Introducción

El motivo del presente es describir el proceso que se efectuó para delimitar la microcuenca del rio platanitos, obtención de parámetros fisiográficos y geomorfológicos, elaboración de modelos de precipitación y temperatura.

Para la obtención de los datos y poder efectuar el proceso se utilizó el programa Global Mapper, del cual se obtuvieron las curvas a nivel, también se visitó una de las paginas web en las que la NASA pone a disposición de todo el público diversos tipos de información, tales como precipitación, temperaturas, velocidad del viento, entre otros.

Al final de todo el proceso se generaron tres mapas, los cuales presentan de forma gráfica los parámetros fisiográficos, geomorfológicos y los datos mas altos y bajos de temperatura y precipitación de la micro cuenca.

Cabe recalcar que en los parámetros geomorfológicos el factor de forma es de 0.18, lo que indica que es un a microcuenca muy alargada y que la curva hipsométrica nos indicó que la microcuenca está comenzando su etapa de vejez.

Antecedentes

En julio del 2015, se realizó una “caracterización ambiental de la microcuenca del río platanitos” por Sofia Mayarí Ibáñez López, en el cual concluye que “el 38% del área de la microcuenca es de infraestructuras, 27% en sobre uso por cultivos anuales, 10% se usa de forma adecuada y 25% en sub uso.”

En el mismo se hace evidente que la microcuenca cuenta con un mal ordenamiento territorial, ya que existen muchos poblados que se encuentran en áreas con alto índice de riesgo de derrumbes.

Cabe recalcar que Sofia Mayarí Ibáñez López advierte que el principal problema de la microcuenca es el manejo de desechos, a pesar que existen plantas de tratamientos de agua y una entidad encargada del manejo de las mismas, no se ha logrado dar el manejo adecuado a los desechos, esto se debe a que los poblados vierten sus desechos líquidos al cauce y existe una gran cantidad de basureros clandestinos.

Descripción del área de estudio

La microcuenca del río Platanitos pertenece a la subcuenca del rio Villalobos, la cual pertenece a la cuenca del rio María Linda. La microcuenca se ubica dentro de los municipios de Villa Nueva, San Miguel Petapa del departamento de Guatemala, Santa Lucia Milpas Altas, y Magdalena Milpas Altas del departamento de Sacatepéquez.

Objetivos

General

• Delimitar y generar un mapa de la microcuenca del rio platanitos con un modelo de elevación digital.

Específicos

• Obtener los parámetros fisiográficos y geomorfológicos de la microcuenca.
• Realizar un mapa de la red hídrica utilizando el modelo digital de elevación de la micro cuenca del río platanitos.

Realizar mapas de precipitación y temperatura de la microcuenca del río platanitos

Metodología

Descarga de curvas a nivel

Para la descarga de las curvas a nivel se procedió a utilizar el programa Global Mapper, por medio de este se obtuvo el acceso a las imágenes satelitales Aster GDEM versión 3.

Con las herramientas del programa se procedió a generar las curvas a nivel con intervalos de 10 m y se procedió a exportar las curvas a formato shape.

Posteriormente en ArcGIS, se procedió a agregar el shape generado de las curvas a nivel y se proyectó al sistema de coordenadas de Guatemala, el cual tiene las siguientes modificaciones a la proyección UTM.

Generación del DEM

Para la generación del DEM se utilizó la herramienta “topo to raster” y en la herramienta se procedió a establecer un tamaño de pixel de 30.

Delimitación de la cuenca

Se procedió a utilizar las herramientas las herramientas “Fill, Flow direction, Flow accumulation y Watershed” para delimitar la cuenca, en la herramienta watershed se procedió a utilizar un punto de aforo para la delimitación ya que se conoce el lugar donde desemboca el rio.

Para facilitar el proceso se realizó el cálculo de la red de drenaje con la herramienta “Raster calculator” y en esta se indicó que los pixeles con un valor menores a 1000 sean igual a 1, de esta manera se generó un archivo raster de muy buena calidad.

Cálculo de parámetros fisiográficos

Con ArcGIS se procedió a determinar el área, perímetro y longitud de la cuenca, adicional a esto también se calculó la longitud del rio principal, posteriormente se trasladaron estos datos a una tabla de Excel para calcular el resto de los parámetros fisiográficos.

Los parámetros fisiográficos calculados fueron:

• Ancho de la cuenca
• Factor de forma
• Índice de gravelius

Parámetros geomorfológicos

Para el cálculo de los parámetros geomorfológicos fue necesario de reclasificar el DEM, para ello se utilizó la herramienta “Recalssify y para este caso se aplicó el método de intervalos, los cuales se establecieron en 10.

