Análisis de migración de cauces mediante SIG

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Ponencia presentada por Ecoter en el I Congreso Ibérico de Restauración Fluvial celebrado en León en Octubre de 2011

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Análisis de migración de cauces mediante SIG

  1. 1. ANÁLISIS DIACRÓNICO DE LA MIGRACIÓN DE CAUCES FLUVIALES MEDIANTE TÉCNICAS DE SIG VECTORIALDAVID GRANADO GARCÍA (ECOTER)VANESA ACÍN NAVERAC (ECOTER)ELENA DÍAZ BEA (UPV/EHU)ASKOA IBISATE GONZÁLEZ DE MATAUCO (UPV/EHU)ALFREDO OLLERO OJEDA (UZ) I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  2. 2. 1. INTRODUCCIÓN1. INTRODUCCIÓN2. ANÁLISIS DE LAS SUPERFICIES MOVILIZADAS3. ANÁLISIS Y PREDICCIÓN DE LA DINÁMICA DE MEANDROS4. CONCLUSIONES5. CONSIDERACIONES FINALES I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  3. 3. 1. INTRODUCCIÓN1. INTRODUCCIÓN2. ANÁLISIS DE LAS SUPERFICIES MOVILIZADAS3. ANÁLISIS Y PREDICCIÓN DE LA DINÁMICA DE MEANDROS4. CONCLUSIONES5. CONSIDERACIONES FINALES I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  4. 4. 1. INTRODUCCIÓN ESTUDIO DE LA GEOMORFOLOGÍA FLUVIAL DESCRIPCIÓN CARACTERIZACIÓN ANÁLISIS DIAGNÓSTICO PREDICCIÓN PRESENTE Y FUTURO PASADO I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  5. 5. 1. INTRODUCCIÓN ESTUDIO DE LA GEOMORFOLOGÍA FLUVIAL DESCRIPCIÓN CARACTERIZACIÓN ANÁLISIS DIAGNÓSTICO PREDICCIÓN PRESENTE Y FUTURO PASADO I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  6. 6. I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  7. 7. 1. INTRODUCCIÓN ESTUDIO DE LA GEOMORFOLOGÍA FLUVIAL DESCRIPCIÓN CARACTERIZACIÓN ANÁLISIS DIAGNÓSTICO PREDICCIÓN PRESENTE Y FUTURO PASADO I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  8. 8. I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  9. 9. 1. INTRODUCCIÓN ESTUDIO DE LA GEOMORFOLOGÍA FLUVIAL DESCRIPCIÓN CARACTERIZACIÓN ANÁLISIS DIAGNÓSTICO PREDICCIÓN PRESENTE Y FUTURO PASADO I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  10. 10. I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  11. 11. 1. INTRODUCCIÓN ESTUDIO DE LA GEOMORFOLOGÍA FLUVIAL DESCRIPCIÓN CARACTERIZACIÓN ANÁLISIS DIAGNÓSTICO PREDICCIÓN PRESENTE Y FUTURO PASADO I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  12. 12. 1. INTRODUCCIÓN ESTUDIO DE LA GEOMORFOLOGÍA FLUVIAL Análisis de las Análisis y estimación de la Superficies movilizadas migración de meandros DIAGNÓSTICO PREDICCIÓN I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  13. 13. 1. INTRODUCCIÓN ESTUDIO DE LA GEOMORFOLOGÍA FLUVIAL Análisis de las Análisis y estimación de la Superficies movilizadas SIG migración de meandros DIAGNÓSTICO PREDICCIÓN RESTAURACIÓN FLUVIAL ANÁLISIS DE RIESGOS ORDENACIÓN DEL TERRITORIO I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  14. 14. 1. INTRODUCCIÓN OBJETIVOS PRINCIPALES Evaluación de la dinámica geomorfológica Definición de las tendencias de funcionamiento futuro OBJETIVOS ESPECÍFICOS Analizar la evolución diacrónica del cauce mediante el uso de los SIG Estimar la migración y/o evolución de meandros y orillas I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  15. 15. 1. INTRODUCCIÓN I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  16. 16. 1. INTRODUCCIÓN Superficie de la cuenca RÍO Longitud del río (km) Longitud del tramo (km) (km2) Aragón 8.521 192 24,4 Cinca 9.699 177 30,2 Gállego 4.009 209 21,6 I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  17. 17. 1. INTRODUCCIÓN 1. RECOPILACIÓN 2. TRATAMIENTO Y 3. TÉCNICAS Y 4. CARTOGRAFÍAS Y DE EDICIÓN DE DATOS Y HERRAMIENTAS SIG RESULTADOS INFORMACIÓN COBERTURAS CARTOGRAFÍA DE SUPERFICIES MOVILIZADAS Y ACTIVAS CÁLCULO CARTOGRAFÍAFOTOS AÉREAS DIGITALIZACIÓN PREDICTIVA DE GESTIÓN DE DATOS MIGRACIÓN DECOBERTURAS MEANDROS GEORREFERENCIACIÓN EDICIÓN REL. DE TABLAS EDICIÓN DISTANCIA Y Y GRÁFICOS SUPERPOSICIÓN I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  18. 18. 1. INTRODUCCIÓN Año Escala Tipo de archivo Georreferenciación 1927 1: 9.000 Analógico (Escanear) Sí1956/57 1: 10.000 Digital Sí1981/84 1: 30.000 Analógico (Escanear) Sí2008/09 1: 5.000 Digital Georreferenciada PERÍODOS DE ESTUDIO: 1927-1956/57 1956/57-1981/84 1981/84-2008/09 I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  19. 19. 