Estimación de parámetros hidrológicos mediante el uso de Sistemas de Información Geográfica para el análisis de la escorrentía superficial generada en una cuenca

Abstract

La evaluación del volumen de escorrentía que se genera en una cuenca durante un episodio de avenida es fundamental para la gestión de la seguridad hidrológica, dentro del campo de la ingeniería civil. Dentro de los modelos hidrometeorológicos existentes y desarrollados para tal propósito, en España destaca el método basado en el umbral de escorrentía, recogido en la Instrucción 5.2-I. C de Drenaje Superficial (MOPU, 1990), constituyendo uno de los primeros pasos a realizar en el análisis hidrológico de una cuenca. Para la estimación de dichos volúmenes, se tienen en cuenta las características del uso de la tierra (o uso del suelo), pendiente del terreno, características hidrológicas y grupo de suelo. Exceptuando la pendiente del terreno, el resto de valores presenta una gran incertidumbre, no solo por la interpretación del usuario, sino también por la gran variedad de información procedente de diversas fuentes cartográficas oficiales. Con objeto de cuantificar la variabilidad existente entre las posibles fuentes de información, se han utilizado cuatro fuentes cartográficas digitales procedentes de diversos organismos oficiales: Mapa de Cultivos y Aprovechamientos (MCA 2000-2009), Mapa Forestal de España (MFE), Mapa del Sistema de Información de Ocupación del Suelo en España (SIOSE) y datos del proyecto Corine Land Cover (CLC). El presente trabajo recoge un análisis comparativo espacial, desarrollado mediante un Sistema de Información Geográfica (SIG), de los valores del umbral de escorrentía obtenidos en una cuenca hidrográfica función de la fuente de datos utilizada. Así mismo, se realiza una modelización hidrológica y una comparación de los resultados obtenidos frente a los datos observados en el punto de desagüe de la cuenca, siendo determinada qué combinación de las distintas fuentes de datos es la que mejor se ajusta a la realidad. Para cada una de las fuentes de datos, se han establecido las correlaciones entre el tipo de aprovechamiento de las teselas con los distintos grupos de suelo y características hidrológicas contempladas en la Instrucción 5.2-IC, corroborándose el alto grado de subjetividad asociado a la asignación de las características hidrológicas y su influencia en la predicción del valor final más adecuado del umbral de escorrentía Po.

The analysis of the runoff volume, generated in a basin during a flood event, is essential in the field of in civil engineering for managing flood control and hydrological safety. Among all hydro-meteorological models available commonly applied in Spain, the method based on the SCS Curve Number method, and adapted and renamed as runoff threshold model (MOPU, 1990), is the most remarkable. Its application constitute one of the first steps of the hydrological basin analysis. Land use, slope, hydrologic characteristics and soil type are items need to define the runoff volume estimation. Excepting the slope, all variables have a relevant degree of uncertainty, jointly based on the user interpretation, and the wide variety of official cartographic information sources. In order to quantify the noteworthy differences among information sources, four digital cartographic sources have been evaluated: Crops and Exploitation Spanish Map, National Forestry Map, Spanish Soil Occupation Information System Map and Corine Land Cover Data Base. This study shows a spatial comparative analysis, by means of a Geographic Information System, of the runoff threshold obtained in a hydrographic basin depending on the cartographic source used. Hence, a hydrological modelling and a comparison against outcomes observed at the drainage point have been also performed. Moreover, the best fit among the four cartographic sources derived model and the real one has been stablished. For each of them, the interrelationship between the use of the tiles and land use and hydrologic characteristics, have been examined, confirming the degree of subjectivit associated to the definition of hydrologic characteristics of the tiles and its influence over the final predicted most accurate runoff threshold (Po).