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Explorando los secretos de la topografía: ¿Cuál es el método tradicional para demarcar manualmente las cuencas?
La delimitación de una cuenca de captación es el proceso de determinar los límites de una zona de captación, también conocida como zona de detención, cuenca de drenaje o cuenca fluvial. En varios campos, incluidas las ciencias ambientales, la ingeniería y la gestión, es un paso importante en el estudio de problemas como las inundaciones, los hábitats acuáticos o la contaminación del agua. Esta actividad suele ser realizada por geógrafos, científicos e ingenieros.
Históricamente, la delimitación de la zona de captación se basaba principalmente en el trabajo manual sobre mapas topográficos en papel, complementados con estudios de campo. En la década de 1980, con el desarrollo de las computadoras y los datos electrónicos, comenzaron a aparecer y se utilizaron ampliamente métodos automatizados de delimitación de cuencas hidrográficas.
Los métodos computarizados de delimitación de cuencas utilizan modelos de elevación digitales (DEM), que son conjuntos de datos que representan la altura de la superficie de la Tierra.
Hoy en día, la delineación de cuencas hidrográficas generalmente se realiza utilizando software de modelado hidrológico especializado, como WMS, software de sistemas de información geográfica (como ArcGIS o QGIS) o utilizando lenguajes de programación como Python o R. Como unidad geográfica básica de la hidrología, una cuenca implica el movimiento, distribución y gestión del agua en la Tierra.
Delimitación manual de las zonas de captación
El método tradicional para calcular los límites de las cuencas es dibujarlos manualmente en mapas topográficos en papel, a veces ayudado por el uso de películas transparentes. Luego puede usar un telémetro para hacer una estimación del área o los resultados se pueden digitalizar para usarlos con un software de mapeo. Incluso en la era electrónica, la habilidad de delimitar manualmente las cuencas sigue siendo muy útil porque puede verificar la exactitud de las cuencas generadas mediante software.
Según el Servicio Geológico de EE. UU., los pasos para delinear manualmente una cuenca incluyen: identificar los puntos de salida de la cuenca en un mapa, imaginar o dibujar líneas de agua superficiales que fluyen hacia áreas más bajas, marcar las ubicaciones de los puntos de alto relieve, identificar puntos de flujo a las cuencas hidrográficas y conectar estos puntos para delimitar las zonas de captación.
Algunas reglas básicas para delinear límites incluyen: los límites de las cuencas deben ser perpendiculares a las curvas de nivel cuando las cruzan, y no deben cruzar ríos o arroyos excepto en su salida. Los límites de las cuencas de captación deben seguir las líneas de las crestas y conectar los puntos altos.
La desventaja de la delineación manual es que está sujeta a juicio personal y existe una cierta tasa de error. La Agencia de Protección Ambiental de Illinois afirma: "La delimitación de cuencas es una ciencia inexacta. Incluso dos expertos pueden llegar a límites ligeramente diferentes para cuencas más pequeñas, especialmente cuando los resultados precisos son críticos, pueden ser necesarias excursiones para descubrir características que no se muestran en la tabla". mapa.
Delimitación automatizada de la zona de captación de agua
El uso de software para delinear cuencas hidrográficas suele ser más rápido y consistente que los métodos manuales porque elimina la subjetividad del analista. Los métodos automatizados de delineación de cuencas hidrográficas han sido populares desde la década de 1980 y se utilizan ampliamente en las comunidades científica y de ingeniería.
Los investigadores incluso están utilizando métodos informáticos para delimitar las zonas de captación de agua en Marte.
Los métodos automatizados de delimitación de cuencas utilizan modelos de elevación digitales (DEM), que normalmente utilizan un enfoque de "pendiente más pronunciada" para calcular la dirección del flujo. Este proceso suele realizarse en una cuadrícula rectangular, como es el caso de la mayoría de los algoritmos contemporáneos. Para obtener resultados más precisos, es necesario procesar y "acondicionar" los datos para que se puedan producir resultados hidrológicos realistas.
En el proceso de delinear áreas de captación de agua basándose en DEM, el algoritmo considerará áreas bajas en el terreno, rutas de flujo y otros factores, y luego determinará la dirección del flujo de agua, lo que implica una variedad de métodos de cálculo. . El algoritmo D8 más utilizado tiene limitaciones. El agua fluye en ocho direcciones, lo que puede dar lugar a patrones de flujo poco realistas.
Software utilizado para la delimitación de cuencas hidrográficas
Algunos de los primeros programas de delineación de cuencas hidrográficas se escribieron en FORTRAN, como CATCH y DEDNM. Hoy en día, muchos paquetes de software de sistemas de información geográfica (SIG), como ArcGIS, QGIS y GRASS GIS, incluyen herramientas de delineación de cuencas hidrográficas. Además, también están disponibles aplicaciones independientes de delineación de cuencas, como TauDEM.
Algunos software pueden usarse para simulación hidrológica y tienen la función de delimitar cuencas hidrográficas. Estos incluyen WMS (software hidrológico), modelo SWAT y CUENCAS, etc.
Otros conjuntos de datos y recursos disponibles
Existen muchos conjuntos de datos vectoriales que representan cuencas hidrográficas que pueden visualizarse y analizarse con SIG u otro software. Estos conjuntos de datos dividen toda la superficie terrestre en "subcuencas" o "cuencas unitarias". Las unidades de captación individuales se pueden combinar para producir cuencas más grandes, y las rutas y conexiones de flujo se pueden determinar mediante análisis de red.
Con el avance continuo de la ciencia y la tecnología, la tecnología y los métodos de delimitación de cuencas aún se están desarrollando. Esos datos más precisos y nuevos algoritmos podrían mejorar aún más la precisión de la delineación. Al considerar el impacto de los cambios ambientales y las actividades humanas, ¿cómo afecta la delimitación de las cuencas nuestras vidas y nuestra ecología?
