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GOBIERNO AUTÓNOMO DEPARTAMENTAL DE SANTA CRUZ
DELIMITACIÓN Y CODIFICACIÓN DE LASUNIDADES HIDROGRÁFICAS DEL DEPARTAMENTO DE SANTA CRUZ
Ing. Luis Ernesto Aguilera OrtízDirector Técnico Servicio de Cuencas ‐ SEARPI.
RESPONSABLE DE EDICIÓN:
Ing. Kathia C. Lara MelgarDirectora Manejo de CuencasServicio de Cuencas ‐ SEARPI.
CORRESPONSABLE DE EDICIÓN:
Ing. David Rolando G. Pardo SaavedraCoordinadorProyecto Control y Monitoreo de Cuencas Hidrográficas del Departamento de Santa Cruz.
EQUIPO TÉCNICO
Lic. David Oscar Diez Canseco OlivaConsultor Informático ‐ SIGProyecto Control y Monitoreo de Cuencas Hidrográficas del Departamento de Santa Cruz.
Com. Soc. Victor Hugo OlivaresConsultor Comunicación y Diseño
Proyecto Control y Monitoreo de Cuencas Hidrográficas del Departamento de Santa Cruz.
Ing. Albert P. SchwieningAsesor Cuencas / Ordenamiento Territorial
Cooperación Técnica Alemana (GIZ / CIM)
Ing. Erwin Camargo Arce.Profesional Experto
Servicio de Cuencas ‐ SEARPI.
Delimitación y Codificación de Unidades Hidrográficas del departamento de Santa Cruz.
Edición Preliminar; junio de 2011.
Se autoriza la reproducción total o parcial, citando la fuente. Citar como: Gobierno Autónomo Departamental de Santa Cruz;
Servicio de Cuencas‐SEARPI; “Delimitación y Codificación de la Unidades Hidrográficas del departamento de Santa Cruz”. Santa
Cruz; Bolivia; 2011. Edición Preliminar.
Ing. Ricardo Caballero.Profesional Experto
Servicio de Cuencas ‐ SEARPI.
Con el apoyo de la Cooperación Técnica Alemana
Sugerencias y/u observaciones, favor de dirigirse al Servicio de Cuencas ‐ SEARPI; Av. 4to. Anillo entre Av. Alemania y Av.
Mutualista. Tel.: 346‐2145 Int. 261 ‐ Correo Electrónico: [email protected]
Ing. Agr. Rubén Armando Costas AguileraGobernador
Departamento Autónomo de Santa Cruz.
Ing. Manlio Roca ZamoraSecretario de Desarrollo Sostenible, Medio Ambiente y Cambio Climático
1. INTRODUCCIÓN 2
2. ANTECEDENTES 3
3. JUSTIFICACIÓN 5
4. ACTIVIDADES REALIZADAS 6
5. METODOLOGÍA 9
5.1 Modelo Automático 9
5.1.1.1. Modelo Digital del Terreno 9
5.1.1.2. Modelo Digital de Elevación 10
5.1.1.3. Dirección de Flujo (Flow Direction) 10
5.1.1.4. Acumulación de Flujo (Flow Accumulation) 10
5.1.1.5. Flujo de enlace (Stream Link) 11
5.1.1.6. Cuenca (Watershed) 11
5.1.1.7. Umbral (Treshold) 11
5.2. Metodología 11
5.2.1. Llenar las Depresiones del DEM 11
5.2.2. Aplicar la Función de la Dirección del Flujo en el DEM 12
5.2.3. Aplicar la Función de Acumulación de flujo sobre la Dirección del Flujo 12
5.2.4. Aplicar una Condición de umbral a la Red de Dirección del Flujo 12
5.2.6. Obtener la Red de Flujo de Enlace 13
5.2.7. Obtener las Cuencas de la Red Hídrica 13
5.2.8. Vectorizar la Red Hídrica 13
5.2.9. Vectorizar las Cuencas Hidrográficas 13
6. FUENTES DE INFORMACIÓN 14
6.1. Información Principal 14
6.2. Información Complementaria 14
7. MAPAS Y COBERTURAS
8. CONCLUSIONES 64
B. Glosario 65
C. Bibliografía 66
7.10. Río Iténez Norte Pág. 46
7.9. Río Paraguá Pág. 42
7.11. Iténez Sur Pág. 48
7.8. Río San Martín Pág. 38
7.7. Río Blanco Pág. 34
7.6. Río San Julián Pág. 307.12. Río Curichi Grande Pág. 50
7.14. Río Tucavaca Pág. 56
7.5. Río Parapetí Pág. 267.15. Río San Miguel Pág. 60
7.13. Cáceres Pág. 54
7.16. Río Cuevo Pág. 62
7.4. Río Grande Pág. 22
7.3. Río Piraí Pag. 20
7.2. Río Yapacaní Pág. 18
7.1. Río Ichilo Pág. 16
INDICE
Servicio de Cuencas - SEARPI
A. Presentación 1
5.1.1. Conceptos. 9
5.2.5. Obtener una Red Hídrica con el umbral ingresado 12
5.2.10. Codificación de las Unidades Hidrográficas 13
Delimitación y Codificación de Unidades Hidrográficas del Departamento de Santa Cruz
En los diferentes estamentos normativos del país y el departamento,
se expone con énfasis el derecho a tener un medio ambiente sano. El agua, el
suelo, la vegetación y la fauna, son entre otros, los elementos esenciales para
la vida humana y en consecuencia, es el Estado en todos sus niveles (nacional,
departamental y municipal) quién deben planificar, coordinar y operativizar
con todos los sectores sociales y productivos, las acciones para el
aprovechamiento racional y sustentable de los recursos mencionados.
