LOS SISTEMAS DE INFORMACIN GEOGRFICA EN EL ESTUDIO DE CUENCAS:ALTA CUENCA DEL RO MOJOTORO

Patricio Garca BesUniversidad Nacional de Salta, Facultad de Ciencias Naturales, Instituto de Recursos Naturales y Ecodesarrollo

Av. Bolivia 1514, Salta ,C.P. 4400, Tel (0387) 4255438/39; Email: pagar@unsa.edu.ar

RESUMEN

Dentro del marco de nuestro pas existen grandes superficies que no cuentan con informacinnecesaria para la ejecucin de proyectos que tienden a solucionar problemticas actuales. Lascuales no permiten un perodo de tiempo importante para la toma de datos.

Tal es le caso de los riesgos hidrolgicos existentes en le norte de la ciudad de Salta;producidos por el alta cuenca del Ro Mojotoro.

Por ello se torna de primordial importancia el mejor manejo de la informacin existente comoas tambin la correcta relacin de los datos existentes, por medio de modelos matemticos,para la produccin de nueva informacin.

Para el Alta Cuenca del Ro Mojotoro se parti de datos de pluvimetros, topogrficos,imagen satelital, coordenadas geogrficas.

Para que por medio de su anlisis surjan los datos de Temperatura media mensual y anual;Evapotraspiracin potencial anual y la diferencia entre estas dos variables.

De esta manera se comprueba la importante potencialidad que poseen los SIG para seraplicados en el estudio de cuencas para mejorar y incrementar la informacin existente.

OBJETIVO:

El objetivo del presente trabajo es comprobar y demostrar las distintas utilidades de lasherramientas de los SIG para el aprovechamiento, y produccin, de informacin.

INTRODUCCIN:

Dentro de la basta extensin de nuestro pas existen grandes reas que carecen, o esdeficiente, de informacin para realizar estudios. Y en especial a los datos que requieren de unperiodo largo de registros. Tal es el caso del Alta Cuenca del Ro Mojotoro.

La misma se emplaza en la Provincia de Salta, abarcando una superficie estimada en 818.83Km2.

Ante la necesidad de solucionar problemas actuales, sin la oportunidad de poder aguardarlargos perodos de tiempo para la adquisicin de informacin bsica necesaria, se torna devital importancia la maximizacin de la informacin vigente.

La existencia de un potencial riesgo hidrolgico, provocada por el Alta Cuenca del RoMojotoro, en los asentamiento urbanos de la Ciudad de Salta, obligan a el estudio de estacuenca con el propsito de la reduccin de este riesgo.

La informacin es escasa pero la gravedad del problema tratado no permite la prorroga de larealizacin de dicho estudio.

Para este punto es importante la utilizacin de herramientas que me permitan mejorar lainformacin existente de las distintas temticas (suelos, precipitaciones, temperatura,vegetacin, etc.) y luego por medio de la vinculacin de las distintas capas temticas obtenernuevos datos (Evapotraspiracin, Dficit hdrico, Erosin , etc.).

Con el advenimiento de los avances en la rama de la computacin y la informtica posibilitanen la actualidad la posibilidad de manipular y combinar gran cantidad de informacin en unlapso de tiempo corto. Es en ello en que se fundan la potencialidad de las distintasherramientas de los Sistemas de Informacin Geogrfica (SIG).

MATERIALES

Hardware

: Computadora: procesador Pentium II 266 Mhz, Monitor color 14, 64 Mega dememoria Ram, Lector de CD (40 x).

: Tableta digitalizadora: Genius de 12 x 18 pulgadas.

: Impresora : Hewlett Packard Deskjet 695 C.

: Scanner :Hewlett Packard ScanJet 5100 C.

Software

< ArcView Ver. 2.1a

< AutoCad Ver. 14 y Ver. 12

< Corel Draw Ver. 8

< Corel Photo Paint Ver. 8

< Idrisi Ver. 2.0

< Microsoft Access 97

< Microsoft Excel 97

< Microsoft Word 97

< Surfer Ver. 6.01

Imagen Satelital

Landsat TM5

Path y Row: 231-77

Fecha : 12-09-98

Elevacin del sol: 44

Acimut del sol: 54

Cartografa

! Carta Topogrfica; Salta; Hoja 2566-11; Escala 1: 250.000; InstitutoGeogrfico Militar; 1990.

! Carta de Imagen Satelitaria de la Repblica Argentina; Salta; Hoja 2566-11;Escala 1: 250.000; Instituto Geogrfico Militar; 1998.

! Carta Topogrfica de la Repblica Argentina; El Carmen; Hoja 2566-11;Escala 1:100.000; Instituto Geogrfico Militar; 1950.

! Carta Topogrfica de la Repblica Argentina; Salta; Hoja 2566-17-1; Escala1:50.000; Instituto Geogrfico Militar; 1951.

Alta Cuenca del Ro Mojotoro

Para el presente trabajo se define como Alta Cuenca del Ro Mojotoro al rea que drena susaguas hacia el puente ferroviario sobre el Ro Mojotoro (punto de cierre), ubicado al norte dela ciudad de Salta.

