1. CUENCA MOCHE

1. INTRODUCCIÓN

La cuenca del río Moche, ubicada en la región La Libertad, Perú, representa un territorio de alta relevancia hídrica, agrícola y urbana. Su red de drenaje, influenciada por la geomorfología andina y la dinámica estacional de precipitaciones, desempeña un papel clave en la distribución y disponibilidad del recurso hídrico en toda la cuenca. Además, la cobertura vegetal en sus diferentes pisos altitudinales cumple una función esencial en la regulación del escurrimiento, la protección del suelo y la mitigación de eventos extremos como sequías e inundaciones.

Este estudio se enfoca en la modelación de la red hídrica de la cuenca del Moche a partir de curvas de nivel y modelos digitales de elevación (DEM), así como en la evaluación de la cobertura vegetal mediante el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI). La aplicación de herramientas SIG permite comprender los patrones de escorrentía y drenaje, así como el estado de la vegetación en diferentes sectores de la cuenca, lo cual es fundamental para la gestión sostenible de los recursos naturales y la prevención de riesgos ambientales.

2. ANTECEDENTES

La cuenca del río Moche se ubica íntegramente en la región La Libertad, en la costa norte del Perú, y presenta una configuración hidrográfica característica de las cuencas costeras andinas, con zonas bien diferenciadas: una cuenca alta de origen montañoso y una cuenca media y baja que se desarrolla hacia el litoral, desembocando en el océano Pacífico, al norte de la ciudad de Trujillo.

La cuenca alta está conformada por quebradas y cursos de agua que se originan en las estribaciones de la cordillera occidental de los Andes, destacando afluentes como el río San Juan y quebradas estacionales que aportan caudal durante la temporada de lluvias. Estos cursos de agua confluyen para formar el río Moche, que fluye en dirección este-oeste atravesando diversos pisos ecológicos hasta llegar a la costa.

En la cuenca media y baja, el río Moche cruza zonas agrícolas de importancia regional, así como centros poblados relevantes como Quiruvilca, Otuzco y Trujillo. La actividad agrícola, especialmente en el valle bajo, depende en gran medida de las aguas del río y de la infraestructura de riego existente. El sistema hidráulico en esta cuenca ha sido complementado por proyectos de represamiento y canales de derivación, orientados a mejorar el abastecimiento hídrico para riego, consumo humano y uso industrial.

Es importante destacar la alta variabilidad climática e hídrica de la cuenca, fuertemente influenciada por fenómenos como El Niño, que impactan directamente en los caudales del río y en la ocurrencia de eventos extremos como inundaciones o sequías. Asimismo, el avance de la urbanización en el valle bajo y la presión sobre los ecosistemas naturales han generado retos significativos en la gestión del agua, el control de sedimentos y la conservación de fuentes naturales.

 3. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

• Ubicación Política

La cuenca del río Moche se encuentra en el norte del Perú y su ubicación político-administrativa comprende principalmente el departamento de La Libertad. A continuación te detallo su ubicación política:

Departamento: La Libertad

Provincias que abarca: Trujillo, Otuzco, Julcán, Sánchez Carrión (parte alta de la cuenca) y Virú (en menor medida)

Distritos relevantes:

En la parte baja (costa): Trujillo, Laredo, Moche, Víctor Larco, Poroto

En la parte media y alta (sierra): Agallpampa, Otuzco, Julcán, entre otros

La cuenca del Moche se extiende desde los Andes hasta el océano Pacífico, desembocando cerca de la ciudad de Trujillo.

Figura 01: Mapa de ubicación de la cuenca en estudio

 4. OBJETIVOS

Objetivo General:

Desarrollar la modelación de la red hidrográfica, generar productos derivados del terreno y analizar la cobertura vegetal mediante el cálculo del NDVI en la cuenca del río Moche, empleando herramientas de Sistemas de Información Geográfica (SIG) y datos satelitales.