El siglo XXI plantea nuevas formas de desarrollo en equilibrio y armonía
con la naturaleza y para alcanzar esta visión, la información es trascendental
para llegar a tomar decisiones acertadas y acordes con esa visión de
desarrollo. De esta manera, la Gestión Integral de Cuencas Hidrográficas y la
Gestión Integral de los Recursos Hídricos, se vuelven clave para la generación
de alternativas afines a los desafíos planteados.
Así, Delimitación y Codificación de las Unidades Hidrográficas del
Departamento de Santa Cruz es indispensable para las instituciones
gubernamentales y no‐gubernamentales porque ordena, codifica y delimita
las unidades hídricas del Departamento.
Asimismo, ponemos a disposición de aquellas instituciones públicas,
privadas y ‐en especial‐ de las unidades educativas como motor de cambio
con base en principios de valoración y respeto de los recursos naturales del
Departamento, este importante trabajo técnico.
Atentamente.
A. PRESENTACIÓN
Panorámica Parque AmboróUnidad Hidrográfica Río Piraí
Ing. Luis Ernesto Aguilera Ortíz
DIRECTOR TÉCNICO SERVICIO DE CUENCAS - SEARPI
GOBIERNO AUTÓNOMO DEPARTAMENTAL DE SANTA CRUZ
1GOBIERNO AUTÓNOMO DEPARTAMENTAL DE SANTA CRUZ
La Delimitación y Codificación de las Unidades Hidrográficas del
departamento de Santa Cruz es la base para un futuro manejo sostenible de
los recursos naturales para lograr un desarrollo socioeconómico equilibrado.
La delimitación considera a la cuenca como un espacio territorial e
identifica las diferentes unidades hidrográficas a través de fronteras
naturales, las cuales no toman en consideración las divisiones políticas
internas y externas de un país, departamento o provincia.
La Cuenca Hidrográfica y la Gestión Integral del Recurso Hídrico son
pilares importantes del ordenamiento territorial y manejo de la tierra y
elementos fundamentales para un desarrollo ordenado y equitativo.
El Departamento de Santa Cruz se encuentra entre los departamentos
con mayor disponibilidad de recursos hídricos en Bolivia, si bien su
distribución espacial y temporal no es homogénea. La acelerada ocupación
del espacio en las últimas tres décadas con un modelo de desarrollo
predominantemente horizontal que estaba basado en “cosechar” los recursos
naturales renovables sin considerar la sostenibilidad de los ecosistemas causó
un creciente deterioro sobre todo de la cobertura vegetal natural (bosques)
que se viene manifestando en desastres como inundaciones y prolongados
tiempos secos en diferentes zonas. La contaminación y degradación de los
ecosistemas acuáticos, son producto de la actividad antrópica, especialmente
en los centros urbanos, la explotación de los hidrocarburos y minería como
también del uso de agroquímicos. Asegurar la calidad y cantidad del recurso
hídrico para abastecer la demanda para los diferentes usos como consumo
humano, producción agropecuaria y generación de energía requiere, en
primer lugar, de mantener intactos a los ecosistemas con su biodiversidad.
Considerando que la demanda por el agua va a aumentar en el futuro
cercano y se aproxima un cambio climático, la gestión sostenible del recurso
hídrico y de las cuencas se vuelve un reto clave para la sociedad en su conjunto.
Si bien en el Departamento de Santa Cruz como uno de los primeros de
Bolivia se logró la incorporación del manejo de los recursos naturales en las
políticas departamentales de desarrollo a través del Plan de Uso del Suelo
(PLUS) y Planes Municipales de Ordenamiento Territoriales (PMOT) no se
logró la plena implementación de dichos planes lo que se evidencia en las altas
tasas de deforestación, una ocupación desordenada del espacio, usos
inadecuados de la tierra así como también del recurso hídrico.
La Delimitación y Codificación de las Unidades Hidrográficas del
Departamento de Santa Cruz, es un trabajo que en el futuro se va a
complementar en niveles menores de clasificación, sin embargo, este trabajo
es la base para la futura generación de información e investigación requerida
para establecer un ordenamiento territorial poniendo énfasis en la gestión
integral y participativa del vital recurso agua.
El reconocimiento legal a las dieciséis Cuencas determinadas
técnicamente por el Gobierno Autónomo Departamental se constituye en una
acción prioritaria para la Gestión Integrada de los Recursos Hídricos a través
de la necesaria elaboración e implementación de Planes de Manejo Integral
de Cuencas. Estos Planes van a permitir definir las áreas adecuadas para los
asentamientos humanos como también el uso de los recursos hídricos
asegurando su sostenibilidad a futuro.