El Alta Cuenca del Ro Mojotoro, abarca una superficie de 818 Km2, sobre sectorescorrespondientes a las provincias de Salta y Jujuy, en la Repblica Argentina.

En la provincia de Salta la cuenca ocupa parte de los siguientes departamentos: este deRosario de Lerma, norte de Capital y oeste de La Caldera. Mientras que en la provincia deJujuy abarca una pequea rea, al sur del departamento San Antonio.

El Alta Cuenca del Ro Mojotoro est localizada entre los 24 23 y 24 43 de Latitud Sur, yentre los 65 21 y 65 39 de Longitud Oeste.

Figura 1: Alta Cuenca del Ro Mojotoro: Imagen satelital Falso Color.

Orografa

La cuenca superior del Ro Mojotoro se caracteriza por un relieve montaoso abrupto, el cualconstituye el lmite Norte del Valle de Lerma.

Como rasgo general se destaca la disposicin Norte-Sur de la mayora de las Sierras yCordones presentes, y un gradiente altitudinal creciente desde el Sureste hacia el Noroeste.

Dentro de la cuenca se destacan:

Sierra de Chai, de disposicin Norte Sur, se ubica en el extremo Noroeste de la cuenca, sedestacan el Cerro Chapeu y el Nevado General Gemes (o Nevado de Castilla segn labibliografa consultada) siendo este el pico ms elevado de toda la cuenca (5565 m.s.n.m.).Este cordn establece el lmite Oeste en la porcin Norte de la cuenca.

Cordn de Lesser; se encuentra en la porcin Suroeste de la cuenca, dentro del mismo sedestacan los cerros Cuesta Grande y Cerro La Toma. Representa el lmite Oeste de la cuencaen su porcin Sur.

Sierra de Vaqueros, se desarrolla con direccin Norte-Sur, en sur de la cuenca, esta culminadapor el Cerro Vaqueros (1848 m.s.n.m.).

En el sector Noreste de la cuenca encontramos el Cerro Alto de los Sauces y hacia el sectororiental se ubica la Serrana de Mojotoro, donde se destaca el cerro San Jos (1.688 m.s.n.m.)1.

La disposicin general de los cordones montaosos de las Sierras Subandinas es de Este aOeste. Siendo los 1994 m.s.n.m. (Co. Alto los Sauces) su altura ms grande.

Los conceptos vertidos anteriormente se pueden corroborar en la Figura 1.

Hidrografa

La Cuenca del Ro Mojotoro abarca una densa red fluvial cubriendo un rea de 818 Km2. Eldrenaje toma nombre de Ro Mojotoro a partir de la confluencia de los ros: La Caldera yVaqueros.

Esta cuenca aporta sus aguas al Ro de la Plata, perteneciendo as a la Megacuenca del Plata.El Ro Mojotoro se une con el Ro de las Pavas, para dar origen al Ro Lavallen, el cual alunirse con el Ro Grande, forma el Ro San Francisco; desembocando finalmente en el RoBermejo.

Dentro de la red de drenaje se pueden destacar los siguientes cauces:

Ro Potrero de Castilla: se desarrolla en el Noroeste de la cuenca, recoje las aguas de losfaldeos Este del Nevado General Gemes (Sierra de Chai).

Arroyo Huaico Hondo: se emplaza al Centro-Este de la Cuenca, se junta con el Ro Potrero deCastilla, para formar el Ro Wierna.

Ro Wierna: escurre por la porcin central de la cuenca, es el principal afluente del Ro LaCaldera.

Ro La Caldera: Nace de la unin de los Ro Santa Rufina y San Alejo. Sus aguas fluyen ensentido Norte-Sur en la porcin Este de la cuenca, recogiendo los escurrimientos de lasladeras Oeste de las sierras del Mojotoro y los del Este de las sierras de Vaqueros.

Ro Santa Rufina: se emplaza en el Norte de la Cuenca, parte de sus aguas son desviadas paraalimentar al Dique Campo Alegre.

Ro San Alejo: se desarrolla por al sur del Ro Santa Rufina, desembocando con el mismo paraformar el Ro La Caldera.

Arroyo Loma Delgada: se emplaza en la porcin central de la cuenca y desemboca en el RoWierna.

Arroyo Castellanos: escurre en la zona Sur-Oeste de la cuenca, drena las aguas aportadas porla vertiente Este del Cordn de Lesser.

Ro Lesser: se extiende al Norte del Arroyo Castellanos, con el cual se une para formar el RoVaqueros.

1 Interpretacin de las siguientes cartas: Carta del IGM 1 :50.000 :Hoja 2556-17-1

Carta del IGM 1 :250.000 ; Hoja 2566-11

Ro Vaqueros: escurre por la porcin Sur de la cuenca, con direccin Oeste-Este, parafinalmente unirse con el Ro La Caldera para formar el Ro Mojotoro.

Ro Mojotoro: Tiene un corto desarrollo dentro de la cuenca. Luego de salir de la misma (condireccin Oeste-Este), a la altura de la localidad de General Gemes sufre un cambio dedireccin, girando hacia el Norte, y con nombre de Ro Lavalln y a partir de la confluenciacon el Ro Grande (Cambiando nuevamente de nombre Ro San Francisco), paraposteriormente desaguar en el Ro Bermejo.

