agua - Mapa Digital de México

SIATL
Simulador de Flujos de Agua de
Cuencas Hidrográficas
León, Gto. 17 y 18 de octubre
Contenido
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Teoría de los escurrimientos de agua superficial
Proyecto
Red Hidrográfica Escala 1:50 000
SIATL Simulador de Flujos de Agua de Cuencas Hidrográficas
Importancia
• El agua es indispensable para la vida, para el bienestar de las
personas y el desarrollo económico.
• Es un recurso cada vez más escaso y en muchos casos gravemente
contaminado.
• El agua en demasía ocasionada por eventos de precipitación
atípica y desbordada de sus cauces, representa un riesgo para la
población.
• Los ríos son el sistema circulatorio de los ecosistemas terrestres.
• Así como el flujo de la sangre y sus características reflejan el
estado de salud del organismo, el flujo de agua y su calidad
reflejan la salud de los ecosistemas, y el nivel de cuidado de los
recursos naturales de un país.
Teoría de los Escurrimientos
de Agua Superficial
Ciclo hidrológico y cuenca hidrológica
Cuenca Hidrológica: territorio delimitado por un parte aguas o divisoria en
donde ocurre el agua en distintas formas a través de una red hidrográfica y
converge en un río principal.
Medición de la precipitación pluvial
Pluviómetro
Sí el techo de una casa tiene una superficie de 70 m2
y el agua pluvial se colecta en una cisterna con una
capacidad de 1m3 = 1,000 litros.
Captación= área
impermeable de 1 m2
Medición en mm
Sí llueve 10 mm en 1m2
volumen = 1 x 100 x 100 = 10,000 cm3
Equivalencias de Volumen
Precipitación
Equivalencia en
litros
Captado en
la cisterna
m3
cm3
litros
ml
1
1’000,000
1,000
1’000,000
5 mm
350
35 %
0.01
10,000
10
10,000
10 mm
700
70 %
Caudal Máximo
Caudal: Es la cantidad de un fluido que avanza en una unidad de tiempo. Para
muchas disciplinas importante estimar el caudal máximo o avenida de un río.
Estimarlo es sumamente complejo y existen métodos que van de los más básicos
hasta los más elaborados que requieren más datos.
Q
CIA
360
Donde:
Q: es el caudal en metros cúbicos por segundo
C : es un coeficiente de escorrentía sin dimensiones
I : es la intensidad de lluvia en milímetros por hora
A : es la superficie del área drenada en hectáreas
360: ajuste para conversión a unidades métricas
a
b
Intensidad de lluvias
Tiempo
min
5
10
15
20
25
30
Volumen medido
cm
2.83
4.17
5.15
6.0
6.79
7.5
Diferencial de Vol.
cm
2.83
1.34
0.98
0.85
0.79
0.71
Dv / dt
cm /hr
33.96
16.08
11.76
10.2
9.48
8.52
Vol / tiemp.tot. =
Intensidad media
cm /hr
33.96
25.02
20.6
18.0
16.3
15.0
Intensidad cm/hora
Intensidad de la lluvia: Es una relación de cantidad precipitada en intervalos de
tiempo.
40
Intensidad de lluvia
30
20
10
0
5
La intensidad de lluvia se considera para el
tiempo de concentración (Tc), que equivale al
tiempo en que recorre el agua desde la parte más
lejana aguas arriba (a) hasta el punto de interés
(b).
10
15
20
25
Tiempo en minutos
30
Coeficiente de escurrimiento
Cantidad de agua que escurre en forma laminar en la superficie restando la
infiltración y evapotranspiración.
El escurrimiento superficial es el componente hidrológico que puede ser medido
con mayor precisión, este dato es básico e indispensable para el estudio y manejo
de las aguas superficiales. El escurrimiento superficial se produce por el volumen
de la lluvia que no intervino en los procesos de evaporación, infiltración o
almacenaje superficial, si no que, escurrió por gravedad sobre la superficie del
suelo y por la red de drenaje.