Objetivos Específicos:

• Delimitar y representar la red hídrica principal y secundaria de la cuenca del río Moche, utilizando un modelo digital de elevación (DEM) y derivados como pendiente, orientación (aspect) y sombreado del relieve (hillshade).
• Aplicar una clasificación supervisada sobre imágenes satelitales con el fin de identificar los tipos predominantes de cobertura y uso del suelo dentro del ámbito de la cuenca.
• Estimar el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) a partir de imágenes Landsat, con el propósito de reconocer y evaluar áreas con vegetación en buen estado dentro de la cuenca.

 5. PROCEDIMIENTO

Figura 02: Diagrama de flujo

5.1 Modelamiento Hídrico

• Se recopilaron las curvas de nivel del área de interés utilizando la plataforma GEOCATMIN, descargando los cuadrángulos cartográficos a escala 1:100,000 correspondientes a la región, específicamente las secciones 16f, 16e, 16g, 17f, 17e y 17g.

Figura 03: Curvas de nivel obtenidas del GEOCATMIN

• Se realizó la fusión de las capas de curvas de nivel descargadas para conformar una única capa continua que cubra toda el área de interés. Luego, se aplicó la herramienta Clip para delimitar la capa según los límites específicos de la zona de estudio.

Figura 04: Curvas de nivel cortadas

• Posteriormente, se generó el Modelo Digital de Elevación (DEM) mediante la herramienta ‘Topo to Raster’, garantizando una representación precisa del relieve de la cuenca.

Figura 05: Creación del Modelo Digital de Elevación (DEM)

• Se desarrolló un ModelBuilder para llevar a cabo el modelamiento hidrológico de la cuenca. Partiendo del DEM corregido mediante la herramienta Fill, se calcularon las direcciones de flujo (Flow Direction) y la acumulación de flujo (Flow Accumulation), pasos esenciales para identificar las redes hidrográficas. Asimismo, se generaron los polígonos de las cuencas utilizando las herramientas Basin y Raster to Polygon para su delimitación.

Figura 06: Model Builder para generar la red hídrica

• Se generaron los otros mapas derivados tales como: Hillshade de 8 am y 5pm, Cut Fill, Pendientes, Aspectos y Densidad de Kernel

5.1 Análisis de cobertura Vegetal y Clasificación del uso del suelo 

• Luego, se descargó una imagen satelital Landsat 8 desde la plataforma USGS Earth Explorer, correspondiente a nuestra área de estudio, con fecha de captura del 22 de mayo de 2025 y con Path/Row específicos para la zona. Esta imagen, adquirida con el sensor OLI/TIRS en el nivel de procesamiento C2 L1, proporciona información multiespectral de alta calidad, ideal para el análisis geoespacial. A partir de esta imagen, se realizará el cálculo del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) y una clasificación supervisada, lo que permitirá evaluar la cobertura vegetal y diferenciar distintos tipos de uso del suelo en la cuenca con mayor precisión. La selección del producto se basó en la reciente fecha de adquisición y en la mínima interferencia de cobertura nubosa, garantizando resultados más fiables en los análisis.

Figura 07: Descarga de imágenes satelitales Landsat 8

• Para cubrir completamente la cuenca del río Moche, se descargaron dos imágenes satelitales Landsat 8 desde el portal USGS EarthExplorer, correspondientes a las escenas Path 009 Row 065 y Path 008 Row 065, ambas en la zona UTM 17S. Debido a que el área de estudio abarca más de una escena, se utilizó la herramienta Mosaic to New Raster en ArcMap para combinar ambas imágenes en un solo archivo raster.
• Posteriormente, se recortó el raster fusionado para ajustarlo a los límites de la cuenca del río Moche. Finalmente, se reproyectaron los datos al sistema de coordenadas UTM Zona 17S, garantizando la precisión espacial necesaria para los análisis posteriores.

