y otros mediante GRASS, se ha podido determinar la cuenca hidrográfica,
dando los siguientes resultados:
Área de la cuenca del Río Monleón: 470.46 Km2
1.1.1. Mapa de la cuenca MED
Fig. N° 2 Mapa MED de la cuenca

5. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
4
1.1.2. Mapa de la cuenca Celdas Drenantes Acumuladas (CDA)
Para poder identificar la densidad de la red fluvial e identificar los principales cauces, se tiene que
determinar el mapa de CDA, donde podemos apreciar en la siguiente figura la diversidad de
densidad de nuestra red de drenaje.
1.1.3. Mapa de la cuenca Direcciones de Drenaje(DD)
Para poder conocer el recorrido de cada una de las celdas de nuestra cuenca de estudio se tiene
que determinar el mapa de Direcciones de Drenaje, en nuestro caso podemos observar que la
direcciones más predominantes es hacia el NO y SE
Fig. N° 3 Mapa CDA de la cuenca
Fig. N° 4 Mapa DD de la cuenca

6. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
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1.2.Identificar la red de drenaje justificando el criterio y el valor de umbral de área
empleados, calcular la longitud total de la misma y la densidad de drenaje.
Para poder identificar el valor umbral de nuestra cuenca se ha tenido en cuenta tomando un valor
más aproximado de las principales cabeceras de red hidrográfica y el mapa vectorial de la red
hidrográfica, como se puede observar en el siguiente gráfico haciendo una comparación entre el
raster vectorial y la rede de drenaje que se han ido determinando, para llegar a determinar el área
umbral más aproximado, se ha ido probando varios valores umbrales y mediante la superposición
de las redes de drenaje, el valor que mejor se ajustaba es el de 34,10 Km2 en número de celdas
3410.
Fig. N° 5 Mapa de la red hidrográfica y la red drenaje con el
umbral determinado

7. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
6
Tabla 1 Longitud de la red de drenaje de
la cuenca
Conociendo las direcciones de drenaje de las celdas que conforman la red (la distancia entre
centros de las celdas no es la misma en dirección N-S y E-O que en dirección diagonal NE-SO y NO-
SE, siendo 100 m y 141.42 m respectivamente), se puede determinar la Longitud de la Red de
Drenaje:
Fig. N° 6 Resultados para determinar la longitud de la red de
drenaje GRASS
1.3.Desagregar la cuenca en un número de subcuencas adecuado
Para desagregar en subcuencas, se ha tomado en cuenta la extensión de la cuenca de 470.46 Km2
y la red de drenaje con el mapa de pendientes, que nos muestran una topografía más pronunciada
en algunas zona, una subcuenca pequeña en la zona central, y otras divididas en la parte más inferior
(NO) y superior (SO), llegando a determinarse 7 subcuencas.
Tabla 2 Área de Subcuencas
LT cuenca = 75 Km
Densidad de la cuenca (DT)
DT = 74.7443 Km / 470.46 Km2 = 0.1589 Km -1
Subcuencas m2 km2
1 63146845.62 63.15
2 41199222.81 41.20
3 5821412.24 5.82
4 86212818.64 86.21
5 105084978.39 105.08
6 60910145.21 60.91
7 108080559.30 108.08
Total 470.46

8. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
7
Fig. N° 7 Mapa de Subcuencas
2. CARACTERÍSTICAS DE LA RED DE DRENAJE DE LA CUENCA.
Para poder determinar la dimensión fractal de la densidad de drenaje, ha sido necesario
caracterizar la red con al menos cinco áreas umbrales.
Fig. N° 10 Mapa Red 1 Fig. N° 9 Mapa Red 2 Fig. N° 8 Mapa Red 3

9. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
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Tabla 3 Determinación de longitud para cada red de drenaje
Tabla 4 Longitud y densidad de cada red de drenaje
Fig. N° 13 Mapa Red 4 Fig. N° 12 Mapa Red 5

10. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
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Fig. N° 15 Mapa de pendientes
Fig. N° 14 Valores estadísticos de pendientes
Fig. N° 16 Mapa Aspecto
En este caso nos da como resultado una dimensión fractal (Df) = 0.427
Gráfico N° 1 Dimensión Fractal
3. CARACTERÍSTICAS OROGRÁFICAS DE LA CUENCA.
3.1.Pendiente media, mínima y máxima:
Los valores estadísticos de pendientes son los siguientes:
 Pendiente mínima: 0%
 Pendiente máxima: 159.15%
 Pendiente media: 21.22%.

11. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
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Fig. N° 19 Mapa de pendientes Subcuenca 4
Fig. N° 17 Mapa de subcuencas
Fig. N° 23 Mapa de pendientes Subcuenca 1 Fig. N° 24 Mapa de pendientes Subcuenca 2
Fig. N° 22 Mapa de pendientes Subcuenca 3
Fig. N° 21 Mapa de pendientes Subcuenca 5
Fig. N° 18 Mapa de pendientes Subcuenca 7
Fig. N° 20 Mapa de pendientes Subcuenca 6
Para tener un mejor detalle de las
pendientes en nuestra cuenca de
estudio se ha dividido en
subcuencas, pudiéndose apreciar
según los siguientes, que las
direcciones de flujo por las
pendientes más pronunciadas en
la pardete central hacia el SE,
además de una zona también muy
pronunciada como la subcuenca 3.

12. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
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3.2.Curva hipsométrica.
Para conocer el estado de la cuenca, se calculó la relación hipsométrica Rh = Ss / Si, donde Ss es la
superficie superior de la curva hipsométrica y Si es la superficie inferior.
El indicador del estado de equilibrio dinámico de la cuenca del Río Monleón Rh es igual a 0.855, lo
cual indicaría que se trata de una cuenca con fase madura, cerca al equilibrio dinámico y con fase
fluvial en potencial de erosión media, ver siguiente gráfico.
Gráfico N° 2 Curva Hipsométrica
Tabla 5 Valores para calcular la Curva hipsométrica
Elevaciones (m) Superficie (m2) Superficie acumulada (m2) Superficie acumulada (%)
1720.357143 3444918.049 3444918.049 0.733636712
1659.071429 7079556.222 10524474.27 2.241313316
1597.785714 8427567.632 18952041.9 4.036065155
1536.5 20110333.19 39062375.09 8.318802365
1475.214286 36725821.98 75788197.07 16.14000766
1413.928571 38373391.48 114161588.6 24.31208268
1352.642857 34998370.32 149159958.9 31.76540637
1291.357143 31593393.35 180753352.2 38.49359929
1230.071429 42976600.82 223729953 47.64598307
1168.785714 62108377.57 285838330.6 60.87270871
1107.5 39591594.39 325429925 69.30421469
1046.214286 24384028.62 349813953.6 74.49708672
984.928571 25232776.55 375046730.2 79.87070982
923.642857 25881819.08 400928549.2 85.38255433
862.357143 23974632.56 424903181.8 90.48824055
801.071429 20559670.33 445462852.1 94.8666695
739.785714 11183502.07 456646354.2 97.24833071
678.5 6869865.558 463516219.8 98.71135117
617.214286 3874284.646 467390504.4 99.53642666
555.928571 2176788.796 469567293.2 100

13. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
12
Tabla 6 Valores para calcular el Índice Topográfico de Beven
Índice topográfico Beven (T) Superficie (m2) Superficie (km2)
4.0728 39941.0788 0.0399
4.3246 279587.5518 0.2796
4.5763 1188247.0950 1.1882
4.8281 3225242.1151 3.2252
5.0799 6670160.1638 6.6702
5.3317 11992308.9172 11.9923
5.5834 18083323.4380 18.0833
5.8352 25132923.8506 25.1329
6.0870 30145529.2432 30.1455
6.3388 34778694.3869 34.7787
6.5905 35817162.4363 35.8172
6.8423 34968414.5113 34.9684
7.0941 31753157.6659 31.7532
7.3459 27339668.4557 27.3397
7.5976 23705030.2827 23.7050
7.8494 21668035.2626 21.6680
8.1012 18792277.5872 18.7923
8.3530 15596991.2812 15.5970
8.6047 14099200.8252 14.0992
8.8565 12651336.7178 12.6513
9.1083 11273369.4984 11.2734
9.3601 10334754.1460 10.3348
9.6118 9226389.2086 9.2264
9.8636 8128009.5409 8.1280
10.1154 7179408.9188 7.1794
10.3672 6909806.6367 6.9098
10.6189 6400557.8817 6.4006
10.8707 5781471.1599 5.7815
11.1225 4922737.9652 4.9227
11.3743 4792929.4590 4.7929
11.6260 4383533.4010 4.3835
11.8778 3854314.1066 3.8543
12.1296 3624652.9034 3.6247
12.3814 2696022.8207 2.6960
12.6332 2426420.5386 2.4264
12.8849 1987068.6715 1.9871
13.1367 1687510.5804 1.6875
13.3885 1807333.8168 1.8073
13.6403 1348011.4103 1.3480
13.8920 958585.8918 0.9586
14.1438 728924.6886 0.7289
14.3956 509248.7550 0.5092
14.6474 519234.0247 0.5192
14.8991 369454.9791 0.3695
15.1509 249631.7427 0.2496
15.4027 129808.5062 0.1298
15.6545 39941.0788 0.0399
15.9062 49926.3485 0.0499
16.1580 69896.8879 0.0699
16.4098 49926.3485 0.0499
Fig. N° 26 Resultados estadísticos Índice Topográfico Beven
3.3.Histograma y valor medio del índice topográfico de Beven
El resultado del Indice topográfico de Beven son los siguientes:
 Valor máximo: 16.41
 Valor medio: 7.74
 Valor mínimo: 4.07
Como se conoce en las zonas más bajas el índice
topográfico de Beven va aumentando, esto por la
consecuencia de pendientes bajas.
En nuestra cuenca de estudio del Ríon Monleón se
analizado el mapa de pendientes, celdas drenantes
acumuladas, se puede observar que en la parte NO
y SE va a existir mayor acumulación de flujo,
mientras que en las otras direcciones la
acumulación sería menor, esto quiere decir que en
las partes de mayor concentración de flujo el suelo
será más fértil y por consecuencia mayor
vegetación en comparación con las demás y que
presentarían un índice topográfico menor.

14. Práctica Informática con Software GRAS-SIG
13
0
5
10
15
20
25
30
35
40
4.07
4.58
5.08
5.58
6.09
6.59
7.09
7.60
8.10
8.60
9.11
9.61
10.12
10.62
11.12
11.63
12.13
12.63
13.14
13.64
14.14
14.65
15.15
15.65
16.16
Superficie(km2)
Índice topográfico Beven (T)
Gráfico N° 3 Índice topográfico de Beven de la cuenca Monleón