PROYECTO
Componentes
Equipo de
trabajo
Red
Hidrográfica
escala
1:50000
Datos vectoriales
enriquecidos de
corrientes de agua
superficial con topología
de redes geométricas
Estado y
sociedad
Aplicación
Geoespacial
SIATL
en internet
Consulta de la red
hidrográfica entre otros
datos, con funciones de
redes para el estudio de
cuencas y construcción
de escenarios
Sustento
Aprovechamiento sustentable de los
recursos naturales
4.1 Agua.- Los problemas asociados con
el suministro, drenaje y tratamiento de
las aguas, así como el impacto que
éstos tienen en la vida nacional, hacen
necesaria una gestión que tome en
cuenta los intereses de todos los
involucrados
y
favorezca
su
organización.
Ríos Limpios
Cuencas en
equilibrio
Cobertura
universal
Asentamientos
seguros frente
a inundaciones
catastróficas
Agenda
del Agua
2030
Plan
Nacional
de
Desarrollo
3 suministrar a la sociedad y al Estado
Información de calidad, pertinente, veraz y
oportuna
4 Producir información y promover
el
conocimiento
26 generar grupos de datos de recursos
naturales
27 describir el estado y las tendencias del medio
ambiente
28 elaborar con las Unidades, un sistema de
inventarios sobre recursos naturales
Proyecto
Ley del
SNIEG
Ley de
Aguas
Nacionales
Política Hídrica Nacional Artículo 14 BIS 5
El agua es un bien de dominio público
federal, vital, vulnerable y finito, con valor
social, económico y ambiental, cuya
preservación en cantidad y calidad y
sustentabilidad es tarea fundamental del
Estado y la Sociedad, así como prioridad y
asunto de seguridad nacional.
RED HIDROGRÁFICA
ESCALA 1:50 000
Ríos como Redes
Un sistema de ríos puede ser naturalmente representado como una
estructura de red.
Las líneas centrales de ríos o escurrimientos, se denominan arcos en la
red.
Nosotros podemos imaginar el agua en esos ríos a lo largo de esos
arcos.
Red Geométrica
En el siguiente gráfico se aprecia una red geométrica de un servicio principal de
suministro de agua y ductos que se derivan para servicio domestico.
Edges – Son rasgos que representan una longitud a través de la cual va implícita una dirección de
flujo. Ejemplos: corrientes de agua, conductos de suministro de agua, líneas de transmisión
eléctrica, gasoductos, líneas telefónicas, etc.
Junctions – Son rasgos de tipo puntual que permiten la conexión de dos o más edges, con lo cual
se facilita la transferencia del flujo. Ejemplos: fusibles, interruptores, llaves, válvulas, etc.
Insumos para el análisis y edición
de la conectividad. Información vectorial
Información Topográfica
1:50 000
● Corrientes de agua
● Cuerpos de agua
● Corrientes que desaparecen
● Canales
● Manantiales
● Entrada a gruta
● Áreas urbanas
● Curvas de nivel
Insumos para el análisis y edición
de la conectividad. Información vectorial
Información de
Recursos Naturales
● División Hidrológica
y Red Hidrográfica
escala 1:250 000
● Línea de costa
● Geología y Edafología
(permeabilidad de
rocas y suelos, fallas y
fracturas)
escala 1:250 000
Insumos para el análisis y edición
de la conectividad. Información raster
● Ortofotografía
● Ortoimágenes
SPOT:
multiespectral y
pancromática
● Continuo de
Elevaciones
Mexicano
Transición de datos origen a su
estructuración en redes
Red Hidrográfica y componentes
Es un sistema de circulación lineal estructurado, que permite modelar el drenaje de
una cuenca hidrográfica.
Componentes:
Línea de Flujo: representa un flujo de agua natural o
artificial a través de canales. (Total: 6’203,425)
Punto de drenaje: indica donde los flujos se drenan al
mar, a otra subcuenca, se acumulan formando lagos o
donde desaparecen de forma superficial por alguna
condición.