Se destaca que sentido general del flujo es de Noroeste al Sureste. Ver Figuras 1 y 2.

Figura 2: Alta Cuenca del Ro Mojotoro, delimitada sobre una imagen satelital (color verdadero) sobrepuesta a un ModeloDigital del Terreno, en vista 3D.

Clima

El Clima de la zona corresponde a Subtropical serrano, Clido, Subhmedo, con estacinseca; las precipitaciones se concentran en el verano, entre los meses de Noviembre a Marzo(Bianchi, 1986; en Picn Matorras; 1997).

Precipitaciones

El factor topogrfico es el que controla las precipitaciones, destacndose la altitud ydisposicin de los cordones montaosos.

Los vientos hmedos que provienen del Noreste, se encuentran con los cordones montaosos,se ven obligados a ascender. La masa hmeda se expande, debido a la menor presin, y alenfriarse pierde capacidad de retencin de humedad por parte del aire, al llegar a un puntoextremo se produce la precipitacin.

Las precipitaciones aumentan con la altura hasta los 1600 1700 m.s.n.m., para luegodecrecer.

En las quebradas de disposicin Este-Oeste y, principalmente, Noreste-Suroeste, lasprecipitaciones se ven notablemente afectadas por un efecto de encajonamiento. Mientras quelas quebradas de disposicin Sureste-Noroeste sufren sntomas de aislamiento pluvial, porencontrarse en disposicin oblicua a la direccin de los vientos.

Se debe destacar que las precipitaciones que registran las estaciones pluviomtricascorresponden a las lluvias frontales y orogrficas, no as las precipitaciones horizontales. Yaque no se cuenta con un estudio que cuantifique dicha precipitacin en el rea de estudio, sedebe tener en cuenta que la cantidad total de agua cada en la cuenca es mayor a la registradaen los pluvimetros.

Tampoco se debe olvidar el aporte de agua por el derretimiento de la nieve en la porcin altade la Cuenca.

Del rea de estudio2 se pudo compilar datos pluviomtricos de quince localidades. De lasmismas siete se encuentran dentro de la cuenca.

2 El rea de estudio esta comprendida por la Alta Cuenca del Ro Mojotoro y zonas aledaas.

METODOS

Sistema de Informacin Geogrfica (SIG)

Se conoce como Sistema de Informacin Geogrfica (SIG), GIS en denominacin inglesa(Geographic Information Sistems), como un conjunto de programas y aplicacionesinformticas que permiten la gestin de datos organizados en bases de datos, referenciadosespacialmente y que pueden ser visualizados en formas de mapas(Moldes, 1995).

La ventaja de la utilizacin de un SIG, es la posibilidad de trabajar con una importantecantidad de datos de diferentes fuentes y temticas, pudiendo as interrelacionarlos y obtenerresultados segn los objetivos perseguidos.

Se utilizaron las herramientas de un SIG para configurar un sistema virtual (Alta Cuenca delRo Mojotoro), integrado por distintas capas temticas (suelos, vegetacin, climatologa,topografa, etc.), a partir de ellas, se practican diferentes procedimientos para observar laevolucin o la respuesta ante diferentes estmulos. En este contexto el SIG adquiere una granimportancia en la planificacin.

Se debe tener en cuenta que los resultados obtenidos dependen siempre de la informacin debase.

En lnea general, las funciones de un SIG son las siguientes:

Entrada de informacin

Corresponde la operacin de la digitalizacin de la informacin: caractersticas grficas y deatributos. Implica la conceptualizacin y compilacin de la informacin necesaria para poderprocesarla posteriormente.

Gestin de base de datos

Corresponde las operaciones entre las diferentes bases de datos.

Al igual que el paso anterior se hace necesaria la conceptualizacin y de la informacinbsica de acuerdo a los objetivos perseguidos. As tambin es imprescindible la unificacin deformatos y el ordenamiento que brinde mayor utilidad y menores inconvenientes.

Transformacin y anlisis de los datos

Esta funcin es la que le confiere mayor importancia a un SIG.

En esta etapa se produce el cruce de los datos, para la obtencin de nueva informacin. Astambin, permite experimentar con la poblacin de datos, planteando modelos, para suanlisis respecto a la realidad.

Bosques (1992; extrado de Barredo Cano, 1996) indica que las funciones analticasconvierten a un SIG en una mquina de simulacin, en la cual los planificadores territorialespueden obtener una impresin de cul puede ser el resultado, en el territorio, de susdecisiones, o bien planear diferentes escenario virtuales para evaluar la instrumentacin de lapolticas o medidas de planificacin.

Salidas de los datos

Corresponde la representacin grfica de los resultados de los datos analizados.

Pudiendo ser en forma de mapas, grficos, tablas, etc.

En el presente trabajo se emplearon una cantidad importante de procedimientos (anlisis deimagenes satelitales, elaboracin de MD, obtencin de cartografa digital temtica, etc.);solamente se har incapi sobre los procesos de mayor peso.