Al realizar este proceso los datos de área y perímetro cambian, por lo que se procedió a digitar los nuevos datos en la tabla de Excel, además que también se digitaron los datos de reclasificación de pendientes en la tabla de Excel, quedando de la siguiente manera.

Posterior a ello se procedió a realizar los cálculos para el polígono de frecuencias y la curva hipsométrica.

Tales cálculos fueron:

• Área Parcial (km²)
• Altitud media de cada área parcial
• Áreas acumuladas
• Áreas que quedan sobre las altitudes
• % del total
• % total que queda sobre la altitud

Cálculo de parámetros de la red de drenaje

Para el cálculo de los parámetros de la red de drenaje se procedió a establecer el orden de los ríos en ArcGIS, para determinar la cantidad de tributarios que existen en los órdenes 1, 2 y 3. Posteriormente se realizó el cálculo de la longitud de cada uno de los tributarios y se efectuó la sumatoria para cada uno de los órdenes.

Habiendo obtenido los datos de longitud y la cantidad de tributarios de cada orden, en Excel se procedió a calcular:

• Densidad de Drenaje
• Extensión Media de Escurrimiento 
• Frecuencia de Ríos
• Pendiente Media de Rio Principal
• Coeficiente de Torrencialidad
• Coeficiente de Masividad
• Cálculos de parámetros 3

Modelo de precipitación y temperatura

Para obtener los datos de precipitación y temperatura se accedió a la página web NASA Prediction Of Worldwide Energy Resources, la cual tiene a disposición de todo el público información de temperatura, precipitación velocidad del viento, humedad, entre otros.

Dentro de la página, sobre el mapa que se presenta, se procedió a establecer 4 puntos cercanos al área de estudio, estos puntos fueron los que se tomaron como estaciones meteorológicas para la elaboración de los modelos de precipitación y temperatura.

Posteriormente en Excel se procedió a realizar un gráfico de regresión lineal, para obtener la formula que se utilizó para generar el modelo de precipitación.

Para el caso del modelo de temperatura se utilizó un valor de gradiente de 0.55 ºC

Obtención de isoyetas e isotermas

Para obtener las isoyetas e isotermas de los modelos de precipitación y temperatura se procedió a utilizar la herramienta “Create Random Points”. Posterior a ello se ejecutó la herramienta “Extract multivalues to points” extrayendo así los datos de ambos modelos.

Por último, para la obtención de las isoyetas e isotermas se ejecutó dos veces la herramienta de interpolación kriging, uno donde se ingresó en el parámetro “z value” los datos extraídos del modelo de precipitación y en el otro los del modelo de temperatura.

Resultados

Con la generación del modelo de elevación digital se determino que la microcuenca del rio platanitos se encuentra en alturas de 1220 msnm a 2444 msnm, con un área de 50.14 km², perímetro de 48.25 km.

Conclusiones

• Se comprobó que los modelos de elevación digital generados por medio de curvas a nivel son más preciso para áreas de estudio pequeñas. Esto debido a que se intentó utilizar los archivos DEM que proporciona la USGS y no se obtuvieron muy buenos resultados para el área de estudio, ya que en algunas partes no se generaba bien la forma de la cuenca cuando se realizada el proceso de delimitación.
• Se determinó que la microcuenca del rio platanitos tiene una extensión de 50.14 km², con un perímetro de 48.25 km, una longitud de 16.65 km y Factor de forma de 0.18, lo cual indica y se evidencia en el mapa, que la forma de la cuenca es alargada.

La curva hipsométrica no indica que la microcuenca esta llegando a una etapa de vejez, ya que se observa que la curva tiene a estar un poco mas a la izquierda en el medio.

• Según los datos obtenidos de precipitación y temperatura se determinó que la microcuenca del rio platanitos se ve afectada por una fuerte precipitación en la parte alta lo cual contrasta mucho con la parte media y baja que no recibe mucha precipitación. Respecto a la temperatura se puede decir que la microcuenca goza de un clima templado.

Recomendaciones

• Para le análisis de microcuencas es mejor utilizar los datos de curvas a nivel para generar el DEM, ya que estos serán más precisos y exactos.
• La delimitación de cuencas se facilita mas si se utilizan mapas cartográficos o fotografías satelitales para determinar el lugar de desemboque del río y utilizarlo para delimitar la cuenca.

Referencias

López, S. M. (Junio de 2015). Repositorio USAC. Obtenido de http://www.repositorio.usac.edu.gt/2533/1/SOFIA%20MAYARI%20IBAÑEZ%20LOPEZ.pdf

Mastergis. (Octubre de 2019). Crea curvas de nivel con Global Mapper. Obtenido de Youtube: https://youtu.be/UFhH5mLMs8g

NASA. (Mayo de 2021). NASA Prediction Of Worldwide Energy Resources. Obtenido de https://power.larc.nasa.gov/beta/data-access-viewer/