Modelo de identificación y evaluación de zonas de filtración adyacentes a los ríos Donald J. Lipscomb Research Forester Department of Forest Resources Clemson University Clemson, South Carolina Maria Ester Ticas Asistente de Proyectos FIAES San Salvador El Salvador, C.A. Thomas M. Williams Professor of Forestry The Belle W. Baruch Institute of Coastal Ecology and Forest Science Georgetown, South Carolina Resumen La Erosión es una de las mayorías de los problemas importantes en las cuencas de América Central, las zonas de filtración adyacentes a ríos que se ensanchan con la pendiente aumentada, han demostrado ser muy efectivo en la reducción de la erosión en los Estados Unidos. Un punto lógico para empezar los programas radica en la calidad de agua en los ríos, por lo que se deberá identificar las zonas de filtración con las áreas que se encuentren inmediatamente adyacente a los ríos. La zona de filtración se puede convertir en el foco central del programa, para mejor el manejo de cuencas y proveer agua más limpia. Por medio de la presente, anexo un programa de Sistemas de Información Geográfico (SIG) (ARC/INFO AML), en cual, un modelo de digitalización es usado para calcular zonas de filtración que varían en la anchura, con cambios en la inclinación de la superficie adyacente a los ríos. Una vez que la zona de filtración se calcule, se puede usar con imágenes de satélite para identificar y evaluar las áreas críticas adyacentes a los ríos, y así decidir donde enfocar los programas para mejorar las condiciones. El programa de SIG produce mapas por separado de las zonas de filtración, tanto del lado izquierdo como el derecho de los ríos. Este programa tiene aplicación en cualquier parte del mundo, sobretodo en aquellas zonas de filtración que se desean identificar, reducir la erosión y mejorar la calidad de agua de los ríos.

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Introducción La erosión es uno de las mas importantes problemas de conservación de la región de América Central (Victoria, 1998). Más de 60% de las tierras son usadas para la agricultura y pastoreo en la américa central, las cuales se encuentran ubicadas en zonas montañosas (Lindarte, 1993), y muchas de estas cuencas son altamente degradados (Lindarte y Benito, 1991: Jinenez, 1998). Las densidades poblacional y la práctica de una agricultura tradicionale, como es el caso de El Salvador por ejemplo, ha sido extremadamente difícil conducir un programa efectivo para reducción de la carga de sedimentos de tierras agricolas en los arroyos correspondientes a la región de America Central (Moreno, 1989). Sin embargo, existen una serie de compromisos por parte de la myoria de gobiernos de la región en mejorar las condiciones del Medio Ambiente de su población. El manajo de cuencas a reducido la sedimentation en los arroyos y la pérdida de la superficie del suelo, siendo estos el centro de muchas programas de extensión. Las zonas de filtración de los arroyos, se ensanchan con aumento en la pendiente adyacente a los arroyos, ha demostrado ser muy eficiente en la reducción sedimentos suspendidos en la agricultura, en los bosques, y en el desarrollo de áreas urbanas que tienen pendiente muy pronunciadas en Norte América (Castelle, 1994; Williams et al., 1999). Estas zonas son un sub parte de cada cuenca de la parte montañosa, que es crítico proteger sus arroyos y en la reducción de sedimentation. Quizás el punto lógico de partida para algun programa sea apuntado a un arroyo con agua de calidad es para identificar las zonas de filtración deseables para especifico trabajo en red en arroyos. Suelos y pendientes que están en una cuenca, especialmente aquellas inmediatamente al lado del canal del arroyo son muy importantes en determinar el ancho de las zonas de filtración. Varios estados en el sur de los Estados Unidos han publicado guais llamadas las “Mayores praticas de Manejo” (Best Management Practices), la cual recomienda el ancho de la zona de filtración del arroyo en base a solo a la piendente (South Carolina Forestry Commission, 1994; Georgia Forestry Commission, 1999; Virginia Department of Forestry, 1997). Una vez estas relaciones entre la pendiente y las zonas de filtración estan establecidas, las arroyos pueden ser mapeadas y hacerse el foco del programa, para mejorar la agricultura y otros tipos de practicas inadecuadas con el objetivo de reducir sedimentación y aumentar la habitad de los arroyos (DeFranccesco 1997). En este articulo se pretende describir un programa de Sistemas de Información Geográfica (SIG) (ARC/INFO AML), en cual, un modelo de digitalización (DEM) es usado para calcular zonas de filtración que varían en la anchura, con cambios en la inclinación de la superficie adyacente a los ríos. Pueden usarse en modelación y simulación, asi como para determinar estas áreas critías. Por supuesto el cuerso del río y las límitas de la cuenca se pueden calcular del DEM tambien, pero la mayoría de grupos sienten más cómodo con con el mapeo de la red de arroyo de las fotografías registradas, imágenes de satélites o sistemas mundiales de posición (GPS). Por lo tanto, este programa no calcula la red del arroyo o la cuenca limitada, sin embargo ellos son requeridos INPUTS para calcular correctamente las zonas de filtración. Los tres temas se deben obtener tempranos y localizar en un común espacio de trabajo para el programa accesarlos. El programa presentado es escrito en ARC/ INFO arc magro lenguaje (AML) y tiene que ser corrido en el ARC/INFO trabajo ambiental. El programa utiliza el DEM como una reja cubierta (grid coverage) de ARC/INFO y la red de arroyo y cuencas Donald J. Lipscomb