1. INTRODUCCIÓN
Laguna La GaibaUnidad Hidrográfica Río Curichi Grande
Servicio de Cuencas - SEARPI2
Delimitación y Codificación de Unidades Hidrográficas del Departamento de Santa Cruz
2. ANTECEDENTES
La elaboración del presente trabajo obedece a la necesidad de inducir
mejoras en la gestión técnica, administrativa y operativa de las acciones que
desarrollan el Gobierno Autónomo Departamental de Santa a través del
Servicio de Cuencas ‐ SEARPI, los municipios, las autoridades locales y las
organizaciones de usuarios de agua en el ámbito regional.
Respecto a la gestión del territorio, en forma independiente o
interconectada con otras, la cuenca, es reconocida como la unidad del
territorio más adecuada para la gestión de los recursos hídricos. En tal
sentido, una detallada delimitación de cada una de las cuencas hidrográficas
constituye un instrumento básico para su gestión.
El Ministerio de Defensa Nacional ‐mediante su instancia técnica, el
Instituto Geográfico Militar (IGM), en el año 1990, desarrolló un primer plano
de delimitación de cuencas en el país a partir del cual se determinaron las
principales cuencas hidrográficas. Este mapa era utilizado por las diferentes
instituciones como el instrumento de delimitación de cuencas estándar de las
tres grandes cuencas del País:• Amazónica. • Altiplánica. • Del Plata.
El Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI) en el
año 1992, basándose en la delimitación de las tres grandes cuencas en el país,
definió las subcuencas de las mismas:
En la cuenca Amazónica, delimitó siete subcuencas: • Madre de Dios. • Beni.• Orthon. • Itenez. • Parapetí.• Izozog.• Abuna.
En la cuenca Del Plata se delimitó tres subcuencas: • Pilcomayo.• Bermejo.• Paraguay.
En la cuenca del Altiplano delimitó:• Desaguadero‐Poopó.• Titicaca.• Coipasa‐Uyuni.
El año 1996, la Dirección de Cuencas Hidrográficas del Ministerio de
Asuntos Campesinos y Agropecuarios, realizó una nueva delimitación en
cuencas y subcuencas. Es así que la cuenca del Amazonas se delimitó en
nueve subcuencas:• Acre. • Abuna.• Madera.
Canal TamengoUnidad Hidrográfica Cáceres
GOBIERNO AUTÓNOMO DEPARTAMENTAL DE SANTA CRUZ3
• Orthon.• Madre de Dios. • Beni.• Mamoré.• Itenez.• Parapetí.
La cuenca Del Plata se delimitó en tres subcuencas: • Pilcomayo. • Bermejo. • Paraguay.
La cuenca del Altiplano se delimitó en: • Titicaca. • Desaguadero. • Poopó.• Coipasa. • Salar de Uyuni.
Posteriormente, en el año 2007, en la Secretaría de Desarrollo
Sostenible de la Gobernación de Santa Cruz se definieron los criterios para la
delimitación de las cuencas del Departamento, encontrándose puntos de
coincidencia con la delimitación de cuencas del SENAMHI en lo siguiente:
• Partir de las tres grandes cuencas: Amazónica, Altiplánica y Del
Plata.
• Delimitar las grandes cuencas en el ámbito Nacional con criterios
geopolíticos y de parte‐aguas.
• Realizar una primera delimitación de las cuencas Internacionales e
interdepartamentales, utilizando criterios de parte‐aguas, en el
ámbito de cuencas que atraviesan dos o más Departamentos y/o
cuando hay contacto con países vecinos.
• Las delimitaciones mantienen concordancia con las curvas de nivel
de las cartas del IGM.
• Se delimitaron 13 cuencas hidrográficas, que son las que están
determinadas en el Plan Departamental de Ordenamiento Territorial
del departamento de Santa Cruz.
Para el presente trabajo, con el apoyo de la tecnología SIG (Sistema de
Información Geográfica), herramientas de análisis, procesamiento de la
información cartográfica y criterios de Ordenamiento Territorial, se ha
elaborado una nueva delimitación, que ha permitido identificar dieciséis
cuencas incorporando nuevos criterios para la delimitación, estándares de
métodos de clasificación y codificación para la nueva demarcación,
clasificación y codificación de unidades hidrográficas priorizadas por el curso
de agua o dicho de otra manera por la importancia del curso de agua principal.
Cataratas Federico AhlfeldUnidad Hidrográfica Río Itenez Norte
Servicio de Cuencas - SEARPI4
Delimitación y Codificación de Unidades Hidrográficas del Departamento de Santa Cruz
3. JUSTIFICACIÓN
El mapa de Delimitación de Unidades Hidrográficas ha sido
actualizado considerando los siguientes aspectos:
• La evolución del Hardware (Equipos Informáticos) y del Software
(ArcGis), para el tratamiento de la información cartográfica, técnicas
y conceptos de análisis y procesamiento de la información
cartográfica.
