Introducción

La cuenca del río Chicama constituye una de las unidades hidrográficas más importantes de la región La Libertad, siendo vital para el desarrollo agrícola y el abastecimiento de agua en el norte del Perú. Esta cuenca se extiende desde las zonas altoandinas de la Cordillera Occidental hasta su desembocadura en el océano Pacífico, presentando una marcada variabilidad topográfica que influye directamente en su régimen hidrológico.

El análisis de las características físicas de una cuenca hidrográfica es fundamental para comprender su comportamiento, los procesos de erosión, la dinámica de escorrentía y los riesgos asociados a fenómenos naturales. En este contexto, variables como la pendiente del terreno, que determina la velocidad del flujo, y la precipitación, que actúa como el principal aporte hídrico, juegan un rol determinante en la dinámica ambiental de la cuenca Chicama.

El uso de Sistemas de Información Geográfica (SIG) ha permitido integrar información topográfica de sensores como ALOS PALSAR y datos climáticos de fuentes satelitales como TRMM/GPM, facilitando la elaboración de mapas temáticos que apoyan la gestión del recurso hídrico. El presente proyecto tiene como finalidad realizar la caracterización física de la cuenca del río Chicama mediante la delimitación de su red hídrica y la elaboración de mapas detallados de pendientes y precipitación.

Antecedentes

Estudios hidrológicos y geomorfológicos han destacado la importancia de la cuenca del río Chicama debido a su influencia directa sobre el desarrollo agroindustrial, económico y social de la región La Libertad. Investigaciones previas en la costa norte del Perú han utilizado Modelos Digitales de Elevación (MDE) y datos de precipitación satelital para analizar la morfología del terreno, la distribución espacial de las lluvias y su relación con el transporte de sedimentos y caudales estacionales.

El empleo de datos ALOS PALSAR para la generación de modelos de elevación ha demostrado ser una alternativa altamente confiable para el análisis de pendientes en las vertientes occidentales de los Andes peruanos, debido a su capacidad de penetración y resolución espacial de 12.5 metros. Asimismo, la plataforma Giovanni de la NASA, junto con los sensores TRMM y GPM, ha sido fundamental para la obtención de datos climáticos en zonas con escasas estaciones meteorológicas, permitiendo identificar gradientes de precipitación que van desde los niveles áridos de la costa hasta las zonas de mayor humedad en la cabecera de cuenca.

Estos antecedentes respaldan el uso de herramientas SIG, como el procesamiento de órdenes de ríos mediante la interpolación espacial IDW, como base metodológica sólida para la caracterización física de cuencas hidrográficas en el territorio peruano.

Descripción del área de estudio

La cuenca del río Chicama, ubicada en la vertiente occidental de los Andes del norte del Perú, específicamente en la región La Libertad. La cuenca se extiende desde altitudes superiores en la zona altoandina (cerca de la sierra de Otuzco y Gran Chimú) hasta el nivel del mar en el océano Pacífico, atravesando diversos pisos altitudinales y climáticos que definen su estructura hidrológica.

La cuenca presenta un relieve abrupto en su parte alta y media, con pendientes pronunciadas que superan el 45% en las zonas de mayor escarpe. En contraste, en su tramo bajo, hacia la zona de Paiján y Ascope, se desarrollan áreas de menor pendiente asociadas a la planicie costera y valles aluviales. Climáticamente, la cuenca está influenciada por un régimen de precipitaciones estacionales que presentan un gradiente marcado de valores mínimos en la franja costera y máximos durante los periodos de mayor humedad.

Objetivos

Objetivo general

• Realizar la caracterización física de la cuenca del río Chicama a través de la generación de cartografía temática de pendientes y precipitación, empleando herramientas SIG.

Objetivos específicos

• Determinar la unidad hidrográfica de la cuenca Chicama mediante el procesamiento de datos topográficos y la jerarquización de su red hídrica.
• Modelar el relieve de la cuenca para obtener el mapa de pendientes.
• Representar la variabilidad pluvial mediante la elaboración del mapa de precipitación.
• Interpretar la distribución espacial de la inclinación del terreno y los niveles de lluvia para comprender la dinámica hidrológica y ambiental dentro de la cuenca.

PROCEDIMIENTO

La ejecución del proyecto se llevó a cabo mediante un flujo de trabajo estructurado.
 

• Se descargaron los raster de elevación desde la plataforma Earth Data y posteriormente, los raster fueron integrados mediante la herramienta Mosaic to New Raster, estableciendo como referencia espacial el sistema de coordenadas UTM.

• El raster mosaico fue recortado al límite de la cuenca Chicama utilizando la herramienta Clip (Raster), con el fin de delimitar el área de análisis.

• Se ejecutó la herramienta Fill para subsanar imperfecciones o depresiones ficticias en la superficie del terreno. Este proceso de corrección topográfica fue esencial para asegurar una representación fidedigna del drenaje natural, permitiendo que los análisis posteriores de dirección y acumulación de flujo.

• Luego del DEM corregido, se calculó la pendiente del terreno mediante la herramienta Slope. De igual manera, el raster de pendientes fue clasificado utilizando la herramienta Reclassify, estableciendo rangos porcentuales basados en criterios propuestos por la FAO y organismos de gestión del riesgo.