Polígono de subcuenca: Área delimitada por una
divisoria cuyas aguas fluyen a una corriente principal, o
cuerpo de agua. (Total: 976)
Además de: Metadato, cuerpos de agua y topónimos de rasgos
hidrográficos
Características
Líneas virtuales a través de cuerpos de agua
Consistencia e integridad entre redes intersubcuencas.
 Clasificación de puntos de drenaje en función de su condición.
Hidromorfometría (Clasificación de líneas de flujo).
- Magnitud de orden con el método Strahler.
- Nivel jerárquico de corriente.
- Entre otros índices para el análisis de redes.
 Divisoria o parteaguas digitalizado a la misma escala de la red hidrográfica.
 Polígonos de subcuenca con el dato a donde se drenan las aguas y el
número de drenajes.
Atributos del Punto de Drenaje
Punto de Drenaje
Nombre
Tipo
FID
OID
SHAPE
Geometry
ID
Numérico
CVE_SUBC Caracter
TIPO
Numérico
CONDICION Caracter
ID_DRENA Numérico
ARBSUM
Numérico
NUM_LIN
Numérico
Long
11
7
11
20
11
12
8
Descripción
Dominio de valores
0, …N
Point
1…N
Geometría
Identificador único
Clave de la subcuenca
Clasificación de drenaje
0,1,2, -1…-9
Descripción de drenaje
Identificador del punto de drenaje
1…N
Sumatoria de longitudes de líneas de
flujo aguas arriba, que confluyen en el
punto de drenaje
Total de líneas ramificadas y que
1… N
confluyen en el punto de drenaje
TIPO / CONDICIÓN
0 Drenaje de la cuenca
1 Lago o laguna
2 Drenaje artificial
-1 Suelos permeables
-2 Desierto
-3 Falla o fractura
-4 Dolina o depresión
-5 Gruta o cenote
-6 Drenaje a red secundaria
-7 Conjunto faltante
-8 Frontera
-9 Otro
Atributos de Líneas de Flujo
Nombre
FID
SHAPE
ID
CVE_SUBC
CLAVE50K
TIPO
ENTIDAD
FC
CONDICION
EDICION
FECHA
Tipo
OID
Geometry
Numérico
Caracter
Caracter
Numérico
Caracter
Numérico
Caracter
Caracter
Fecha
Long
LENGHTM
ID_DRENA
Numérico
Numérico
12.2
11
FLOWDIR
ENABLED
Numérico
Numérico
11
6
DESC_ENABL
Caracter
2
CALI_REPR
SECUENCEID
Numérico
Numérico
ORDER_1
Numérico
LEVEL_1
ARBSUM_1
Numérico
Numérico
PATHL_1
Numérico
11
7
7
11
17
11
13
1
8
Descripción
Geometría
Identificador único
Clave de la subcuenca
Clave del conjunto topográfico escala 1:50000
Tipo de entidad
Entidad
Código de rasgo
Condición de la corriente
Tipo de la línea “original” o “nueva”
Para líneas originales: fecha en que se creó o
actualizó el conjunto topográfico.
Para líneas nuevas: fecha de término de los trabajos
de edición de la conectividad.