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delimitadas como ARC/INFO linea de cobertura (line coverage) y polígono de cobertura (polygon coverage) respectivimente. Esto calcula ambas rejas y vectores de cobertura para las zona de filtración de los arroyos. También produce cobertura por separado para el lado izquierdo y derecho de cada arroyo, porque la pendiente no es necesariamente la misma la opuesto del arroyo. El programa fue escrito basado en las practicas de manejo forestal publicado por la comisión de forestal del estado de Carolina del sur (South Carolina Forestry Commission, 1994). Sin embargo, con nuevas definiciones de las relaciones entre zonas de pendiente y zonas de filtración, tiene la aplicación en cualquier parte del mundo donde es deseable reducir la erosión y mejorar la calidad de agua en los arroyos. La premera de las figuras (Figura 1) muestra (en el inglés) el flujo de los procedimientos de los eventos en el programa:

Figura 1 Donald J. Lipscomb

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El programa de modelación comienza con un título y el autor acreditado por Windows (Figura 2) y luego abre imediatamente una ventana por la necesidad de Input cubrir (Figura 3). Tres coberturas refirados específicamente al mismo sistema de coordenadas en tierra son requeridas como INPUT inicial para correr el programa. Un modelo de digitalización de SIG (DEM) se seleccionado desde la primera caja de SCROLL (Figura 3). El programa asume que el valore vertical (z units) en el DEM esta en el mismo unidad como los horizontal. El DEM debe extender más allá de las limites de la cuenca y de la red de arroyos para ser usada. Una cobertura del polígono de la cuenca es seleccionada de la segunda lista (Figura 3), y una cobertura de linea del arroyo, o el segmento del arroyo, es seleccionada en las últimas. La red de arroyos no necesita ser ordenada o corregida por la dirección del flujo. Finalmente, el tamaño para la ventana móvil es escogida para asegurar mejor la compatibilidad entre la resolución de la tema pendient y de los análisis de vecinos (neighborhood analysis). En este tiempo sólo dos resoluciones son disponibles para la decisión. El 5 x 5 esquinas de la ventana trabajan bien con la reja que tienen celdas menores de los 30 metros (100 pies) y las de 3 x 3 ventanas trabajan mejor con celdas grandes. Cuándo todas las decisiones del INPUT se hacen debe apretar el botón ‘SMZ’ (stream management zone) para calcular la zona de filtration del arroyo. El programa procederá sin adicional INPUT del operador hasta todas las coberturas son calculados.