Entrada de Datos:

Se consultaron diferentes fuentes de datos, por lo tanto, existe mucha heterogeneidad entre losformatos de los mismos. Esto exigi la utilizacin de diferentes mtodos y perifricos para ladigitalizacin.

La informacin cartogrfica se ingres mediante tableta digitalizadora, mientras que lainterpretada sobre imgenes satelitales y fotografas areas escaneadas, se digitaliz desde lapantalla. En todos los casos se utiliz un programa de Diseo Asistido por Computadora(CAD).

La informacin digitalizada, organizada en capas temticas, fue la siguiente:

Estaciones Pluviomtricas

Informacin de base3:

Coordenadas

Divisin poltica

Hidrografa

Localidades

Rutas

Topografa

La informacin cartogrfica temtica fue ajustada espacialmente con la imagen satelitalgeoreferenciada.

Los atributos de las entidades cartogrficas y la informacin en tablas fueron digitalizadas atravs del teclado.

Gestin de bases de datos:

De cada capa temtica se consider la informacin pertinente para el presente trabajo y serespetaron los formatos de origen. Constituyndose as, una base de datos de cada capatemtica.

Transformacin y anlisis de los datos:

Por medio de las diferentes herramientas de los programas utilizados (SIG), fueronprocesados los datos temticos almacenados, para generar resultados parciales (intermedios),modelos y reportes finales.

Las operaciones ms utilizadas fueron:

3 Fuente: Carta Salta, 1:250.000; Carta Gemes, 1:50.000

Anlisis matemtico:

Por medio de la aplicacin de modelos matemticos, se obtuvieron datos de:

Temperatura media mensual y anual;

Evapotraspiracin Potencial mensual y anual;

Dficit y exceso hdrico;

entre otros.

Clasificacin:

Es una funcin que permite agrupar los datos segn determinados criterios, ya seapara una sola imagen (Clasificacin) o para dos imgenes (Clasificacin cruzada).

Por medio de ellas es posible agrupar, por ejemplo, los valores de temperaturas enclases de 5 . De esta manera se obtienen variables discretas, a partir de variablescontinuas. Para el caso de la clasificacin cruzada, se obtuvo el porcentaje devegetacin ocupada por una vertiente determinada.

Extraccin (Extract):

Funcin de IDRISI que genera un resumen estadstico de una imagen raster en formade tabla. A partir de esta funcin, se registraron para cada capa temtica lassiguientes variables estadsticas:

Mnimo

Mximo

Total

Media

Rango

Desviacin Tpica de la poblacin

Desviacin Tpica de la muestra

Modelos Digitales (MD):

Se denomina modelo digital, a una imagen donde el valor de cada pixel correspondea la intensidad de una determinada variable: temperatura, altitud, precipitacin,evapotraspiracin, etc..

Los MD se obtienen a partir de datos lineales o puntuales (Curvas de nivel,estaciones pluviomtricas, valores de temperatura), a partir de los cuales se generanpor interpolacin el restos de los valores.

Salidas de los datos:

Los datos obtenidos se presentan como tablas, mapas y grficos.

Formatos de Datos y Software utilizados

Existen dos sistema de formatos de datos: el vectorial y el raster.

Formato vectorial: utiliza como soporte un sistema de coordenadas, donde cada objetoespacial puede ser representado por un punto (Ej.: Estacin pluviomtrica),una lnea (Ej.: Ruta) o un rea (Ej.: Asociacin de suelos).

Todas estas entidades son registradas por lneas que unen puntos referidosa un sistema de coordenadas, exceptuando a las entidades puntuales lasque se ven representadas solamente por sus coordenadas.

La informacin almacenada con este tipo de formato corresponde a :Rutas, Asociaciones de Suelos, Hidrografa, Estaciones pluviomtricas,Localidades, etc.

Formato raster: en este tipo de formato la informacin es guardada en una retcula formadapor celdillas (pixeles).

Cada celdilla toma un valor determinado segn el objeto espacialrepresentado.

Las imgenes satelitales, modelos digitales, etc. pertenecen a este tipo deformato. Se los denominar genricamente con el nombre de imagen.

Para el caso de la informacin vectorial se utiliz el software Arcview V 2.1a, mientras quepara la informacin raster se empleo el programa IDRISI V 2.0.

Parte de la informacin vectorial se transform en raster para poder realizar algunos procesosen el programa IDRISI.

Modelo Digital de Elevacin (MDE)

El trmino Modelo Digital del Elevacin se utiliza para designar a una imagen que almacenadatos con valores altitudinales para cada pixel, con sus correspondientes coordenadasplanimtricas.

El MDE fue construido de la siguiente manera:

Se digitalizaron las curvas de nivel con equidistancia de 100 metros de la Hoja Salta4,asignndole a cada una su respectiva altitud como atributo. A pesar de la existencia de otrashojas topogrficas de escala 1:50.000, Carta Topogrfica Salta y Carta Topogrfica ElCarmen, con curvas de nivel de menor equidistancia, no fue posible utilizarlas por no cubrirla totalidad de la cuenca y por presentar divergencias planialtimtricas con la hoja de escala1:250.000.

