Diseño Metodológico para la elaboración de mapas de

Geografía y Sistemas de Información Geográfica (GEOSIG). Revista digital del
Grupo de Estudios sobre Geografía y Análisis Espacial con Sistemas de Información Geográfica
(GESIG). Programa de Estudios Geográficos (PROEG). Universidad Nacional de Luján,
Argentina. http://www.gesig-proeg.com.ar (ISSN 1852-8031)
LUJÁN, AÑO 3, NÚMERO 3, 2011, SECCIÓN METODOLOGÍA: II PP. 32-42
DISEÑO METODOLÓGICO PARA LA ELABORACIÓN DE MAPAS
DE PELIGROSIDAD POR INUNDACIONES
APLICACIÓN A LA CUENCA DEL RÍO CAUTO. SECTOR PROVINCIA GRANMA, CUBA
Yalina Montecelos Zamora1, Daulemis Batista Sánchez1, Adonis Ramón Puebla1,
Nircia Zaldivar Suarez1 y Yosvanis Batista Cruz2
1
Centro de Investigaciones, Servicios y Tecnologías Ambientales Granma. Gaveta
Postal 2140, Bayamo, Codigo Postal 85100. Granma. Cuba. [email protected]
2
Empresa de Aprovechamiento Hidráulico. Amado Estévez No 61, Rpto. Jesús
Menéndez, Bayamo, Granma. Cuba. [email protected]
RESUMEN
A partir de la experiencia adquirida en Cuba y otros países de América Latina, los
autores presentan aquí una propuesta metodológica para la confección de mapas de
peligro por inundaciones a escala media 1: 25 000, que ha sido aplicada en este caso a
un territorio de gran importancia económica y social en Cuba y que forma parte de la
tesis de maestría de la autora principal de este artículo. Se enfoca el análisis de los
riesgos como uno de los fenómenos más dramáticos que afectan tanto a la población
humana como a los recursos naturales. Generalmente, se le asocia a eventos
meteorológicos extremos aunque muchas veces es la acción humana, con el mal manejo
de las cuencas hídricas, la que favorece la ocurrencia y aumenta la duración o la
intensidad de las inundaciones. Disponer del empleo de los Sistemas de Información
Geográficos (SIG), una herramienta de suma importancia que puede facilitar el proceso
de realización de este tipo de mapa que demanda un arduo trabajo por las técnicas
tradicionales de confección, sin querer llegar a constituirse en una metodología, sino en
una guía que pueda ser enriquecida por parte de los consultantes.
INTRODUCCIÓN
Las inundaciones son consideradas como uno de los fenómenos de mayor
impacto en el ámbito mundial, debido al efecto que producen en grandes extensiones
territoriales densamente pobladas. Domínguez et.al (1999), define una inundación como
el proceso que se produce cuando el gasto de una avenida generada en una cuenca
supera la capacidad del cauce por lo que el exceso de agua escurre fuera del mismo
hacia las partes más bajas. Las inundaciones son fenómenos naturales que se convierten
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en peligro cuando los espacios ocupados por las poblaciones abarcan las llanuras de
inundación.
La cartografía de las zonas con peligro de inundaciones, es una tarea de suma
importancia para preservar la vida y las propiedades en muchas partes del planeta,
debido a que este tipo de peligro natural afecta a regiones muy diferentes en casi todo el
mundo. Las inundaciones en Cuba están asociadas a problemas tales como:
modificaciones del terreno producidas por prácticas agrícolas inadecuadas, tala de
árboles, urbanización y otras intervenciones impropias en el medio ambiente o las
combinaciones de ellas.
Como caso de estudio se escoge la cuenca del río Cauto, sector Provincia
Granma con una extensión de 343,4 km2, es la mayor de las llanuras fluviales y
fluviomarinas de la Isla. Por lo que en gran medida se ve afectado por las inundaciones
fluviales relacionadas generalmente a eventos meteorológicos con altos cumulados de
lluvias, así como por las características morfológicas que posee, con una asimilación
paradójica dada por la intensidad del uso del suelo, pero sin ningún cambio importante
en su infraestructura técnica y social, que solo ha provocado la pérdida de las
potencialidades de sus recursos naturales, lo que ha estado unido, a un intenso proceso
de deforestación de las márgenes de los ríos y de la cuenca en general, para incrementar
las áreas de cultivos.
METODOLOGÍA
En la actualidad existe una amplísima gama de procedimientos adoptados para la
realización de mapas de inundaciones con el empleo de las herramientas presentes en
los Sistemas de Información Geográfica.
Llegar a la delimitación, clasificación y cartografía de las inundaciones
constituye un arduo trabajo, en los que el uso de los SIG es de gran ayuda, ya que
permite contar con una serie de elementos, tanto en el almacenamiento como la
actualización de la información de los componentes, así como la existencia de una base
cartográfica única para cada uno de ellos, dándonos la posibilidad de integrar toda la
información en un mapa preliminar de inundaciones, a partir del esquema metodológico
general para la realización del mismo mediante el empleo de las herramientas del SIG.
La Figura 1 presenta el esquema que se siguió para la realización del mapa de
susceptibilidad por inundaciones en la cuenca del río Cauto, Sector Granma.
33
METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE
LA SUSCEPTIBILIDAD POR INUNDACIÓN
Obtención de la
información base
Trabajos de Campo
Análisis
de
satelitales
imágenes
Características del área de
estudio.
•
•
•
Procesamient
o de la
información.
Digitalización
de la
información
base
Implementaci
ón del GIS
•
•
•
•
•
•
Litología
Pendiente
Altitud
Uso de suelo
Tipo de suelo
Precipitaciones
Preparación y Montaje
del GIS de mapas
temáticos.
•
•
•
•
Mapa Litológico
Mapa de Altitud
Mapa de
Pendiente
Mapa de uso de
suelos
M
d ti
d
MAPA DE INUNDABILIDAD DE LA CUENCA DEL
CAUTO. SECTOR GRANMA
(Fuente: Elaboración propia)
Figura 1. Esquema metodológico para la realización del mapa de inundaciones
mediante el empleo de herramientas SIG
La plataforma elegida para la realización de estos procedimientos es ArcGIS
Desktop 9.3 el cual es un Sistema de Información Geográfica, moderno y eficaz para las
tareas de análisis espacial, que cuenta con un módulo de herramientas que permiten
adicionarle capacidades para realizar tareas como geo procesamiento raster,
modelamiento y análisis espacial. A continuación se describen de forma gráfica los
pasos y herramientas utilizados para la obtención del mapa de inundaciones de la
cuenca del río Cauto. Sector Provincia Granma.
34
Paso 1 - Obtención del mapa de pendiente.
Como primer paso se confecciona el mapa de pendiente que se obtiene a partir
del procesamiento del modelo digital del relieve (MDT con la herramienta Slope (3D
Analyst), que realiza el cálculo de la pendiente teniendo en cuenta los valores de
elevación de los ocho vecinos más próximos a la celda estudiada, pero teniendo mayor
peso los vecinos más cercanos que los diagonales. El valor obtenido se asigna al punto
central (Z), cuyo valor no se utiliza en el cálculo. Los resultados pueden expresarse en
porcientos o en grados.)
MDT Cuenca Cauto
SLOPE
Pendiente
Figura 2. Obtención del mapa de pendientes
Paso 2 - Reclasificación a partir del modelo digital de elevación
En un segundo paso se definen los valores de pendientes, los cuales están en
función de la clasificación altimétrica del relieve, la experiencia de los autores y el
análisis de la variación del relieve en el territorio estudiado, (Tabla1). Generalmente,
representan rangos de pendientes, los que están en función con las características del
relieve de la cuenca y del objetivo específico para el cual es confeccionado. Definidos
los intervalos, para el mapa de inclinación de las pendientes se procede a la
reclasificación del MDT, con lo que se obtiene un mapa de intervalos de pendiente en
grados como se muestra en la (Figura 3).