Figura 08: Descarga de imágenes satelitales Landsat 8

• En esta etapa, se empleó la herramienta Raster Calculator para calcular el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI), utilizando las bandas espectrales correspondientes de la imagen satelital Landsat. La Banda5.TIF fue utilizada como la banda del infrarrojo cercano (NIR), mientras que la Banda4.TIF representó la banda del rojo (Red). La fórmula aplicada en la calculadora raster fue:
  (Banda5 - Banda4) / (Banda5 + Banda4),
  lo que permitió obtener un nuevo raster que refleja la densidad y vigor de la vegetación en la cuenca de estudio.
• Se definieron las clases de cobertura para la clasificación supervisada mediante el uso de la herramienta Training Sample Manager de ArcGIS. Las clases seleccionadas fueron: Población, Ríos, Áreas con vegetación y Áreas sin vegetación, cada una representada por un valor único y un color distintivo. Para cada categoría, se recopilaron muestras de entrenamiento representativas, lo que permitirá al algoritmo de clasificación supervisada identificar y diferenciar con precisión los distintos tipos de cobertura dentro de la cuenca. Esta configuración es esencial para asegurar resultados consistentes y un análisis espacial confiable.
• Una vez obtenidos los resultados de la clasificación supervisada, se procedió a convertir el archivo ráster a formato vectorial utilizando la herramienta Raster to Polygon de ArcGIS. Esta conversión permitió representar cada clase de cobertura mediante polígonos, lo que facilitó su análisis visual y cuantitativo. A continuación, se calculó el área correspondiente a cada polígono utilizando el campo Shape_Area de la tabla de atributos. Esto permitió realizar un análisis espacial más detallado, así como interpretar con mayor precisión la distribución de las distintas coberturas dentro de la cuenca evaluada.

Figura 09: NDVI Supervisado

• Se generaron puntos de entrenamiento sobre la imagen satelital correspondientes a las clases: Población, Ríos, Áreas con vegetación y Áreas sin vegetación. A partir de estos puntos, se creó el archivo de firmas espectrales (firmas.gsg) mediante la herramienta Create Signatures. Este archivo fue utilizado en el proceso de clasificación supervisada mediante el método Maximum Likelihood Classification, generando un ráster categorizado según los tipos definidos.
• El ráster clasificado se convirtió a formato vectorial utilizando la herramienta Raster to Polygon, lo que permitió representar cada clase como un polígono individual. Luego, se añadió un campo denominado Área, calculando su valor en hectáreas para cada entidad. Finalmente, se generó una tabla en formato dBASE con el resumen de superficies por clase de cobertura, permitiendo cuantificar e interpretar de forma precisa la distribución espacial de los diferentes tipos de cobertura dentro de la cuenca.

10. RESULTADOS

En esta sección se exponen los resultados obtenidos a partir del análisis geoespacial y del modelamiento hidrológico desarrollado en la cuenca del río Moche. 

• Los productos generados comprenden diversos modelos derivados que contribuyen a una comprensión integral de las características geomorfológicas. Entre ellos, destaca la elaboración de mapas de sombras (hillshade) correspondientes a las condiciones de iluminación solar a las 8:00 a.m. y 5:00 p.m., los cuales permiten visualizar con mayor claridad la topografía del terreno y sus variaciones en función del relieve.

Figura 10: Mapa de sombras 8 am

Figura 11: Mapa de sombras 5 pm

• Se generó la red hídrica de la cuenca Moche, donde se evidencia resultados de la red hídrica y Subcuencas de la cuenca Moche, se determinaron 12 subcuencas.

Figura 12: Mapa de red hídrica de la cuenca Moche

• Se genero el mapa de CUT/FILL de la cuenca moche, donde se obtuvieron datos de mayor variación, no hay variación y pérdida de data.

Figura 13: Mapa de CUT/FILL Cuenca Moche

• Se generó el mapa de pendientes, donde se obtuvieron datos de pendientes entre plano o casi plano, suavemente inclinado, inclinado, moderamente escarpado y escarpado.

Figura 14: Mapa de Pendientes Cuenca Moche

• Se generó el mapa de aspectos de la cuenca Moche

Figura 15: Mapa de Aspectos Cuenca Moche

Se generó el mapa de Visbilidad desde un Observador.

Figura 16: Mapa de Visibilidad Cuenca Moche

• Se generó el mapa de Densidad Poblacional, de rangos muy bajo, bajo, medio, alto y muy alto.