El archivo de curvas de nivel, digitalizado con un programa CAD, fue transformado a unvectorial de IDRISI. Dicho archivo, a su vez fue rasterizado, obtenindose as una imagendonde los pixeles sobre las curvas tienen el correspondiente valor de altitud.

Mediante la interpolacin lineal de la imagen con valores de altitud se obtuvo el MDE. Estearchivo en formato raster, por ser una imagen, contiene valores enteros con datos altitudinalespara todos los pixeles. Todo el procedimiento es interactivo ya que es necesario incorporarnueva informacin de curvas de nivel en sectores donde las mismas estn muy distanciadas.Por otra parte se hace necesario aplicar filtros para suavizar la topografa buscando un modeloque se ajuste a la realidad y eliminar escalones inexistentes.En la Figura 3 se puede observarel MDE de toda el rea de estudio, para lo cual se utiliz una paleta de color hipsomtricacontinua con una escala de 0 255.

La observacin en tres dimensiones (3D) Figura 4, convierte al MDE en una herramientamuy importante para la interpretacin de datos, ya que es posible superponer informacin

4 Carta :2566-11, escala 1:250.000, edicin 1990.

temtica como: composiciones color, modelo de temperaturas y de precipitaciones, etc.,potenciando as su entendimiento.

Figura 3: Modelo digital de Elevacin (MDE), en vista de planta.

De la interpretacin del MDE, se puede destacar que las alturas aumentan de Sureste aNoroeste, siendo los valores extremos: mnimo 1100 m.s.n.m. (Valle de Lerma) y mximo5500 m.s.n.m. (Nevado de General Gemes).

Debido a la existencia de superficies encerradas por una misma curva de nivel y a la falta demayor informacin altitudinal (curvas de nivel con menor equidistancia), dichos sectoresaparecen como superficies horizontales con pendientes iguales a cero.

Estos inconvenientes en el MDE produce errores en el anlisis de las pendientes, relieve yorientacin, pero su representacin es muy baja (4%) sobre la superficie total del rea de

estudio.Figura 4: Modelo Digital de Elevacin, Vista 3D.

Pendiente

A partir del MDE se extrajeron las pendientes en porcentaje para de cada pixel de la imagen.

Para facilitar la interpretacin de los valores, las pendientes fueron clasificadas en intervalosiguales con una amplitud de 10 %; a su vez se determin la proporcin de cada clase dependiente sobre la totalidad de la Cuenca. Ver Tabla 1.

Tabla 1: Clases de pendiente; frecuencia y proporcin para toda el rea de estudio

5 Frecuencia correspondiente a la suma de cada clase.

Clase de Pendiente (%) Frecuencia5 Proporcin0 - 10 126415 21.74

10 - 20 55534 18.89

20 - 30 33704 22.04

30 - 40 15134 17.12

40 - 50 5582 9.8

50 - 60 2082 4.89

60 - 70 1029 2.5

70 - 80 519 1.22

80 - 90 286 0.7

90 - 100 169 0.47

+ 100 274 0.67

Total 240728 100.0

Figura 5: Grfico de barras: Clases de Pendientes del Alta Cuenca del Ro Mojotoro.

Figura 6: Pendientes (%), clasificadas cada 10, proyectadas sobre el MDT, vista 3D.

En la Figura 5, se puede observar, en un grfico de barras las distintas participacin de lasdistintas clases de pendiente en el Alta Cuenca del Ro Mojotoro; mientras que en la Figura 6se puede observar su distribucin espacial.

Relieve

Utilizando la clasificacin del relieve segn la pendiente (Tabla 2) y los valores del MDE, seobtuvo la Tabla 3, en la cual se puede ver la participacin de cada relieve en el rea deEstudio.

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

Pro

porc

in

0 - 1

0

10 -

20

20 -

30

30 -

40

40 -

50

50 -

60

60 -

70

70 -

80

80 -

90

90 -

100+

100

Clases de Pendiente

Tabla 2: Relieve, segn la pendiente. Fuente: Nadir y Chafatinos. 1990.

Clases de Relieve Pendiente (%)Plano 0 - 1

Suavemente ondulado 1 - 3Ondulado 3 - 8Colinado 8 16

Fuertemente colinado 16 30Abrupto + 30

Tabla 3: Alta Cuenca del Ro Mojotoro: clases de relieve, frecuencia y proporcin.

Clases de Relieve Frecuencia ProporcinPlano 26967 2.96

Suavemente Ondulado 43515 4.78Ondulado 95428 10.49Colinado 128345 14.11

Fuertemente Colinado 276003 30.34Abrupto 339557 37.32

Total 2668000 100

Figura 7: Clases de relieve superpuestas al MDE, vista 3D.

Se destaca de la Tabla 3, una alta participacin del relieve Fuertemente Colinado y Abrupto,sumando entre los dos el 67.6 % de la Cuenca. En contraposicin a la baja representacin derelieve Plano y Suavemente Ondulado que se extiende sobre el 7.74 % de la superficie.

La distribucin espacial de los distintos tipos de clases de relieve en el rea de estudio sepuede observar en la Figura 5, dicha distribucin no es arbitraria: las clases de relieve Plano,Suavemente Ondulado y Ondulado, se desarrollan principalmente sobre el Valle de Lerma,conos y cauces aluviales que surcan el rea de estudio. Mientras que el resto de las clases derelieve se desarrollan sobre las reas montaosas.