Tabla 1 / Características del relieve
Pendientes (grados)
0-2.5
2.5-5
5-7.5
7.5-89
35
Figura 3 Obtención y reclasificación del mapa
de pendientes a partir del MDE.
Paso 3 - Obtención del mapa de permeabilidad.
En un segundo paso se define la clasificación para
el factor permeabilidad del suelo, la cual están en
función de las características de los diferentes
tipos de suelos.
Tipos de suelos
Vertisol
Hidromorfico
Fluvisol
Histosol
Otros tipos con gleysación
Otros suelos
Valor asignado( Puntaje)
1.7
1.5
1
0.8
0.5
0.2
Tabla 2 Clasificación de los puntajes según el factor permeabilidad de los suelos.
Definidos los puntajes, para el mapa de permeabilidad se procede a la asignación
en la tabla de atributos, como se muestra en la (Figura 4). Primeramente para realizar
este paso es necesario adicionar un nuevo campo a la tabla de atributos de la capa, en
Options, como se muestra a continuación.
Nombre del campo
(peso permeabilidad)
En Type se elige la opción
Double por ser la más
adecuada para el tipo de
Figura 4. Asignación del peso en la tabla de atributos al mapa de permeabilidad.
A continuación se realiza la conversión de la capa vectorial de permeabilidad a
raster el procedimiento se realiza con la herramienta Polygon to Raster (Conversion
Tools). El resultado obtenido, muestra una capa Raster con gran número de pixeles, a
estos como paso siguiente se tiene en cuenta la proyección cartográfica que se está
usando en la capa, pues no tener este aspecto en cuenta puede conducir a valores
erróneos en los valores resultantes.
36
Figura 5. Uso de la herramienta Polygon to Raster (Conversion Tools)
Paso 4 - Obtención del mapa de procesos degradativos
El mapa de procesos degradativos es obtenido del mapa de suelo, para ello se
asigna el puntaje de acuerdo al criterio de experto, que no es más que un método
estadístico heurístico basado fundamentalmente en el conocimiento que se posea del
área de estudio. A continuación se muestra la clasificación según los puntajes de los
procesos degradativos en los suelos.
Tabla 3 Clasificación de los puntajes según el factor permeabilidad de los suelos.
Procesos Degradativos
Valor Asignado (Puntaje)
Problemas de drenaje
1,2
Hidromorfía
1,2
Compactación
0,5
Figura 6. Asignación del puntaje en la tabla
de atributos.
37
A continuación se realiza la conversión de la capa vectorial de permeabilidad a
raster el procedimiento se realiza con la herramienta Polygon to Raster (Conversion
Tools). El resultado obtenido, muestra una capa Raster con gran número de pixeles.
Como se mostró anteriormente en la (figura 5).
Paso 5 Obtención del mapa litológico.
En el análisis del factor litológico, se trabajó a partir de las características
litológicas que se manifiestan en la cuenca del Cauto perteneciente a la provincia de
Granma, teniendo en cuenta no solo la formación litológica, sino el grado de
fraccionamiento que ésta presenta. Las distintas litologías han sido agrupadas en cinco
categorías, atendiendo fundamentalmente a su coeficiente de filtración según la
clasificación usada por Sánchez (2005) en: muy permeables, permeables, medianamente
permeables, poco permeables e impermeables.
Tabla 4 Caracterización de las rocas de acuerdo a su coeficiente filtración
Tipos de rocas
Coeficiente de
Descripción
Peso
filtración (m/día)
Basalto
Calizas órganodetríticas, carsificadas
Tobas
Areniscas polímicticas,
calizas arcillosas
Conglomerados
70- 1300
7- 70
Muy permeables
Permeables
0.2
0.3
7 - 35
0.7- 7
0.5
0.7
Arcillas, limos arenas y
gravas
Dioritas
0.007 – 0.7
Permeables
Medianamente
permeables
Medianamente
permeables
Poco Permeables
0.07 – 0.7
Impermeables
1.8
0.7- 7
1
1.5
Para la obtención de este mapa se procede a asignar los valores en la tabla de
atributos como se ha mostrado respectivamente en la (Figura 5 y 6). Luego se convierte
la capa vectorial a Raster con la herramienta (Coversion Tools).
