Aplicación de SIG para la Estimación de Tiempos de Concentración en la Cuenca Media del Río Sinú, Colombia

Palabras clave: ArcGis, cuenca hidrográfica, morfometría, SIG, tiempos de concentración

Resumen

El tiempo de concentración (Tc) es uno de los factores de mayor importancia al dimensionar obras de tipo hidráulico, debido a que es uno de los principales insumos en un análisis hidrológico. En tal sentido, el objetivo de esta investigación consistió en determinar parámetros fisicomorfométricos utilizando sistemas de información geográfica (SIG) y estimaciones manuales de Tc en la cuenca media del río Sinú, Colombia, para luego realizar un análisis de correlación lineal (r) y de variabilidad del modelo (r2). Para ello, se buscó evidenciar de manera cuantitativa cómo varían los resultados de Tc al ser calculados mediante 16 ecuaciones empíricas y cómo influyen en estos cálculos las variables morfométricas calculadas con el programa ArcGIS 10,8. Se observó una falta de correspondencia entre los diferentes métodos empleados, lo que permite entrever la problemática de tener mal representados los datos de un análisis hidrológico y aplicarlos en un proyecto, además de la necesidad de diseñar un modelo que permita optimizar el uso de estas ecuaciones con los SIG.

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Biografía del autor/a

Hernán José Tapias Contreras, Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Pontificia Bolivariana, Colombia

Geógrafo profesional y Licenciado en Ciencias Naturales de la Universidad de Córdoba, Especialista Técnico en Impactos Ambientales y Esp. En Cuencas Hidrográficas con Magister en Ordenamiento de Cuencas Hidrográficas. Docente Universitario, con amplios conocimientos de herramientas Geomáticas y SIG, Consultor de proyectos ambiental y generación de productos topográficos y aéreo fotogramétricos.
Gestor en asesoría, diseño, desarrollo, actualización e implementación de Sistemas de Información Geográfica (SIG), elaboración y actualización cartográfica análoga y digital, Diseño e implementación de bases de datos, evaluación de vulnerabilidad y riesgos naturales y antrópicos, Planes de Ordenamiento Territorial, Planes de Ordenación y Manejo de Cuencas Hidrográficas, conocimientos y experiencia en estudios Ambientales y Educación Ambiental.

Citas

Alarcón, A. J. G., Díaz, S. L. L. (2018). Estudio hidrológico y balance hídrico para determinar la oferta y la demanda de agua de la cuenca de la quebrada Niscota para un acueducto interveredal en Nunchía, Casanare. Trabajo de grado. Bogotá: Universidad Católica de Colombia.

Almeida, K. I., Almeida, K. A., Anache, A. J., Steffen, L. J., Sobrinho, A. T. (2014). Estimation on time of concentration of overland flow in watersheds: a review. UNESP Sao Paulo, 33, 661-671.

ArcGIS (2014). ArcGIS resource center [en línea] disponible en: https://resources.arcgis.com/es/help/getting-started/articles/026n00000014000000.htm [consulta: 17 enero 2021].

ASPROCIG. (2005). El plan maestro de desarrollo integral de la cuenca hidrográfica del río Sinú, Córdoba. Semillas, 24, 2-5.

Azizian, A. (2019). Comparison of salt experiments and empirical time of concentration equations. Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Water Management, 172(3), 109-122.

Barranco, L. M., Álvarez, J. (2009). Cálculo del tiempo de concentración en hidrología con GRASS [en línea] disponible en: https://dugi-doc.udg.edu/bitstream/handle/10256/1378/C12. pdf?sequence =1&isAllowed=y [consulta: 17 enero 2021].

Batanero, A. P. (2015). Utilización de modelos hidráulicos bidimensionales en la determinación del tiempo de concentración. Tesis doctoral. Madrid: Universidad Politécnica de Madrid.

Bravo, B. F. X. (2019). Determinación de un tiempo de concentración teórico a partir de la morfometría de la cuenca hidrográfica del río Jubones. Trabajo de titulación. Cuenca: Universidad Católica de Cuenca.

Burgos, V. H. (2005). Modelación hidrológica de cuencas piedemontanas uso de sistemas de información geográfica en hidrología superficial. XX Congreso nacional del agua (CONAGUA 2005). Mendoza: Instituto Nacional de Aguas, 2-15.

Castillo, G. C. L., Abreu, F. D. E., Álvarez, G. M. (2021). Evaluación de distintas fórmulas empíricas para el cálculo del tiempo de concentración en la cuenca urbana del río Bélico y Cubanicay ciudad de Santa Clara. Enfoque UTE, 12(3), 51-64.

CVS. (2008). Plan de gestión ambiental regional – PGAR. Actualización 2008-2019. Montería: Corporación Autónoma Regional de los Valles del Sinú y del San Jorge.

Dobre, B., Kovács, I. P., Bugya, T. (2021). Comparison of digital elevation models through the analysis of geomorphic surface remnants in the Desatoya Mountains, Nevada. Transactions in GIS, 25(5), 2262-2282.