Orientacin

A partir de MDE se pudo determinar la exposicin de cada pixel de la imagen; estos valoresfueron clasificados en nueve orientaciones (Tabla 4), obtenindose as la Tabla 5.

Tabla 4: Clases de orientacin

Orientacin Clase de OrientacinNor-Noreste 1

Este Noreste 2Este Sureste 3Sur Sureste 4Sur Suroeste 5

Oeste Suroeste 6Oeste Noroeste 7Nor Noroeste 8Sin exposicin 9

Tabla 5: Alta Cuenca del Ro Mojotoro: Clases de orientacin, frecuencias y proporciones.

Clase de Orientacin Frecuencia Proporcin1 67041 7.372 171742 18.883 202899 22.304 151622 16.675 124505 13.686 101075 11.117 42308 4.658 25524 2.819 23099 2.54

Total 909815 100

Las valores de la clase de orientacin 9 (sin exposicin) corresponden a zonas encerradas poruna misma curva de nivel y que por lo tanto tienen pendiente cero. En realidad estas reaspresentan pendientes y exposiciones en el terreno, pero la falta de informacin altitudinal nopermite su discriminacin.

En el Alta Cuenca del Ro Mojotoro prevalecen las laderas de exposicin Este (65.22 %)sobre las del Oeste (32.25 %), esto se debe a la tendencia del relieve, que aumenta su altura deEste a Oeste. Est caracterstica, unida al hecho de que los cordones montaosos tienen unadisposicin Norte Sur, le confieren al rea de estudio la capacidad de retener los vientoshmedos del verano, que con direccin predominante Este Oeste producen la precipitacinde grande volmenes de agua.

Las vertientes de exposicin Sur (63.76 %) prevalecen sobre la de exposicin Norte (33.7 %)esto tambin se debe a la tendencia del aumento de la altura en sentido Sur-Norte.

El alta proporcin de laderas de exposicin Sur favorece el desarrollo de la vegetacin, dadoque estas laderas tienen menor insolacin que las de exposicin Norte y por ello permiten unamejor conservacin de la humedad, debido a una menor evapotraspiracin.

Clima

Precipitaciones:

Para rea de estudio se pudieron compilar datos pluviomtricos de quince localidades, seis delas cuales presentan registros ininterrumpidos por mas de 20 aos y todas ellas se encuentranfuera del Alta Cuenca del Ro Mojotoro, ver Tabla 6.

Tabla 6: Estaciones pluviomtricas con mas de 20 aos de registro. Fuente de datos: Bianchi y Ynez. 1992.

Estacin Aos de Precipitacin media anual (mm)Campamento Central 25 644

Las Costas 22 815Potrero de Daz 21 1046

Salta SMN- 1912 75 704San Antonio 21 944

Dada la necesidad de contar con un mayor nmero de registros pluviomtricos; se estimaronlos datos faltantes por medio de regresiones lineales para aquellas estaciones con registrosmenores a 20 aos. Las estaciones Alto la Sierra y Vaqueros ya contaban con datos para 20aos obtenidos por regresin lineal.

Para las regresiones lineales, se tom variable independiente a los valores de precipitacin dela estacin Salta SMN - 1912, por ser la estacin con mayor cantidad de aos de registros.Los resultados obtenidos, la formula de regresin y el coeficiente de regresin para lasdistintas estaciones, se pueden observar en la Tabla 7.

Tabla 7: Estimacin de la precipitacin media anual mediante regresin lineal. Fuente de datos: Bianchi yYaez op. cit.

Estaciones Aos Formula R2 Precipitacin mediaDique Campo Alegre 13 Y = 1.1364 * X + 7.9467 0.7822 955

Los Yacones 1 Y = 1.5176 * X + 38.987 0.7982 1616Salamanca 8 Y = 1.2876 * X + 8.8512 0.8006 1003

San Lorenzo 2 Y = 1.6265 * X + 7.9467 0.802 1380Santa Rufina 10 Y = 1.3654 * X 18.51 0.8562 1202

Volcn 6 Y = 1.3441 * X + 14.48 0.8053 1106

Modelo Digital de Precipitaciones medias anuales (MDP)

El Modelo Digital de Precipitaciones es una imagen cuyos pixeles contienen datos deprecipitaciones medias anuales, obtenidas por interpolacin de las isohietas correspondientes.

Obtencin de las Isohietas:

A partir de los valores de precipitacin media anual referidos a coordenadas Gauss Krgersegn la ubicacin de las diferentes estaciones pluviomtricas, se generaron por interpolacinlas curvas de isoprecipitaciones; para tal fin se utiliz el software Surfer Ver. 6.01.

Luego, las isohietas generadas fueron ajustadas, utilizando como base las unidades devegetacin y el relieve, obtenidos de la imagen satelital y del MDT, respectivamente.

El MDP se puede observar en la Figura 8 superpuesto al MDE.

Figura 8: Modelo Digital de Precipitaciones (MDP), clasificado cada 100 mm, superpuesto al MDE, en vista 3D.