5. Obtención del mapa de inundabilidad de la cuenca del río Cauto. Sector
Provincia Granma.
A partir de la combinación de los mapas Raster , que integran cada factor
condicionante analizado y el empleo de un Sistema de Información Geográfico, se
construyó el mapa de susceptibilidad por inundación en la cuenca del río Cauto. A
través de la herramienta (Spatial Analyst Tools) se realiza la sumatoria de todas las
capas temáticas obtenidas. (Figura 7), también para realizar este procedimiento se puede
usar (Spatial Analyst)- (Raster Calculator).
38
Figura 7. Herramienta utilizada para la suma de las capas vectoriales.
Figura8. Mapa de inundabilidad de la Cuenca del Cauto. Sector Provincia
Granma. (Escala 1:25000). (Fuente: Elaboración Propia)
39
El mapa muestra que existe una geometría, que depende en gran medida de su
red fluvial y dos medios de sedimentación: el de pie de monte y el de llanura fluvial. El
medio fluvial que se localiza en el frente montañoso de la cuenca está relacionado con
el municipio de Guisa, que posee características geomorfológicas propicias,
relacionadas además, con altas pendientes que hacen que la susceptibilidad sea baja, sin
embargo, a su vez este elemento geométrico de la cuenca propicia que se produzca un
cambio brusco en la entrega de agua a la llanura fluvial, lo que hace que hacia la parte
central del territorio, se expanda gran cantidad de agua proveniente de la montaña. Esta
es una de las causas, unidas al desarrollo de pendientes bajas (2.5m hasta 5m), que
propician una mayor susceptibilidad de las inundaciones en el territorio. Un
comportamiento similar fue descrito por CIGEA (2007) al analizar los riesgos
provocados por inundación debido a las afectaciones de la Tormenta Tropical Noel en
esta zona del país.
El mapa, posee un alto valor práctico desde el punto de vista geoambiental,
porque delimita las áreas en las que pueden ocurrir con mayor probabilidad la
ocurrencia de este fenómeno natural, desde el punto de vista espacial. Se establecen
niveles de susceptibilidad, a partir del valor de cada clase de factores condicionantes.
La cuenca se divide en cinco categorías fundamentales: zonas extremadamente
inundables, muy inundables, medianamente inundables, baja inundabilidad, no
inundables (Figura 8).
•
Zona extremadamente inundable: Se corresponden con áreas totalmente
cubiertas por agua durante los eventos pluviométricos extremos. Desde el punto
de vista topográfico, se relaciona con áreas más deprimidas del terreno. Se
ubican espacialmente en la parte NE y SE de la cuenca donde se puede destacar
que el principal municipio afectado es Río Cauto, que se encuentra dentro de la
llanura de inundación, constituyendo la zona de mayor riesgo ante este tipo de
fenómeno, en este sentido, son fuertemente afectado los Consejos Populares:
Guamo, Guamo Viejo, Santa Rosa y las 1009. Comparado con los registros de
inundaciones del Centro de Gestión de Riesgos de la Defensa Civil, existe
coincidencia con las áreas de inundación en las cuales han tenido que realizar
actividades de evacuación con los pobladores. En esta zona existe un rasgo
morfológico del cauce del río, relacionado con el cambio de dirección, sur-oeste,
cambiando hacia el norte-este, lo cual provoca, de forma natural, un retardo del
escurrimiento fluvial durante grandes avenidas, elevando el nivel de las aguas y
aumento de las áreas inundadas.