• La necesidad de contar con un mapa codificado de las Unidades
Hidrográficas en escalas menores.
• La estandarización de la base cartográfica digital del país a escala
1:250.000.
• La incorporación de criterios para la resolución de casos especiales
de delimitación (cuencas cerradas o endorreicas e intercuencas).
El mapa de Delimitación de Unidades Hidrográficas permitirá
desarrollar entre otros los siguientes aspectos:
o Codificar las Unidades Hidrográficas (cuencas) del Departamento.
o Delimitar el ámbito de las entidades de gestión de los recursos
hídricos con enfoque de cuenca que se propongan.
o Elaborar el Mapa Hidrográfico Departamental, con la
correspondiente codificación de los diferentes cursos del agua.
o Ubicar las fuentes en las que se ha otorgado derechos de uso de agua
en las Unidades Hidrográficas.
o Delimitar los ámbitos de los comités de Gestión de Cuencas y de
Riego.
o Elaborar las aplicaciones hidrológicas en las unidades determinadas.
o Elaborar la base cartográfica para el monitoreo de la erosión de
suelos en las Unidades Hidrográficas.
o Caracterizar geomorfológicamente las Unidades Hidrográficas.
GOBIERNO AUTÓNOMO DEPARTAMENTAL DE SANTA CRUZ
ComunidadUnidad Hidrográfica Río Cuevo
5
4. ACTIVIDADES REALIZADAS
El objetivo general consistió en delimitar y codificar las Unidades
Hidrográficas (cuencas) del departamento de Santa Cruz de acuerdo a
criterios de clasificación y codificación basados en la priorización de cursos de
agua y elaboración del mapa de delimitación de Unidades Hidrográficas.
A continuación, se detallan las actividades que se realizaron para
alcanzar el objetivo propuesto:
o La delimitación de las cuencas del Departamento se efectuó, en
primera instancia, sobre las cartas geográficas del IGM y éstas
comprendían 19 cuencas para el Departamento, posteriormente el
Equipo de Cuencas de la Prefectura del Departamento de Santa Cruz
reagrupo las cuencas en 13 unidades mayores, además de generar la
Política de Manejo Integral de Cuencas Hidrográficas.
o La base cartográfica digital utilizada (hidrografía y curvas de nivel)
fue elaborada y presentada en el Plan Departamental de
Ordenamiento Territorial (PDOT) del departamento de Santa Cruz,
que todavía está en etapa de concertación, además se realizó una
corrección a la hidrografía en la región del pantanal con la información
entregada por la Fundación para la Conservación del Bosque Seco
Chiquitano (FCBC).
o Asímismo se tiene la información de delimitación de unidades
hidrográficas del Programa Nacional de Cuencas (PNC) elaborada con
la metodología Pfafstetter, esta fue clasificada hasta el 5° nivel, como
se muestra en el siguiente mapa.
o Históricamente se han manejado un
número de cuencas basadas en los
principales ríos del Departamento y
estos a su vez fueron, de acuerdo a su
importancia, identificados como
r e c o l e c t o r e s d e l a s u n i d a d e s
hidrográficas mayores y considerando
que el propósito de esta clasificación y
codificación es que se tenga unidades
h o m o g é n e a s p a r a e f e c t o s d e
planificación, entonces se decidió
trabajar sobre la clasificación anterior
(elaborada por el IGM y corregida por la
Secretaria de Desarrollo Sostenible de
la Gobernación).
o La clasificación asumida en esta
publicación no tiene la intención de ser
una nueva metodología ni pretende
parecer una metodología alternativa a
la de Pfafstetter, aplicada por el PNC. Se
trata de una manera de agrupación
diferente basada en los cursos de agua
Servicio de Cuencas - SEARPI6
Codificación
con metodología
Pfafstetter
Delimitación y Codificación de Unidades Hidrográficas del Departamento de Santa Cruz
principales y las cuencas que se
manejaron histór icamente en e l
Departamento de Santa Cruz.
o La delimitación de las unidades
hidrográficas realizada por el PNC y la
elaborada para esta publicación no tienen
mayores diferencias (el DEM es de 90
metros en ambos casos, la herramienta
que se empleo es ArcGis y los módulos del
proyecto hydrosheds). Algunos de los
límites de las unidades hidrográficas
mayores se corrigieron en base a
imágenes satelitales de mejor resolución.
o Las tablas de las unidades hidrográficas
de esta publicación, mantienen entre sus
atributos la información de la clasificación
de cuencas hasta el 5° nivel del PNC, con
el objetivo de consolidar ambas bases en
el futuro, por supuesto que en la
caracterización posterior a niveles
menores entrará o encontrará su
equivalencia en niveles diferentes, puesto
que la clasificación del PNC tiene una
marcada heterogeneidad en las dimensiones de las unidades
hidrográficas, característica particular de la metodología usada por
el PNC.
o Como se puede observar en las
imágenes las características del 4° y 5°
nivel, tienen correspondencia con las
clasificaciones de cuencas y subcuencas.