Modelo Digital de Temperatura media anual (MDT)

Para la obtencin del MDT, se sigui un mtodo diferente al utilizado para el MDP, dado quese cuenta con un conjunto de ecuaciones6, una para cada mes, que relacionan lasprecipitaciones medias anuales, la altitud y latitud para cada uno de los pixeles de lasimgenes correspondientes. Las ecuaciones correspondientes a cada mes y la anual puedenobservarse en la Tabla 8.

Tabla 8: Estimacin de las temperaturas medias mensuales; Alt: altitud; Prec: precipitacin media anual; Lat:latitud. Fuente: Bianchi. 1996.

Mes Temperatura media mensualEnero 29.058201-.004737*Alt-0.001874*Prec

Febrero 27.808519-0.004449*Alt-0.001631*PrecMarzo 31.097821-0.004215*Alt-0.338577*Lat-0.001484*PrecAbril 30.91677-0.003979*Alt-0.338577*Lat-0.001298*PrecMayo 31.190872-.004083*Alt-0.471879*Lat-0.000979*Prec.Junio 30.617396-0.003718*Alt-0.586563*Lat-0.000985*Prec.Julio 30.189253-0.00385*Alt-0.56986*Lat-0.001553*Prec

Agosto 31.526929-0.00385*Alt-0.53292*Lat-0.001553*PrecSeptiembre 32.902121-0.004198*Alt-0.447926*Lat-0.002184*Prec

Octubre 36.076908-0.004593*Alt-0.423786*Lat-0.002203*PrecNoviembre 32.177507-0.00461*Alt-0.187783*Lat-0.02248*PrecDiciembre 28.92432-0.004749*Alt-0.00208*Prec

Anual Promedio de las temperaturas mensuales

La variable altitud para el calculo, se extrajo de cada pixel del MDE, de igual manera que lasprecipitaciones medias anuales se obtuvieron del MDP. Para la latitud se gener una imagen,donde cada pixel contiene el valor de latitud.

6 Extradas de Bianchi,op. cit.

Utilizando el gestor de ecuaciones del programa IDRISI, se gener una imagen por mes condatos de temperatura media mensual; y promediando las doce imgenes se obtuvo otra con losvalores de temperatura media anual para cada pixel.

Los datos de temperatura media anual clasificada en intervalos de 1 centgrado se puedenobservar en la Figura 9.

Figura 9: Modelo Digital de Temperaturas medias anuales (MDT), superpuestas al MDE, en vista 3D.

De las variables, altitud, precipitacin y latitud, que se emplearon en las diferentes formulas,la que tiene mayor peso es la altitud, establecindose una relacin inversa entre esta y latemperatura media anual. Para sectores ms bajos del rea de estudio, Valle de Lerma, seobtuvieron valores que rondan los 18, mientras que un valor de 0,1 para el Nevado GeneralGemes, que representa el punto ms elevado de la cuenca.

Evapotranspiracin Potencial Anual (EPA)

La evapotranspiracin es una variable combinada que integra los procesos de: evaporacin delagua del suelo y transpiracin del agua por parte de la planta.

Mediante el proceso de evapotranspiracin se produce un egreso de agua desde el sistema;constituyendo as, un factor de gran importancia desde el punto de vista del balance hdrico dela cuenca.

Para el presente trabajo, se calcul la Evapotranspiracin Potencial segn el mtodo deThornthwaite7:

EPm = 16 * (10t/I)a

Donde :

EPm: Evapotraspiracin Potencial mensual

t: Temperatura media mensual 7 Extrado: de Apuntes de Trabajos Prcticos de Climatologa, 1990.

I: ndice calrico anual, suma de los 12 i.

i: ndice calrico mensual = (t/5)1,514

a: Parmetro que se obtiene en funcin de I segn la siguiente frmula:

a = 0.00000675 * I3 0.0000771 * I2+ 0.01792 * I + 0.49239

Como puede observarse en la ecuacin del EPm, el nico dato necesario para su clculo es latemperatura media mensual.

Se calcul la evapotranspiracin mensual para cada mes del ao, generndose las respectivasimgenes; a partir de los datos de cada pixel, y por medio de su sumatoria, se pudo obtener laEvapotraspiracin Potencial Anual (EPA).

En la Figura 8, se puede observar que la EPA tanto como el MDT, decrecen con el aumentode la altitud. Para el modelo de EPA se registraron valores de 294.87 mm en el Nevado deGeneral Gemes, y de 806.45 mm para el Valle de Lerma.

Figura 10: Evapotraspiracin Potencial Anual (EPA), superpuesto al MDE, en vista 3D.

Precipitacin Media Anual (MDP) menos Evapotranspiracin Potencial Anual (EPA)

A partir de la diferencia entre las imgenes de los modelos de MDP y EPA, se obtuvieron laszonas de exceso y dficit hdrico anual para el rea de estudio. Los resultados obtenidosfueron volcados en la Figura 11.

Figura 11: Diferencia entre evapotraspiracin potencial anual y precipitacin media anual en milmetros, superpuesta alMDE, en vista 3D.