Longitud del segmento
Identificador del punto de drenaje al cual pertenece
la línea
Definición de la dirección de flujo
Campo para habilitar o deshabilitar segmentos en
redes geométricas
Descripción del campo Enabled (Ciclo o bifurcación)
11 Calificador de representación geométrica
8 Identificador de secuencia
Dominio de
valores
0, … N
Polyline
1…N
'O' ó 'N'
DD/MM/AAA
A
FLOWDIR
0 Dirección de flujo indeterminada
1 Dirección de flujo determinada
1…N
0ó1
0ó1
Nulo, ‘C’ o ‘B’
ENABLED
0 (Falso) Segmento deshabilitado para redes geométricas
1 (Verdadero) Segmento habilitado para redes geométricas
0,1,2 ó 3
8 Magnitud de orden (clasificación de Strahler) a nivel N…1, -1
de subcuenca
8 Nivel de corriente a nivel de subcuenca
1…N, -1
12.2 Sumatoria de longitudes de líneas de flujo aguas
arriba a nivel de subcuenca
12.2 Longitud de trayectoria (sumatoria de longitudes
aguas abajo) a nivel de subcuenca
TIPO / ENTIDAD
101 CORRIENTE DE AGUA
102 CANAL
103 LINEA CENTRAL
FC / CONDICION
3180 CANAL EN OPERACIÓN
3181 CANAL EN CONSTRUCCIÓN
3182 CANAL FUERA DE USO
3271 CORRIENTE DE AGUA INTERMITENTE
3272 CORRIENTE DE AGUA PERENNE
3273 LÍNEA CENTRAL DE CUERPO DE AGUA
DESC_ENABLED
NULO Segmento habilitado para redes geométricas
'C' Segmento deshabilitado y que forma un ciclo
'B' Segmento deshabilitado y que forma una bifurcación
CALI_REPR
0 no determinada
1 definida
2 aproximada
3 virtual
Atributos del Polígono de Subcuenca
Nombre
FID
SHAPE
ID
CVE_SUBCUE
CVE_RH
RH
CVE_CUE
CUENCA
CVE_SUBC
SUBCUENCA
AREA_KM2
PERIMETRO
TIPO
Tipo
OID
Geometry
Numérico
Carácter
Carácter
Carácter
Carácter
Carácter
Carácter
Carácter
Numérico
Numérico
Carácter
Long
11
6
4
70
1
70
1
70
12.2
12.2
10
DRENAJE1
Carácter
8
DESCARGA1
Numérico
DRENAJE2
Carácter
DESCARGA2
Numérico
DRENAJE3
Carácter
DESCARGA3
Numérico
DRENAJE4
Carácter
DESCARGA4
Numérico
TOT_DESC
Numérico
3
8
3
8
3
8
3
4
Descripción
Geometría
Identificador único
Clave de Subcuenca Hidrográfica
Clave de Región Hidrográfica
Nombre de Región Hidrográfica
Clave de Cuenca Hidrográfica
Nombre de Cuenca Hidrográfica
Clave de Subcuenca Hidrográfica
Nombre de Subcuenca Hidrográfica
Área de la unidad en Km cuadrados *
Perímetro de la unidad en Km. **
Clasificación de la Subcuenca
referencia a donde se drenan las aguas, por
ejemplo MAR, FRONTERA, o clave de la
subcuenca que capta las aguas
total de drenajes que se descargan a lo descrito
en el campo drenaje1
referencia a donde se drenan las aguas, por
ejemplo MAR, FRONTERA, o clave de la
subcuenca que capta las aguas
total de drenanjes que se descargan a lo
descrito en el campo drenaje2
referencia a donde se drenan las aguas, por
ejemplo MAR, FRONTERA, o clave de la
subcuenca que capta las aguas
total de drenajes que se descargan a lo descrito
en el campo drenaje3
referencia a donde se drenan las aguas, por
ejemplo MAR, FRONTERA, o clave de la
subcuenca que capta las aguas
total de drenajes que se descargan a lo descrito
en el campo drenaje4
Total de descargas que tiene la Subcuenca
Dominio de valores
0, …N
Point
1…N
ABIERTA, CERRADA
Clasificación de líneas de flujo según
Índices hidromorfométricos
Stream Order - Magnitud
de Orden
Drain Stream Level Nivel Jerárquico de
Corrientes
Arbolate Sum –
Sumatoria de
longitudes aguas
arriba
Path Length Longitud de
Trayectoria
Hydrologic Secuence
Identifier - Identificador
de Secuencia
Hidrológica
La hidromorfometría se dedica al estudio de las cuencas hidrográficas, en
especial a su forma y dimensiones. Con la red conectada fue posible
automatizar la generación de estos indicadores.