Fang, X., Thompson, D. B., Cleveland, T. G., Pradhan, P., Malla, R. (2008). Time of concentration estimated using watershed Parameters Determined by Automated and Manual Methods. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 134(2), 202-211.

Fernández, A., Gonzalo, O. (2012). Caracterización morfométrica de la cuenca hidrográfica Chinchao, distrito de Chinchao. Trabajo de grado. Tingo María: Universidad Nacional Agraria de la Selva.

Ferreira, P., Allasia, D., Tassi, I., Fensterseifer, P. (2018). Correcao da estimativa do tempo de concentracao através do método de Kirpich para algumas bacias urbanas brasileira. XXII simpósio brasileiro de recursos hídricos (XXII SBRH). Florianópolis: Associação Brasileira de Recursos Hídricos, 2-5.

Ghosh, M., Gope, D. (2021). Hydro-morphometric characterization and prioritization of sub-watersheds for land and water resource management using fuzzy analytical hierarchical process (FAHP): a case study of upper Rihand watershed of Chhattisgarh State, India. Applied Water Science, 11(2), 1-20.

González, Á. Á., Molina, P. J., Meza, Z. B., Viloria, M. O. M., Tesfagiorgis, K., Mouthón, B. J. A. (2020). Assessing the performance of different time of concentration equations in urban ungauged watersheds: case study of Cartagena de Indias, Colombia. Hydrology, 7(3), 47.

IDEAM. (2021). Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios ambientales de Colombia [en línea] disponible en: http://www.ideam.gov.co/web/agua/aguas-superficiales [consulta: 18 febrero 2021].

IGAC. (2021). Instituto Geográfico Agustín Codazzi [en línea] disponible en: https://www.igac.gov.co/ [consulta: 25 febrero 2021].

Materano S. L. (2015). Caracterización morfométrica de una cuenca hidrográfica en los Andes venezolanos a través de teledetección y SIG. Revista Academia, 14(34), 43-54.

Martínez, Á. V. (2006). Determinación del tiempo de concentración con sistemas de información geográfica. Ingeniería del Agua, 13(4), 303-306.

Ramón, M. H., Ibáñez, A. S., Blanquer, G. J. M. (2011). Métodos para la determinación del tiempo de concentración (Tc) de una cuenca hidrográfica [en línea] disponible en: https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/10779/Tiempo%20de%20concentraci%C3%B3n.pdf [consultado: 12 enero 2021].

Rivas, R. D. C., Ángel, M., Rivas, M. (2019). Delimitación hidrográfica y caracterización morfométrico de la cuenca del río Metica A. Trabajo de grado. Villavicencio: Universidad Cooperativa de Colombia.

Salimi, E. T., Nohegar, A., Malekian, A., Hoseini, M., Holisaz, A. (2017). Estimating time of concentration in large watersheds. Paddy Water Environ, 15(1), 123-132.

Sandoval, E. W. R., Aguilera, O. E. P. (2015). Determinación de caudales en cuencas con poca información Hidrológica. Ciencia UNEMI, 7(12), 100-110.

Sandoval-Erazo, W., Toulkeridis, T., Rodriguez, E. F., Mora, M. J. M. (2018). Velocity and time of concentration of a basin - A renewed approach applied in the Rio Grande Basin, Ecuador. The 4th International conference on water resource and environment (WRE 2018), IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 191, 2-8.

Silva, J. R. I., Montenegro, A. A., Farias, C. W. L., Jardim, A. M., Silva, T. G. F., Montenegro, S. M. G. L. (2022). Morphometric characterization and land use of the Pajeú river basin in the Brazilian semi-arid region. Journal of South American Earth Sciences, 118, 103939.

Valbuena, G. D. L. (2017). Geomorfología y condiciones hidráulicas del sistema fluvial del río Sinú, integración multiescalar 1945-1999-2016. Tesis maestría. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia.

Vélez, U. J. J., Botero, G. A. (2011). Estimación del tiempo de concentración y tiempo de rezago en la cuenca experimental urbana de la quebrada San Luis, Manizales. Dyna, 165, 58-71.

Wong, T. S. (2005). Assessment of time of concentration formulas for overland flow. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 131(4), 383-387.

Wong, T. S. W., Chen, C. N. (1997). Time of concentration formula for sheet flow of varying flow regime. Journal of Hydrologic Engineering, 2(3), 136-139.

Zolghadr, M., Rafiee, M. R., Esmaeilmanesh, F., Fathi, A., Tripathi, R. P., Rathnayake, U., Gunakala, S. R., Azamathulla, H. M. (2022). Computation of time of concentration based on two-dimensional hydraulic simulation. Water, 14(19), 3155.
Publicado
2023-07-05
Cómo citar
Tapias Contreras, H. J. y Caraballo Hernández, V. P. (2023) «Aplicación de SIG para la Estimación de Tiempos de Concentración en la Cuenca Media del Río Sinú, Colombia», Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia, 46(1), p. e234605. doi: 10.22209/rt.v46a05.
Sección
Artículos de Investigación