Figura 17: Mapa de Densidad Cuenca Moche

• Se generó el mapa de NDVI (Índice de Vegetación Normalizada) de la Cuenca Moche, el cual muestra la distribución de la cobertura vegetal en diferentes rangos de valores. Los rangos de NDVI y las áreas correspondientes en kilómetros cuadrados son los siguientes:

De -0.075 a 0.0846: 234.973 km²

De 0.0846 a 0.1647: 3.118 km²

De 0.1647 a 0.25063: 681.010 km²

De 0.25063 a 0.6802: 787.729 km²

Estos resultados permiten identificar claramente las zonas con mayor y menor densidad de vegetación dentro de la cuenca, siendo el último rango el que representa las áreas con mayor cobertura vegetal.

Figura 18: Mapa de NDVI Cuenca Moche

• Se evidencia que los resultados indican una distribución espacial diferenciada en cuanto a la cobertura vegetal y otros usos del suelo. Los rangos del NDVI y las áreas correspondientes en kilómetros cuadrados son las siguientes:

Población: 234.983 km²

Ríos: 3.398 km²

Áreas con vegetación: 1100.881 km²

Áreas sin vegetación: 787.729 km²

El área total analizada es de 2126.99 km², lo que permite observar con claridad las zonas de mayor y menor vegetación dentro de la cuenca.

Figura 19: Mapa de NDVI Supervisada Cuenca Moche

7. CONCLUSIONES

• Se logró desarrollar un análisis geoespacial integral de la cuenca del río Moche, aplicando de manera eficaz herramientas de Sistemas de Información Geográfica (SIG). La modelación de la red hídrica y el análisis de la cobertura vegetal permitieron comprender en detalle las dinámicas hidrológicas y la distribución espacial de la vegetación dentro de la cuenca, demostrando la utilidad de los SIG en estudios ambientales aplicados.
• La delimitación precisa de la cuenca y la generación automatizada de la red de drenaje se realizaron a partir del Modelo Digital de Elevación (DEM), utilizando herramientas como Model Builder, lo que facilitó la identificación clara de los cauces principales y secundarios de la red hídrica del río Moche.
• La clasificación supervisada, basada en imágenes Landsat 8, permitió diferenciar de manera efectiva las clases de cobertura: áreas con vegetación, áreas sin vegetación, cuerpos de agua y zonas pobladas, siendo las áreas con vegetación la clase predominante en la región.
• Finalmente, se generaron mapas temáticos que representan la red hídrica, la cobertura vegetal y los resultados de la clasificación supervisada, presentando los hallazgos de manera clara y útil para su aplicación en informes técnicos y en la toma de decisiones territoriales y ambientales.

8. RECOMENDACIONES

• Evaluar la resolución espacial del DEM utilizado para asegurar que se representen adecuadamente los cauces menores y las zonas potenciales de acumulación de agua dentro de la cuenca del río Moche.
• Incrementar el número y la representatividad de las muestras de entrenamiento para mejorar la calidad de la clasificación supervisada, especialmente en clases como zonas urbanas o cuerpos de agua, que pueden presentar mayor variabilidad espectral.
• Realizar un análisis multitemporal del NDVI para identificar cambios estacionales y tendencias a largo plazo en la cobertura vegetal de la cuenca.
• Complementar el NDVI con otros índices como el EVI (Índice Mejorado de Vegetación), lo cual permitirá una evaluación más completa de la salud y densidad de la vegetación

9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

U.S. Geological Survey (USGS). (n.d.). EarthExplorer. United States Geological Survey. https://earthexplorer.usgs.gov/

Autoridad Nacional del Agua. (s. f.). Autoridad Nacional del Agua (ANA). IDEP GeoIDE Perú. Recuperado de GeoIDE Perú: https://www.geoidep.gob.pe/autoridad-nacional-del-agua-ana

Autoridad Nacional del Agua (ANA). (s. f.). Observatorio Nacional de Recursos Hídricos. SNIRH – ONRH. Recuperado de https://snirh.ana.gob.pe/onrh/

Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI). (s.f.). Boletines. Instituto Nacional de Estadística e Informática. Recuperado el 8 de junio de 2025, de https://m.inei.gob.pe/biblioteca-virtual/boletines/