•
Zonas muy inundables: Se relacionan con áreas inmediatamente vecinas al
cauce y cuerpo de agua principal del río Cauto, y desde el punto de vista
hidrológico, recibe en primer término el excedente hídrico que no es capaz de
transportar el cauce. Espacialmente se encuentra ubicada en la llanura de
inundación donde existe un amplio desarrollo urbano principalmente
relacionado con el municipio Bayamo en su parte nordeste, el municipio Cauto
Cristo y Jiguaní en su porción oeste y noreste. Quedando afectado por este
fenómeno principalmente los consejos populares Vado del Yeso, Cayama, Cauto
Embarcadero, Cauto del Paso, El Batey, Grito de Yara, del municipio Río
Cauto y Dos Ríos, Palmarito y las Palmas en su parte oeste- noreste.del
municipio de Jiguaní:
40
•
Zonas Medianamente inundables: Esta zona se ubica en áreas más elevadas
que las anteriores se caracterizan como áreas con capacidad de transferir o
conectar excedentes hídricos una vez alcanzado el nivel de máximo., y cuando
ocurren intensas inundaciones se afecta una pequeña porción del este de Bayamo
con los Consejos Populares de las Tamaras, el Horno y el Almirante, la parte
central y sureste de Jiguaní con las comunidades de: Charco Redondo, La
Rinconada, Santa Rita, Las Delicias, Jiguaní Norte y Sur , Cautillo así como la
parte norte de Guisa, afectando principalmente a Loma de Piedra, Monjara,
Corralillo y Urbano uno y dos.
•
Zonas de baja inundabilidad: Son las áreas topográficamente más elevadas,
alcanzadas por las aguas, sólo en forma muy ocasional y de forma transitoria. Es
la zona libre de inundación, es decir, que cuando ocurren intensas lluvias, como
es una zona extremadamente alta, no se ve afectada por la permanencia de la
acumulación de aguas en su superficie. Espacialmente se relaciona con el
municipio de Guisa, en toda su parte central, con los Consejos Populares de
Victorino, Los Horneros, Palma del Perro y el Bombóm.
Zonas no inundables: Son zonas que no cumplen con las condiciones anteriores y que
además topográficamente están muy elevadas. En el área de estudio se relacionan con
los Consejos Populares: La Plata, los Números y los Horneros, del municipio Guisa
CONCLUSIONES
El uso de los Sistemas de Información Geográficas constituye una herramienta de
gran ayuda a la hora de elaborar un mapa de peligrosidad por inundaciones, ya que
permite contar con una serie de elementos, tanto para el almacenamiento como la
actualización de la información de los componentes, así como la elaboración de una
base cartográfica única para cada uno de ellos, dándonos la posibilidad de integrar toda
la información en un mapa preliminar de inundaciones, no obstante, todo el
procesamiento que estas importantes herramientas presentes en los SIG nos brindan, el
conocimiento del especialista del territorio sobre él que está trabajando continua siendo
de trascendental importancia, al ser el trabajo de campo, el que puede corregir
incongruencias resultantes de errores en la cartografía y del propio proceso de
generalización cartográfica que permita obtener un producto de calidad que pueda ser
usado en las diversas tareas de diagnóstico, monitoreo, gestión y ordenamiento
ambiental de un territorio.
BIBLIOGRAFÍA
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41
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© Yalina Montecelos Zamora, Daulemis Batista Sánchez, Adonis Ramón Puebla,
Nircia Zaldivar Suarez y Yosvanis Batista Cruz
Montecelos Zamora, Y.; Batista Sánchez, D.; Ramón Puebla, A.; Zaldivar Suárez,
N.; Batista Cruz, Y. 2011. Diseño metodológico para la elaboración de mapas
de peligrosidad por inundaciones. Aplicación a la cuenca del río Cauto,
Sector Provincia Granma, Cuba. Geografía y Sistemas de Información
Geográfica. (GESIG-UNLU, Luján). Año 3, N° 3, Sección II:32-42. On-line:
www.gesig-proeg.com.ar
Recibido: 1 de noviembre de 2011
Aprobado: 30 de noviembre de 2011
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