La jerarquía de la red marca la importancia creciente de sus elementos. Tiene
por objeto precisarla mediante números.
Representación de las corrientes de agua
Sin clasificación
Nivel jerárquico
de corrientes
En un software del tipo
SIG
(Sistemas
de
Información Geográfica),
es posible caracterizar
con distintos grosores y
tonalidades, las redes en
función de indicadores
morfométricos.
Magnitud de
orden
Integración de Redes Hidrográficas
Transfronterizas MEX-EUA (en desarrollo)
Proyecto bi-nacional con el U.S. Geological Survey (USGS) para
armonizar la red hidrográfica con la red 1:24 000 del National
Hydrography Dataset (NHD).
Perspectivas
1. Integrar redes hidrográficas transfronterizas con países vecinos sobre la
frontera sur.
2. Integrar series de tiempo de indicadores hidrométricos, de precipitación
distritos de riego. CONAGUA
y
3. Asociar nombres geográficos (nombres de ríos). CONAGUA.
4. Integrar emisores de descargas residuales. Solicitado por SEMARNAT.
5. Participar en el proyecto “Socavación de Puentes en Carreteras”, del IMT que
realizada de forma conjunta con el CENAPRED.
6. Desarrollar un modelo para determinar áreas susceptibles a inundación.
7. Integrar al modelo de datos otros rasgos como: cuerpos de agua, sistemas de
canales, cascadas, puentes, manantiales, etc.
SIATL
Simulador de Flujos de Agua de
Cuencas Hidrográficas
SI – Simulador
ATL – Agua en Náhuatl
Glifo: etimológicamente se compone de Atl
“agua”; cóltic “torcido” y co “en”, que significa
"en el agua torcida", esto es donde el cauce
de un río da vueltas muy pronunciadas.
Registro INDAUTOR:
Códice Moctezuma
SIATL – Simulador de Flujos de
Agua de Cuencas Hidrográficas
Objetivo
Contribuir a mejorar y
difundir el conocimiento sobre
la distribución espacial y el
comportamiento del agua
superficial.
 Propiciar mayor conciencia
e interés sobre este recurso.
 Proporcionar
elementos
para su mejor manejo y
planeación, la prevención de
desastres y el desarrollo
sustentable, a través de un
medio sencillo y gratuito en la
internet.
http:/www.inegi.org.mx apartado Geografía
ó
http://antares.inegi.org.mx/analisis/red_hidro/SIATL/#
Demostración
Administración de Capas de Información
Herramienta
de Búsqueda
Herramientas
de Redes
Geométricas
Cartografía Participativa
Herramientas de Visualización y Navegación
¿de dónde escurre el agua?
¿qué cantidad?
¿cuál es la trayectoria del agua?
¿qué población se localiza en los márgenes
Visualización 3D
Cartografía Participativa o Social
Conclusiones

Para México así como para muchos países, el tema del agua es tratado
como asunto estratégico y de seguridad nacional.

La tendencia de los SIG’s es modelar el mundo real de acuerdo sus
componentes físicos y restrictivos para responder a preguntas del tipo
simulación ¿que pasa sí…?.

La red hidrográfica y la aplicación SIATL son tan sólo los cimientos de lo
que puede ser una base de datos hidrológicos o un sistema de
información hidrográfica para México, en el que participen las unidades
del estado y se integren datos de forma organizada y relacionada con
los distintos componentes espaciales, además de ser un medio de
consulta para las mismas unidades y de la sociedad en general.
¡Gracias!
Comentarios y Dudas
Dirección General de Geografía y
Medio Ambiente
Departamento de Análisis Espacial
Subdirección de Edición Digital
Dirección de Edición de Información Geográfica
Dirección General Adjunta de Integración de
Información Geoespacial