• Se utilizó la herramienta Flow Direction para determinar la dirección del flujo superficial a partir del DEM corregido.

• Se aplicó la herramienta Flow Accumulation para identificar las zonas de concentración del flujo hídrico dentro de la cuenca.

• Mediante la herramienta Con, se definieron los umbrales de acumulación de flujo para la extracción de la red hídrica principal.

• Luego, se utilizó la herramienta Stream Link para asignar identificadores únicos a los segmentos de la red de drenaje.

• Asimismo, se aplicó la herramienta Stream Order empleando el método de Strahler, permitiendo clasificar los cursos de agua según su orden jerárquico.

• Para finalizar, se utilizó la herramienta Stream to Feature para convertir la red hídrica resultante a formato vectorial (shapefile).

• Se descargó información de precipitación desde la interfaz web Giovanni de la NASA, correspondiente al área de estudio y al periodo de 01-01-2018 al 01-03-2018.

• Los datos de precipitación fueron incorporados al entorno SIG mediante la herramienta Make NetCDF Raster Layer.

• El raster generado fue exportado a formato TIFF para su posterior análisis y representación cartográfica.

• Se utilizó la herramienta Raster to Point para transformar el raster de precipitación en una capa de puntos de la Cuenca Chicama.

• A su vez se aplicó el método de interpolación IDW (Inverse Distance Weighting) para generar el mapa continuo de precipitación de la cuenca Chicama.

RESULTADOS

Como resultado del análisis físico-espacial, se obtuvo el mapa de pendientes de la unidad hidrográfica, el cual evidencia una marcada variabilidad topográfica en la cuenca del río Chicama. Se identificó un predominio de pendientes clasificadas como "Muy fuertes" (>45%) en las zonas de alta montaña y laderas medias, representadas en color rojo, mientras que las pendientes "Muy suaves" (0-5%) y "Suaves" (5-15%) se concentran principalmente en el tramo bajo de la cuenca, asociado a la planicie costera y fondos de valle.

Asimismo, el mapa de precipitación generado mediante la interpolación IDW muestra una distribución espacial ascendente hacia el interior del continente. Los valores de precipitación diaria presentan un rango que oscila entre los 3.001 mm/día en las zonas más áridas cercanas a la costa, hasta alcanzar valores máximos de 15 mm/día en las cabeceras de cuenca andinas. Esta gradiente pluvial es fundamental para explicar la acumulación de escorrentía que alimenta la red hídrica de la cuenca, la cual presenta una alta densidad de drenaje en las zonas de mayor pendiente.

Estos productos cartográficos, integrados bajo un sistema de coordenadas WGS84 UTM 17S, permiten comprender con precisión la dinámica física de la cuenca Chicama. Los mapas resultantes constituyen insumos clave para la planificación territorial y la gestión del riesgo de desastres, especialmente en la identificación de zonas susceptibles a erosión o inundaciones ante eventos de precipitación extrema.

Conclusiones

• Se logró delimitar espacialmente la unidad hidrográfica de la Cuenca Chicama y jerarquizar su red hídrica mediante el método de Strahler, obteniendo una representación detallada de los cauces que conforman el sistema de drenaje.
• El procesamiento de datos ALOS PALSAR descargados de Earth Data permitió modelar el relieve con alta precisión, identificando que la cuenca posee un terreno predominantemente accidentado con pendientes que superan el 45% en sus zonas media y alta.
• Se elaboró el mapa de precipitación utilizando datos de la plataforma Giovanni, el cual evidenció un gradiente pluvial marcado que oscila entre 3.001 mm/día y 15 mm/día, reflejando la transición climática entre la costa y la sierra.
• El análisis integrado en ArcGIS Pro facilitó la comprensión de la dinámica física de la cuenca, demostrando que las mayores precipitaciones coinciden con las zonas de pendientes más fuertes, lo cual es un factor crítico para la gestión de escorrentía y riesgos.

Recomendaciones

• Fortalecer la caracterización física incorporando variables adicionales como la geología, el tipo de suelo y la cobertura vegetal, para obtener un modelo de vulnerabilidad más detallado.
• Implementar análisis multitemporales de precipitación para evaluar tendencias climáticas a largo plazo y su impacto en el régimen de caudales de la Cuenca Chicama.
• Realizar un proceso de validación cruzada de los resultados satelitales con datos de estaciones hidrometeorológicas locales (SENAMHI) para ajustar los niveles de precisión de las isoyetas generadas.

Referencias

Autoridad Nacional del Agua-ANA (2018). Problemática hídrica en las cuencas de los ríos Santa, Moche y Chicama. ANA. https://hdl.handle.net/20.500.12543/4370

Autoridad Nacional del Agua. (2021). Evaluación de los recursos hídricos en la cuenca del río Chicama. Ministerio de Desarrollo Agrario y Riego. https://repositorio.ana.gob.pe/handle/20.500.12543/5072

NASA Goddard Space Flight Center. (s. f.). Giovanni: The Bridge Between Data and Science. https://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni/