Clasificación hidrográfica de los ríos de España

Luis Quintas RipollMª Carmen Ángel MartínezLaura Hernández Sánchez

Área de Ingeniería de SistemasCentro de Estudios Hidrográficos del CEDEX

Jesús García VillarTRAGSATEC-SERVIGIS

Rubén Hierro RodríguezTRAGSATEC

Agenda

1. Introducción. ¿Porqué clasificar los ríos?

2. Clasificación de Pfafstetter

3. Obtención de las coberturas SIG para la clasificación

4. Proceso de clasificación de los ríos

5. Resultados del trabajo

6. Aplicaciones

7. Difusión de los resultados

1. Introducción. ¿Porqué clasificar los ríos?

• Encomienda de Gestión del CEDEX con la Dirección General de Agua del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente: clasificar la red hidrográfica de la cartografía 1:25.000 del IGN (escala de trabajo)

• Necesidad de una codificación de los ríos para su implementación en modelos matemáticos, bases de datos y sistemas de información geográfica

• Modelo hidrográfico, NO cartografía de ríos

• Antecedente: clasificación decimal de los ríos de

1965 (CEH)

• ¿Clasificar o codificar?

2. Clasificación de Pfafstetter• Creada por Otto Pfafstteter (Brasil 1923 - 1996)

• Recomendada por la Comisión Europea

• La más difundida a nivel internacional

• Topológica, compacta y transfronteriza

• Clasifica ríos y cuencas vertientes

Clasificación de Pfafstetter• Codifica ríos que desembocan en un tramo de costa:

• 1er dígito:

• dígitos pares para los 4 ríos de mayor cuenca vertiente

• Dígitos impares para las intercuencas

Clasificación de Pfafstetter• 2º dígito: 4 ríos de mayor cuenca en intercuencas y 4 mayores

afluentes de los ríos de 1er orden

• 3er dígito: mismo proceso con ríos de 2º orden

Clasificación de Pfafstetter modificado• Método sin modificar: codificación por área de la cuenca vertiente

• Método modificado: codificación por el nombre del río

Coberturas necesarias para la clasificación• Cobertura de ríos

• Red fluvial unifilar, conectada, continua y arborescente desde la desembocadura en el mar hasta el origen de los ríos

• Cobertura de cuencas vertientes

• Cuencas de todos los tramos de río y de los ríos completos

• Cartografía disponible: BCN25 vectorial 1:25.000, MTN25 (25x25m) y servicios Web del IGN (mapas raster, ortofotos,etc.)

SIG

3. Obtención de las coberturas para la clasificación

• Método tradicional automático: obtención de la red fluvial y las cuencas vertientes a partir del modelo digital del terreno (MDT) mediante el SIG (Spatial Analyst de ArcGIS)

MDT

flowdirection flowaccumulation

MDD MAF

selección umbral

streamlinkwatershed

Red fluvial rasterRed fluvial tramificadaCuencas vertientes

• Discordancia entre la red derivada del MDD y la red fluvial 1:25.000 cartográficaObtención de la red fluvial

MDD Red fluvial raster

Red fluvial cartográficaSuperposición de las 2 redes fluviales

MDT

Obtención de la red fluvial • Extracción de la red fluvial vectorial de la cartografía 1:25.000 del IGN

• Corrección, conexión, simplificación y

completado de la red

Cartografía vectorial 1:25.000 Hidrografía extraída Red fluvial

Obtención de la red fluvial. Operaciones complementarias • Supresión de los ríos muy cortos ( < 1 km): 44% del total

• Tratamiento de la hidronimia

Red fluvial completa para la codificación

Obtención de las cuencas vertientes • El MDD no sirve. MDT nuevo encañonando los ríos (‘burning in’)

MDDRed vectorial RV

MDT

RV: Red vectorial raster

- 25 x RV

MDT encañonado

Obtención de las cuencas vertientes • Nueva derivación de la red fluvial

• no es posible obtener la red cartográfica

MDT MDD MAF

Umbrales de flujo para red fluvial rasterRed cartográfica> 5.000 celdas > 10.000 celdas > 20.000 celdas

Obtención de las cuencas vertientes • Derivación de la red fluvial mediante programación externa al SIG sobre

coberturas exportadas a ficheros ASCII:

• Fichero ASCII de puntos orígenes de los ríos

• Obtención por programa del ASCII de las celdas vertientes a partir del MDD

• Numeración de los tramos de los ríos entre nodos -> cobertura raster

Celdas de origen de los ríos + MDD Red fluvial raster tramificadaDerivación de los ríos

Obtención de las cuencas vertientes • MÉTODO ITERATIVO DE AJUSTES Y CORRECCIONES:

• Comparación de la red derivada y sus cuencas con la red cartográfica

• Correcciones en el MDD no en el MDT

• Obtención con el programa externo de las celdas vertientes a partir del MDD corregido en ASCII de la red fluvial y numeración de los tramos de los ríos entre nodos en ASCII -> cobertura raster

• Obtención de las cuencas vertientes

Cuencas vertientes para la codificación

MDD

MAF

4. Proceso de clasificación de los ríos• Pfafstetter: codificación de tramos de costa

• Códigos de inicio: propuesta de la Agencia Europea de M. Ambiente

H S II CCCCCCCCCC...  

H océano, mar o endorreicaS región del mar, océano o

gran endorreicaII continente o isla CCCCC codificación de Pfafstetter

A1 Atlántico abiertoM2 Mediterráneo occidental

00 Ríos continentales01-99 Islas

Fuente: “Hydrological feature coding and water body coding”. Jacobsen B. European Topic Centre on Water. European Environment Agency. Europa. 2009

Códigos de inicio para España: 1er código Pfafstetter

A100

M200

A1002

A1003

A1004

A1006

A1008

A1005

A1007

A1009M2001

M2002

M2003

M2004 M2005

M2006

M2007

M2008

GUADIANA

• Aplicación en .net sobre ArcGIS 10

• Atribución de distancias a desembocadura y áreas vertientes

• Reconocimiento del río principal

• Orden de los afluentes

• Búsqueda de los 4 mayores afluentes

• Codificación de los tramos intermedios

• Codificación de los afluentes

• Código de colores

Clasificación de los ríos

1er orden: río principal: negro grueso ___________

2º orden, 4 mayores: azul grueso _____________ 3er orden, 4 mayores: rojo grueso _____________ 4º orden, 4 mayores: verde grueso _____________

5º orden: 4 mayores: amarillo grueso _____________ 6º orden, 4 mayores: azul fino _____________________ 7º orden, 4 mayores: rojo fino _____________________ 8º orden, 4 mayores: verde fino _____________________ 9º orden: 4 mayores: amarillo fino _____________________

Clasificación final• Clasificación por tramos de costa y ríos de 1er orden

• Recorte por las fronteras

• Montaje de toda España

• 173.000 ríos completos

• 333.000 cuencas vertientes

La España de las ‘ottocuencas’

A10032

1:1.000.000 1:500.0001:250.000

1:100.000 1:50.000 1:25.000

5. Resultados del trabajo• Cobertura vectorial de ríos clasificados

• Cobertura vectorial de cuencas vertientes a los tramos de ríosclasificadas

• Cobertura raster de direcciones de drenaje 25x25 m

• Cobertura raster de áreas vertientes (km2) de 25x25m

• Base de datos de ríos completos con parámetros geomorfológicos

• Área, perímetro, longitud, cotas máx. y min., desnivel, coef. de compacidad, pendiente media, densidad fluvial, coef. forma, tiempo concentración, etc.

6. Aplicaciones• Determinación de cuencas aguas arriba y

aguas abajo (Pfafstetter)

• Afecciones aguas abajo (MDD)

• Aplicaciones relacionadas con los parámetros geomorfológicos

• etc.

7. Difusión de los resultados• Reunión en el MAGRAMA con los responsables de

las Oficinas de Planificación de las CCHH

• Artículo en la Revista de Ingeniería Civil del CEDEX nº182 pág. 5-23 (julio 2016)

• Monografía Técnica del CEDEX. 418 pág + DVD. (septiembre 2016)

• Sesión técnica de presentación en el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX (nov - dic. 2016)

• Servidor de descargas de coberturas del MAGRAMA (dic. 2016)

Gracias por su atención