De la misma manera la clasificación de
cuencas menores seria un equivalente de
más o menos 7° y 8° nivel en la
clasificación de Pfasftetter, como entre
los atributos de la tabla de clasificaciones
de las unidades hidrográficas de esta
publicación se mantiene la codificación
que maneja el PNC, entonces en el futuro
con una nueva clasificación a niveles más
bajos no existirá ninguna incoherencia
entre la clasificación actual con la
clasificación que maneja el PNC.
GOBIERNO AUTÓNOMO DEPARTAMENTAL DE SANTA CRUZ7
Servicio de Cuencas - SEARPI8
o En la presente publicación desarrollada en la Dirección de Manejo de
Cuencas – SEARPI se han delimitado y codificado las Unidades
Hidrográficas en dos niveles adicionales de las unidades mayores, a saber:
• 16 Unidades hidrográficas mayores
• 110 Unidades hidrográficas intermedias.
• 1717 Unidades hidrográficas menores.
El detalle de cada una de las cuencas es el siguiente:
010203= Es equivalente a determinar la unidad menor 03, la unidad
intermedia 02 y la unidad mayor 01.
El producto final es un archivo en formato vectorial (.shp) de las unidades
hidrográficas y su respectiva topología de línea y polígono, incluyendo el código de
6 dígitos que comenzando desde atrás seria:
N° CuencaUnidades
Hidrográficas Intermedias
ÁREA Km2
01 Río Ichilo 8 29 8,010.32
02 Río Yapacaní 7 32 11,246.38
03 Río Piraí 9 58 13,511.36
04 Río Grande 11 101 35,191.1505 Río Parapetí 7 168 39,324.7306 Río San Julián 11 292 53,500.1407 Río Blanco 6 95 18,305.6808 Río San Martín 13 127 33,155.6909 Río Paraguá 7 137 27,170.7610 Río Iténez Norte 6 52 7,905.1011 Río Iténez Sur 3 37 6,316.34
12 Río Curichi Grande 6 252 43,602.4013 Cáceres 5 44 7,068.7714 Río Tucavaca 3 161 27,858.8615 Río San Miguel 4 68 16,699.9716 Río Cuevo 3 64 15,622.16
Total general 110
1717 364,489.81
Unidades Hidrográficas
Menores
La organización asumida en esta publicación, responde principalmente al
desarrollo de unidades hidrográficas con características y clasificación
morfométricas similares (unidades homogéneas entre sí), de acuerdo a los
cursos de aguas conocidos. Con la adopción de éste criterio, en venideras
gestiones, se puede definir una metodología de planes de manejo de cuencas
aplicables a los municipios y al Departamento, en concordancia con las
unidades hidrográficas ya conocidas por la población y con extensiones
similares (homogéneas), dejando como resultado planificaciones locales
organizadas y coherentes entre sí.
Delimitación y Codificación de Unidades Hidrográficas del Departamento de Santa Cruz
5. METODOLOGÍA
En la metodología desarrollada para esta delimitación, la importancia
de cualquier curso de agua está relacionada con el área de su unidad
hidrográfica (cuenca). De acuerdo a los cursos principales conocidos se
efectuó una distinción entre río principal (primario) y los tributarios
(secundario, terciario, etc.), en función del criterio del área drenada. Así, en
cualquier confluencia, el río principal será siempre aquel que posea la mayor
área drenada entre los dos denominándose cuencas a las áreas drenadas por
los tributarios e intercuencas de las áreas restantes drenadas por el río
principal.
El proceso de delimitación consiste en subdividir una unidad
hidrográfica, cualquiera que sea su tamaño, determinándose las divisiones de
los afluentes a las del curso del río principal, de manera que se da prioridad al
curso de agua principal, seguido por la tipificación del curso de agua (río
principal, río permanente, quebrada, arroyo, cañada). Las unidades
hidrográficas correspondientes a esos tributarios son denominadas unidades
intermedias y se emplea el mismo criterio dentro de éstas y en el sentido
desde la desembocadura hacia la naciente del curso de agua.
Los otros tributarios del curso de agua que no son tributarios
importantes son agrupados en las áreas restantes, denominadas
intercuencas que reciben en el mismo sentido, categoría de unidad
hidrográfica.
El proceso de automatización, mediante ArcGis, consistió en delinear
las cuencas hidrográficas de los tributarios de la cuenca que está siendo
subdividida, sobre un mapa cartográfico digital a escala 1:250.000, con
información de los flujos de agua, lagos y lagunas. Una vez concluido ese
proceso, se generaron los polígonos de las cuencas e intercuencas delineadas,
obteniéndose así una nueva cobertura de información congregando a todos
los polígonos obtenidos e ingresándoles los valores de la codificación en su
base de datos, el cual fue estructurado para recibir los tres niveles de
clasificación.
5.1. Método Automático para Delimitación de Cuencas.
La herramienta que se ha empleado para la delimitación de cuencas es
WSDT (Watershed and Stream Delineation Tool), herramienta de
delimitación de cursos de agua y cuencas hidrográficas, que básicamente
trabaja en el Arcgis 9.1 sobre un modelo digital de elevación y añade ocho
capas al modelo. A través de un proceso sencillo en el que sólo hay un par de
parámetros para introducir, de un modelo de elevación calcula los flujos de
agua y las cuencas hidrográficas.