Figura 2. WINDOW de título y el autor acreditado

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Figura 3. WINDOW de INPUTS

El programa pone nombres de cobertura selcionados entre varias y luego calcula una superficie inclinada (slope surface) en todo el espacio DEM. Después que la superficie inclinada ya está calculada, se corta para sacar sólo el área dentro de la cuenca. Esto no sólo reduce el tamaño del área de futuras operaciones, también protégé a las áreas que se ecuentran fuera de la cuenca en no adquirir información o datos (celdas asignadas null datos de valores). Una reja de la inclinada se despliega por un instante y luego el programa selecciona la red del arroyo. Un tope de 30 metros (100 pies) se calcula hacia el lado izquierdo y derecho de la red del arroyo como polígonos separados en coberturas separados. La celda de pendient esta recortada una vez mas, usando las limitas de estos polígonos. Esto en futuro reduce el número de celdas de las rejillas que útilizara en operacines y asegura que la ventana móvil calculara el por medio de la pendiente usando los valores de las celdas dentro de 30 metros (100 pies) del arroyo en un lado(Figura 4). La ventana se trasladará al arroyo cuando calcula el pendiente por médio para la celda que se cruza con el río, es importante que las celdas de las ventanas en el lado reverso del arroyo no sean operadas o calculado (Figura 4). También es importante que las celdas más de 30 metros (100 pies) lejos del río no sean incluidos. Donald J. Lipscomb

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Figura 4. Ventanas análisis de vecinos en la rejilla Seguida de una pendiente superficial para aislar 30 metros (100 pies) de la zona en cada lado del arroyo existente, el función del significado del focal (focal mean function) es usada en la rejilla modelo para calcular un medio vecinos (neighborhood mean) del lado izquierdo y derecho de las zonas de manera separada. Porque la celda en el centro de la ventana vecino calcula cada celda en la rejilla inclinada, el resultado rejilla se trasladas al arroyo y la celda que intercepta el arroyo contendrá un valor medio de pendiente para las celdas en la ventana inmediatamente para el izquierdo o el derecho dependiendo en cuál rejilla este siendo usado (Figura 4). A este punto las rejillas que contienen los valores de pendiente son reclasificado vía la orden RECLASS contener los valores de anchura para las zonas correspondientes de las pendientes del arroyo. A tal grado que ahora la celda que será interceptada con el arroyo de la rejilla inclinada izquierda contiene el ancho de la zona del lado izquierdo de la sección del arroyo. Claro, el opuesto esta realmente en la rejilla del lado derecho del arroyo. Cuándo estas rejillas son cubiertas a travéz a polígonos, cada celda se convierte un polígono cuyo tabla de atributos contiene este código de reja (GRID-CODE) representando el ancho de la zona. Luego, el programa convierte el izquierdo y derecho rejillas reclasificadas a polígonos cubiertos e intersectados (INTERSECTS) aquellos polígonos con la red del arroyo. Ahora existe una tema o cubierta separada del arroyo del izquierdo al derecho, cada cual tiene el ancho de la zona de filtración en un ITEM se llaman código de rejilla (“gridDonald J. Lipscomb

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code”) en su respectiva table de atributos. El programa aplica el BUFFER función para línea cubierta del arroyo usando código de rejilla (grid-code) para definir el ancho. Esto resultado en una cobertura de los polígonos que alinean con la red del arroyo. Cuándo estos dos polígonos cubiertos son unidos (UNIONED) y son disueltos en sus líneas al interior, ellos definen el limite exterior de la zona de filtración en un polígono particular o singular (Figura 5). Resultados y Conclusiones El programa da como resultado un mapa de los limites fueras de los lados de las zonas de filtration de los arroyos que cambian de ancho en responsabilidad en el cambio de pendiente de los terrenos adyacente al arroyo (Figura 5).

Figura 5. Arroyo con zona de filtración Si se ha relacionado la anchura de la zona de filtration apropiadamente al terreno y suelos para la región que está trazándose, los resultados del programa pueden usarse para identificar donde enfocar esfuerzos de dirección de manejo de cuencas para mejorar la cubierta de vegetiva y que filtrará sedimentos y que proteja mejor la calidad de agua del arroyo. Éstos son las áreas en la cuenca que son muy críticas para la protección del río o arroyo. Cuándo mapas de estas mismas áreas se pone en las fotografías de la red del arroyo y la cuenca, ellos pueden ayudar identifica áreas donde las perturbaciones son demasiado cerca del arroyo. También pueden utilizarse para formular e implementar planes del manejo de la cuenca desde la planificación inicial hasta las etapas de monitoreo y evalación.

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Bibliografia

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