La Figura 11, se puede dividir en dos grandes reas:

rea Roja: representa valores negativos e indica la cantidad de precipitacin que falta parasatisfacer las necesidades potenciales de agua del rea correspondiente.

rea Azul: representa valores positivos e indica la cantidad de agua de exceso, que en ciertoperodo del ao sirve para mantener la humedad del suelo y producir escurrimiento superficialy subterrneo.

El rgimen de las precipitaciones establece una estacin seca y otra hmeda. Al finalizar lapoca seca, el suelo se encuentra con muy bajo o nulo contenido de humedad; es por ello quelas primeras precipitaciones sern absorbidas por el suelo evitando el escurrimientosuperficial.

Cuando la precipitaciones alcanzan a saturar el suelo, se produce el escurrimiento superficialy la recarga de acuferos. Esta situacin se registra con mayor frecuencia en los sectores conexceso hdrico (sectores con tonalidades azules en la Figura 11).

RESULTADOS

Alta Cuenca del Ro Mojotoro:

Presenta una diferencia de 4277 metros entre la cota de mayor y menor altura, lo que sumadoa su accidentada topografa le confiere una gran variacin en lo que respecta a la presencia deambientes, caractersticas climticas, etc. Las pendientes son elevadas e irregulares.

El 65.22 % de las vertientes tienen exposicin este y sus cordones montaosos tienedisposicin norte-sur, otorgndole una importante capacidad de filtro a los vientos hmedos(de direccin esteoeste), favoreciendo a la produccin de precipitaciones, siendo estas elprincipal mecanismo por el cual el agua ingresa a la cuenca.

Existe una baja densidad de estaciones meteorolgicas y las mismas presentan una maladistribucin. Se destaca la necesidad de instrumentar un mejor y mayor monitoreo del Climaen la Zona de estudio.

La precipitacin media anual, obtenida a partir del MDP es de 870 mm., destacndose la granvarianza que presentan los datos; los datos registrados van desde los 93.24 hasta los 1600mm.

Lo mismo se puede decir de la Temperatura Media Anual, donde el valor medio es de11.765, la mnima 0.31 y el mximo 17.19.

El 26.31 % de la superficie del Alta Cuenca del Ro Mojotoro presenta dficit hdrico. Estasuperficie se desarrolla, casi en su totalidad, en las porciones altas de la cuenca, donde lasprecipitaciones son escasas.

Se observa una clara relacin entre el desarrollo de la vegetacin con el clima; donde seproduce las mayores precipitaciones, se concentra la vegetacin de mayor desarrollo y vigor.As tambin, donde existe dficit hdrico es donde se desarrolla la peor cobertura vegetal de lacuenca.

Las caractersticas generales de la cuenca, le confieren un gran potencial para la produccinde escorrentas superficiales.

El resumen de los datos obtenidos se puden observar el la Tabla 9.

Tabla 9: Resultados: Alta Cuenca del Ro Mojotoro

Caractersticas MorfolgicasSuperficie (Km2.) 818.84 Permetro (Km) 151.15

Clase de Forma (Kc : 1.48) Oval redonda a Oval oblonga

Altura (m.s.n.m.) Pendiente (%)Mnima 1123 Mnima 0Mxima 5400 Mxima 200Media 2403.08 Media 26.6

Mediana 2250

Clases de Orientacin (%)Clase 1 Clase 2 Clase 3 Clase 4 Clase 5 Clase 6 Clase 7 Clase 8 Clase 9

7.37 18.88 22.30 16.67 13.68 11.11 4.65 2.81 2.54

Caractersticas ClimticasEstacin Pluviomtricas Precipitacin (mm) Temperatura Media Anual ()

Alto la Sierra 1670 15.7Dique Campo Alegre 955 15.9

Los Yacones 1616 14.1San Alejo 992 15.2

Santa Rufina 1202 14.8Vaqueros 1040 16.3Volcn 1106 15.2

MDP MDT EPAPrecipitacin (mm) Temperatura Media Anual () Evapotranspiracin Potencial (mm)

Mnima 93.24 Mnima 0.31 Mnima 320.68Mxima 1600 Mxima 17.19 Mxima 784.34Media 870 Media 11.765 Media 625.81

Diferencia entre la precipitacin media anual y la evapotranspiracin potencial anual (%)Mnimo Mximo Media Superficie con Dficit (%) Superficie con Exceso (%)-307.27 987.09 245 26.31 73.69

CONCLUSIONES

Las distintas herramientas de los distintos softwares utilizados, demostraron tener unaimportante gama de aplicaciones, dentro de la temtica del manejo de Cuencas.

Se pudo mejorara y obtener gran cantidad de informacin de la cuenca. E incluso laobtencin de informacin indita para la zona.

Si bien se trabaja sobre datos estimados y se posee cierto grado de incertidumbre en loque concierne al error con que se esta trabajando, los resultados obtenidos son muysatisfactorios.

Se debe destacar el gran volumen de informacin procesada y generada, en relacin altiempo de trabajo.

Por medio de este tipo de anlisis se obtiene informacin bsica que puede serutilizada para otros estudio en la Cuenca, tales como el de erosin.

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