2. ANÁLISIS DE SUPS. MOVILIZADAS1. INTRODUCCIÓN2. ANÁLISIS DE LAS SUPERFICIES MOVILIZADAS3. ANÁLISIS Y PREDICCIÓN DE LA DINÁMICA DE MEANDROS4. CONCLUSIONES5. CONSIDERACIONES FINALES I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  20. 20. 2. ANÁLISIS DE SUPS. MOVILIZADASAnálisis de la superficie de cambio entre dos caucesde años consecutivos:Propuesto por Ollero (2005). Metodología basada en Downward et al., (1994)La superficie movilizada es la superficie que se ha modificado entre dos caucesde años consecutivos, dentro de un período. Incluye el cauce del primer año yla superficie de cambio entre éste y el cauce del segundo año.La superficie activa de cada período es el resultado de sumar ambos cauces y lasuperficie que queda entre ambos.Dada la dificultad que suponía editar manualmente estas superficies, se decidedesarrollar una metodología SIG con el objetivo de agilizar el proceso detrabajo y automatizarlo. I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  21. 21. 2. ANÁLISIS DESUPS. MOVILIZADASI CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  22. 22. 2. ANÁLISIS DESUPS. MOVILIZADASI CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  23. 23. 2. ANÁLISIS DESUPS. MOVILIZADASI CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  24. 24. 2. ANÁLISIS DESUPS. MOVILIZADASI CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  25. 25. 2. ANÁLISIS DE SUPS. MOVILIZADASRío Aragón Río Cinca Río Gállego Evolución de la Superficie Movilizada en los ríos Aragón, Cinca y Gállego I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  26. 26. 2. ANÁLISIS DE SUPS. MOVILIZADASEvolución de la Superficie Movilizada media anual Evolución de la Superficie Activa por períodos (has.) por períodos (has.) I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  27. 27. 3. ANÁLISIS DE LA MIGRACIÓN DE MEANDROS1. INTRODUCCIÓN2. ANÁLISIS DE LAS SUPERFICIES MOVILIZADAS3. ANÁLISIS Y PREDICCIÓN DE LA DINÁMICA DE MEANDROS4. CONCLUSIONES5. CONSIDERACIONES FINALES I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  28. 28. 3. ANÁLISIS DE LA MIGRACIÓN DE MEANDROSEn la última década se han producido varios acercamientos al estudio cuantitativode la dinámica fluvial desde los SIG:• Modelos que cuantifican el desplazamiento: (Wang, 2006; Graff, 2008, Uribelarrea, 2008)• Modelos predictivos: (Lagasse, 2004; Abad y García, 2006; Larsen, 2007 y 2008)EXTENSIONES y SCRIPTS:• Channel Migration Predictor (en ArcView 3.2.)• RVR Meander (en ArcGIS 9.2.)• Stream Restoration Toolbox (en ArcGIS 9.2.) I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  29. 29. 3. ANÁLISIS DE LA MIGRACIÓN DE MEANDROSLagasse et al. (2004) Larsen (2008) I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  30. 30. 3. ANÁLISIS DE LA MIGRACIÓN DE MEANDROSAnálisis del cambio (distancia, ángulo y radio de curvatura) entre dos meandrosde años consecutivos:Propuesto por Lagasse et al. (2004)• Metodología en Arcview 3.2., realizando una extensión propia en lenguaje VBy desarrollado en ArcObjects: Channel Migration Predictor.La extensión calcula el ratio cambio y realiza una predicción de cambio paraaños posteriores.• Al no desarrollar con claridad los autores las herramientas utilizadas y nopoder descargar la extensión, se ha desarrollado la metodología “al uso” paracuantificar los cambios, usando las ecuaciones que proponen los autores. I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  31. 31. 3. ANÁLISIS DE LA MIGRACIÓN DE MEANDROSMetodología basada en la edición del círculo circunscrito de cada meandro y desu centroide. Con el círculo y el centroide se halla el radio de curvatura delmeandro. El centroide es necesario para calcular la distancia y dirección decambio entre diferentes centroides, que simbolizan cada meandro en un año: Ejemplo de círculos circunscritos en cada meandro Elaboración propia Lagasse et al. (2004) I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  32. 32. 3. ANÁLISIS DE LA MIGRACIÓN DE MEANDROSMetodología basada en la edición del círculo circunscrito de cada meandro y desu centroide. Con el círculo y el centroide se halla el radio de curvatura delmeandro. El centroide es necesario para calcular la distancia y dirección decambio entre diferentes centroides, que simbolizan cada meandro en un año: Lagasse et al. (2004) Elaboración propia I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  33. 33. 