5.1.1. Conceptos.
Con la finalidad de que el método resulte mejor explicado se presentan
aquí algunas definiciones de términos:
5.1.1.1. Modelo Digital del Terreno
Un Modelo Digital del Terreno (MDT), es una estructura numérica de
datos que representa la distribución espacial de una variable cuantitativa y
continua, como puede ser la temperatura, la altitud o la presión atmosférica.
En el caso que la variable a representar sea la cota o altura del terreno se
Ciudad San MatíasUnidad Hidrográfica Río Curichi Grande
GOBIERNO AUTÓNOMO DEPARTAMENTAL DE SANTA CRUZ9
denomina Modelo Digital de Elevación, o sus siglas en inglés DEM (Digital
Elevation Model)
5.1.1.2. Modelo Digital de Elevación
El Modelo Digital de Elevación (DEM) es un Modelo Digital del Terreno
cuyos datos almacenados representan valores de altitud.
En la actualidad es posible caracterizar la superficie y sobre todo,
delimitar Unidades Hidrográficas a partir de Modelos Digitales de Elevación
(DEM).
Estos modelos son simbólicos ya que establecen relación de
correspondencia con el objeto real, mediante algoritmos matemáticos que
son tratados mediante programas de sistemas de información geográfica
(Software SIG). Sin estructuras de datos, no son solo acumulaciones de cifras,
sino que tienen una estructura interna con la cual deben interpretarse dichos
datos.
5.1.1.3. Dirección de Flujo (Flow Direction)
La Dirección del Flujo está determinada por la dirección más empinada
de descenso de cada celda o píxel.
El valor de salida de la dirección del flujo es un número entero (1, 2, 4, 8,
16, 32, 64, 128 determinado por el valor representado en el octeto de
información del pixel). Los valores para cada dirección del centro son los
siguientes:
Por ejemplo, si la dirección de la caída más empinada fuera hacia la
izquierda de la celda de procesamiento actual, la dirección de flujo estaría
codificada como 16.
Si una celda es más baja que sus vecinas, a esa celda se le asigna el valor
de su vecina más baja y el flujo se define hacia esta celda. Si varias vecinas
poseen el valor más bajo, a la celda se le otorga este valor igualmente. El valor
de salida de la caída se expresa en porcentajes.
En un área plana, la distancia se convierte en la distancia a la celda más
cercana de la elevación más baja. El resultado es un mapa de la elevación en
porcentaje en la ruta del descenso más empinado de cada celda.
5.1.1.4. Acumulación de Flujo (Flow Accumulation)
El resultado de la acumulación de flujo es una matriz que lo representa,
en esta matriz se calcula para cada celda un valor de acumulación de peso
proveniente de todas las celdas que fluyen hacia ella.
El flujo acumulado está en función del número de celdas que fluyen
hacia cada una de las celdas de la matriz de salida. La celda que esta siendo
procesada no se considera en tal acumulación.
Las celdas de salida con una alta acumulación de flujo identifican o
representan la red de drenaje.
Parque AmboróUnidad Hidrográfica Río Piraí
32 64 128
16 1
8 4 2
Servicio de Cuencas - SEARPI10
Delimitación y Codificación de Unidades Hidrográficas del Departamento de Santa Cruz
Las celdas de salida con una acumulación de flujo cero son puntos
topográficos altos que permiten identificar las cordilleras.
5.11.5. Flujo de enlace (Stream Link)
Asigna únicos valores a las secciones de una red de drenaje lineal
matricial, comprendida entre intersecciones.
Los enlaces “Links” son las secciones de una red de drenaje que
conectan dos confluencias (junctions) sucesivas, una confluencia y la
desembocadura, o un inicio (naciente) y una confluencia.
La matriz de la red de drenaje puede ser creada mediante el cálculo del
umbral adecuado, el cual consiste en determinar el valor de la acumulación de
flujo.
5.1.1.6. Cuenca (Watershed).
Determina el área de contribución por encima de un conjunto de celdas
en una matriz.
Un watershed es el área en el cual el agua que drena dentro de ella, se
concentra en un colector común o principal. Otros términos utilizados para
watershed son cuenca de captación o zona de contribución. Esta zona se
define normalmente como la superficie total que fluye a una determinada
salida o “pour point”. El límite entre dos cuencas se conoce como frontera de
drenaje o línea divisoria o parte‐aguas.
5.1.1.7. (Threshold).Umbral
El umbral es el área de drenaje mínimo que cada célula de la red de
acumulación de flujo puede tener. Es una función del tamaño de una celda de
la cuadrícula. Puede ser calculada con la siguiente fórmula:
Valor = umbral mínimo de superficie de drenaje / tamaño de la celda.
El número mínimo es un número entero, por lo que la herramienta no
aceptará cualquier formato de entrada.