3. ANÁLISIS DE LA MIGRACIÓN DE MEANDROSDesarrollo de la metodología experimental en los ríos:Aragón (10 meandros)Cinca (3 meandros)Gállego (5 meandros)CRITERIOS DE SELECCIÓN:• Los meandros no pueden ser colindantes• La forma y tamaño han de ser diferentes• Que fueran identificables en todos los fotogramas I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  34. 34. 3. ANÁLISIS DE LA MIGRACIÓN DE MEANDROSI CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  35. 35. 3. ANÁLISIS DE LA MIGRACIÓN DE MEANDROSVariación de la distancia de cambio por períodos I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  36. 36. 3. ANÁLISIS DE LA MIGRACIÓN DE MEANDROSVariación media de la distancia (en metros) y la dirección o ángulo (º) de los meandros por períodos I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  37. 37. 3. ANÁLISIS DE LA MIGRACIÓN DE MEANDROSLa predicción se basa en la variación de la distancia, el ángulo y el radio decurvatura del último período.El cálculo de la predicción del radio de curvatura es realizado porLagasse et al. (2004) mediante la siguiente fórmula:El ángulo de movimiento de la migración se calcula mediante la siguiente fórmula:La distancia de la migración se halla mediante la siguiente fórmula: I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  38. 38. 3. ANÁLISIS DE LA MIGRACIÓN DE MEANDROSI CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  39. 39. 4. CONCLUSIONES1. INTRODUCCIÓN2. ANÁLISIS DE LAS SUPERFICIES MOVILIZADAS3. ANÁLISIS Y PREDICCIÓN DE LA DINÁMICA DE MEANDROS4. CONCLUSIONES5. CONSIDERACIONES FINALES I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  40. 40. 4. CONCLUSIONES1. Las superficies activas y movilizadas se han reducido. La distancia de cambio entre meandros y el radio de curvatura también se han visto mermados. No obstante, existen zonas aún activas en los tres ríos.2. Se atisban dos fases de comportamiento, un período de migración (de 1927 al período 1956-1984) y otro de estabilización (del período 1956-1984 a 2008).3. En consecuencia, se ha constatado que la dinámica de los 3 ríos se ha visto reducida de forma contundente.4. La regulación hidrológica, la invasión de las llanuras de inundación y la instalación de sistemas defensivos se producen al mismo tiempo en los tres sistemas, coincidiendo con el período en que se observa una reducción considerable de la dinámica. I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  41. 41. 5. CONSIDERACIONES FINALES1. INTRODUCCIÓN2. ANÁLISIS DE LAS SUPERFICIES MOVILIZADAS3. ANÁLISIS Y PREDICCIÓN DE LA DINÁMICA DE MEANDROS4. CONCLUSIONES5. CONSIDERACIONES FINALES I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  42. 42. 5. CONSIDERACIONES FINALESA) Las metodologías SIG desarrolladas para conocer la capacidad de cambio seconsideran muy útiles para evaluar la dinámica geomorfológica, dados losresultados obtenidos.B) Ambas metodologías son un producto pionero, innovador y necesario, con unpotencial elevado para integrarlas en proyectos de restauración fluvial, de análisisde riesgos y ordenación de áreas inundables. De hecho, ya se integran en ladefinición del Territorio Fluvial.C) La predicción de la migración de meandros no es una predicción exacta, sinomás bien una estimación o tendencia de movimiento, basada en los cambiosproducidos en períodos anteriores.D) El objetivo de la predicción no es la utilización de medidas estructurales, alcontrario, la previsión de riesgo y la correcta ordenación de usos. I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  43. 43. 5. CONSIDERACIONES FINALESE) A pesar de los logros obtenidos, las metodologías desarrolladas no se dan porfinalizadas y se pretende avanzar en varios aspectos: 1. En cuanto a las superficies movilizadas: se pretende ampliar la metodología para diferenciar áreas erosionadas (perdidas) y áreas sedimentarias (ganadas). 2. En cuanto a la dinámica de meandros: se pretende introducir nuevas variables (caudal, sedimentos, etc.) y desarrollar una extensión para optimizar las predicciones. 3. Se están desarrollando nuevas metodologías (tanto vectoriales como raster) con el objetivo de encontrar la que obtenga mejores resultados. I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN
  44. 44. info@ecoter.com.es www.ecoter.com.es MUCHAS GRACIAS I CONGRESO IBÉRICO DE RESTAURACIÓN FLUVIAL. 18-20 DE OCTUBRE DE 2011, LEÓN

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