5.2. Metodología.
La metodología utilizada para obtener las cuencas y cursos de agua, a
partir de un modelo de elevación digital se basa en el siguiente procedimiento:
1) Llenar las depresiones del DEM.
2) Aplicar la función de la dirección del flujo en el DEM llenado.
3) Aplicar la función de acumulación de flujo sobre la dirección del flujo.
4) Aplicar una condición de umbral a la red de dirección del flujo.
5) Obtener una red hídrica para el umbral ingresado.
6) Obtener la red de flujos de enlace.
7) Obtener las cuencas de la red hídrica.
8) Vectorizar la red hídrica.
9) Vectorizar las unidades hidrográficas.
10) Codificar las unidades hidrográficas.
5.2.1. Llenar las depresiones del DEM
El modelo de elevación digital DEM es la fuente principal de esta
herramienta.
El resultado va a ser derivado por completo de esta información, se
GOBIERNO AUTÓNOMO DEPARTAMENTAL DE SANTA CRUZ
Cuevas de MotacucitoUnidad Hidrográfica Cáceres
11
debe conocer los cursos de agua para que se puedan delinear la dirección del
flujo de las corrientes de agua de las cuencas hidrográficas y de sus áreas de
drenaje, en el caso ideal, cuando todos los datos del paisaje están completos y
cuando el terreno geográficamente es perfecto. Pero normalmente eso no
ocurre, entonces existen sectores sin información en el paisaje y en estos
sectores no es posible saber hacia donde fluye el agua. Por lo tanto se necesita
más información del terreno. Estas depresiones en el terreno son
imperfecciones debidas a los datos o a la topografía. En este caso, la
información del terreno debe ser llenada.
Para el proceso de llenado de las depresiones se utiliza una función que
identifica y eleva el terreno a fin de tener una superficie más lisa y permita
conocer el flujo del agua sin la formación de lagunas.
5.2.2. Aplicar la función de la dirección del flujo en el DEM.
Este es el punto donde se aplica un algoritmo de análisis del terreno,
que puede determinar la dirección del flujo, las áreas de drenaje y las cuencas
hidrográficas del DEM.
La aplicación de la función de la dirección del flujo nos da una
cuadrícula en la que podemos identificar la dirección que toma el. Así que
cada celda va a almacenar un valor que identifica hacia que celda vecina fluye
el agua.
5.2.3. Aplicar la función de acumulación de flujo sobre la dirección del
flujo.
El siguiente paso es definir una cuadrícula en la que cada celda va a
almacenar un valor que es igual al número de celdas que contribuyen aguas
arriba de la misma.
Cuando se obtiene la cuadrícula de la dirección del flujo, se puede
determinar en cada celda cuántas celdas están apuntando hacia ella y
almacenar este valor acumulado como un número. Cuando una celda que
tiene celdas anteriores que señalaban hacia ella entonces ese valor se
acumula en la última celda. Esto es lo que se define como una red de
acumulación de flujo.
5.2.4. Aplicar una condición de umbral a la red de dirección del flujo.
Con la red de acumulación de flujo se conoce cuánto de cada celda
aporta o contribuye a otras celdas, posteriormente se determina el área de
drenaje, que es necesario para considerar una celda determinada como parte
de un curso de agua. Esta es una decisión técnica basada en las características
hidrológicas que presenta el paisaje y va a estar en función del tamaño de la
célula y el área de drenaje seleccionado.
5.2.5. Obtener una red hídrica para el umbral ingresado.
Una vez que se han identificado los cursos de agua hay que tipificarlos.
La mejor manera es desagregar estos cursos en su componente de afluente.
Se aplica una condición de pertenencia de la celda al curso de agua,
para lograr una cuadrícula en la que se considera que los ríos tienen un número
de fácil identificación como ser 1 y lo que está fuera del río tiene un valor de
vacío. Esta red tiene un formato sencillo y se puede utilizar sin dificultad.
Servicio de Cuencas - SEARPI12
Río ParapetíUnidad Hidrográfica Río Parapetí
Delimitación y Codificación de Unidades Hidrográficas del Departamento de Santa Cruz
5.2.6. Obtener la red de flujos de enlace.
En la red de cursos de agua no se puede identificar las celdas aguas
arriba y aguas abajo. En otras palabras, no se puede decir que celda le
antecede y que celda le sigue. Es por eso que se calcula la red de dirección de
flujo y la red de flujos de enlace permite conocer la secuencia de estas celdas.
5.2.7. Obtener las cuencas de la red hídrica.
Ahora que cada curso de agua está bien definido se procede a delimitar
las cuencas basadas en la red de enlaces y en la cuadrícula de la dirección del
flujo.
5.2.8. Vectorizar la red hídrica
Este procedimiento se utiliza para convertir la red de flujos de enlaces
en vectores de línea. En teoría, sólo se necesita la célula superior y la red de la
dirección del flujo, con la intención de trazar una línea que va a unir los centros
de las células de un curso de agua. La red de enlace de los ríos también conoce
los límites de las corrientes.
5.2.9. Vectorizar las cuencas hidrográficas.
Este paso tiene como objetivo crear un vector de polígonos de las
unidades hidrográficas. El vector de polígonos se define como un área que
cubre exactamente la red de la unidad hidrográfica. Esta función determina el
área que cubre las células con el mismo valor. Como todas las células de cada
unidad tienen un valor único, entonces van a ser definidos como polígonos
basados en la red de valores de las unidades hidrográficas.
Como resultado se tienen las siguientes capas:
GRILLAS o CUADRÍCULAS
fdem (GRILLA, después de llenar las depresiones del DEM).
fdr (GRILLA de la dirección de flujo).
fac (GRILLA del flujo de acumulación).
str (GRILLA de drenaje, valor=1 en el curso de agua, valor=φ fuera
del curso.
lnk (GRILLA de flujos de enlace).
wsh (GRILLA de cuencas).
VECTORES
strl (shapefile, líneas de cursos de agua).
wshp (shapefile, polígono de cuencas).
wshdp(shapefile, Polígono de cuencas unificada).
5.2.10. Codificación de las unidades hidrográficas.
El proceso de codificación consiste en el ingreso de valores a cada
polígono que representa una unidad hidrográfica en la tabla de atributos,
representada por una matriz de datos en los cuales las filas son las unidades
hidrográficas y las columnas son las características de cada una de éstas, entre
ellas la cobertura y la codificación.
GOBIERNO AUTÓNOMO DEPARTAMENTAL DE SANTA CRUZ
Tucán (Ramphastos toco)
13
6. FUENTES DE INFORMACIÓN
6.1. Información Principal:
El presente trabajo, se ha basado principalmente en los siguientes
estudios:
• Plan Directivo Cuenca del Río Yapacani (MACUCY:2000), Ministerio
de Desarrollo Sostenible y Planificación y BID. En el año 2000.
• Proyecto de “Delimitación y Codificación de Unidades Hidrográficas
del Perú”, escala 1:100.000, elaborado por la Intendencia de Recursos
Hídricos del Instituto Nacional de Recursos Naturales (INRENA) del
Perú, en el año 2008. Se empleó la Carta Nacional topográfica del Perú
(1:100.000) del Instituto Geográfico Nacional (IGN) mediante
procedimiento de delimitación manual sobre pantalla, apoyándose de
información de modelos digitales de elevación del Proyecto SRTM (3”
de arco) principalmente en zonas de la región amazónica y parte baja
de los valles costeros.
• Hidrografía de Bolivia, descripción de ríos, arroyos, lagos, lagunas y
salares, del Ministerio de Defensa Nacional, del Servicio Nacional de
Hidrografía Naval del año 2007.
• Unidades hidrográficas delimitadas hasta el nivel 5 de Bolivia del
Ministerio de Medio Ambiente y Agua en la publicación “Delimitación y
Codificación de Unidades Hidrográficas de Bolivia”, en el año 2010.
Para lo cual se ha utilizado el modelo digital de elevación del Proyecto
HydroSHEDS con una resolución de 3” de arco (90 metros
aproximadamente).
• Modelo Digital de Elevación – 3” de arco (90 metros de resolución
espacial aproximadamente).
6.2. Información Complementaria:
• Cartografía digital hidrográfica de Bolivia, proporcionada por el
Viceministerio de Recursos Hídricos y Riego del Ministerio del Medio
Ambiente y Agua de Bolivia. Escala 1:250.000. Proyección Cónica
Conforme de Lambert, datum WGS84, Zona 20 Sur.
• Cartografía digital de la hidrografía de la Chiquitania corregida por la
Fundación de Conservación de Bosque Seco Chiquitano (FCBC), en
escala 1:250.000, datum WGS84 zona 20S.
• Cartografía digital de la hidrografía y las cuencas de la zona
fronteriza del Pantanal Boliviano actualizada por la WWF Bolivia.
• Proyecto SRTM
La Misión Espacial de Topografía de Radar‐ Shuttle Radar Topography
Mission (SRTM) – obtuvo datos topográficos de más del 80% de la
superficie terrestre, creando la primera colección de datos de
elevaciones del mundo.
El propósito de la misión fue obtener un modelo digital de elevación del
globo terráqueo, de modo de generar una completa base de cartas
topográficas digitales de alta resolución de la Tierra.
Comunidad Rural
Servicio de Cuencas - SEARPI14
Delimitación y Codificación de Unidades Hidrográficas del Departamento de Santa Cruz
GOBIERNO AUTÓNOMO DEPARTAMENTAL DE SANTA CRUZ
mapa grande
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UNIDADES HIDROGRÁFICAS DEL
DEPARTAMENTO DE SANTA CRUZ
Río Blanco.
Cáceres.
Río Cuevo.
Río Curichi Grande.
Río Ichilo.
Río Iténez Norte.
Iténez Sur.
Río Paraguá.
Río Parapetí.
Río Piraí.
Río Grande.
Río San Julián.
Río San Martín.
Río San Miguel.
Río Tucavaca.
Río Yapacaní.
Unidades Hidrográficas Intermedias.Unidades Hidrográficas Menores
Unidades Hidrográficas Mayores