Cómo obtener la Zona de Flujo Preferente en 6 pasos con herramientas GIS

Zonificacion de los espacios fluviales_ZPF2

Obtener la Zona de Flujo Preferente suele ser una de las tareas que deben efectuarse dentro de estudios hidráulicos o estudios de inundabilidad… En este post te cuento como puedes obtenerlo en sólo 6 sencillos pasos con la ayuda de herramientas GIS.

Pero, ¿qué es la Zona de Flujo Preferente?

La extensión de territorio que abarca un río y sus avenidas ocupa un espacio que es propio del río, en el que se distinguen una serie de partes o zonas. En la Modificación del Reglamento del Dominio Público Hidraulico mediante Real Decreto 9/2008, se introducen unos conceptos en la zonificación de los espacios fluviales:

  • Zona de Inundación Peligrosa: zona en la que las condiciones hidráulicas durante la avenida satisfagan uno o más de los siguientes criterios:
    • Que el calado sea superior a 1 m
    • b) Que la velocidad sea superior a 1 m/s
    • c) Que el producto de ambas variables sea superior a 0,5 m2/s.
  • Vía de Intenso Desagüe: zona por la que pasaría la avenida de 100 años de periodo de retorno sin producir una sobreelevación mayor que 0’3 m, respecto a la cota de la lámina de agua que se produciría con esa misma avenida considerando toda la llanura de inundación existente,
  • Zona de flujo preferente: zona constituida por la unión de la zona o zonas donde se concentra preferentemente el flujo durante las avenidas, o vía de intenso desagüe, y de la zona donde, para la avenida de 100 años de periodo de retorno, se puedan producir graves daños sobre las personas y los bienes, quedando delimitado su límite exterior mediante la envolvente de ambas zonas. Es decir, a efectos prácticos es la envolvente entre la Vía de Intenso Desagüe y la Zona de Inundación Peligrosa.

Zonificacion de los espacios fluviales_ZPF2

Información de partida necesaria

Según se desprende del texto del Reglamento del DPH, la Zona de Flujo Preferente está asociada a la avenida correspondiente a un periodo de retorno de 100 años. Por ello es imprescindible haber efectuado unas simulaciones de modelos hidráulicos con esa avenida.

De hecho se necesita el resultado de dos simulaciones:

  1. Simulación del modelo hidráulico en situación de cauce natural
  2. Simulación del modelo hidráulico para obtener la Vía de Intenso Desagüe

Si para estas simulaciones se ha empleado el programa HEC-RAS, se puede optar por los resultados de la simulación generados mediante RAS Mapper o mediante el proceso de exportación y posterior importación de esos resultados a GeoRAS, por ejemplo. En este caso, hay que tener en cuenta que:

  • Si se usan los resultados generados con RAS Mapper, que son en formato .flt, habrá que transformarlos a formato raster antes de empezar el proceso de obtención de la Zona de Flujo Preferente
  • Si se usan los resultados exportados, una vez importados con GeoRAS, habrá que transformar a shape las capas de contorno que se generan, principalmente de la Vía de Intenso Desagüe.

Si las simulaciones se hacen con IBER, lo que se puede generar son lo rasters de los resultados de la simulación, de los cuales habrá que convertir a shape el resultado de la V.I.D.

Una vez recopilada toda esa información de partida, el proceso se inicia tomando como base inicial el shape que delimita la superficie de la Vía de Intenso Desagüe y los rásters de velocidad y calados de la simulación.

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Los 6 pasos para obtener la Zona de Flujo Preferente

Una vez tenemos esa información de partida, podemos iniciar el procedimiento para obtener la Zona de Flujo Preferente en sólo 6 pasos. Comentaros que las etapas que voy a relacionar a continuación se refieren al proceso realizado con ArcGIS, pero que será análogo para otras herramientas GIS.

1) Crear el raster de velocidad x calado

Una de las tres condiciones que se establecen para la determinación de la Zona de Inundación Peligrosa es la combinación de las variables de velocidad y calado alcanzadas por el flujo. Para ello creamos en primer lugar un raster que recoja la operación de multiplicación de los rasters de partida que representan a ambas variables (con Raster Calculator). De este modo se obtiene el siguiente raster.

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2) Crear el raster de representación de la Zona de Inundación Peligrosa

Mediante una operación Booleana de combinación de los rasters de calado, velocidad y del producto de ambas imponiendo como condición los valores umbrales que se indican en el Reglamento del DPH, se obtiene como resultado un raster que discretiza entre aquellas celdas que se incluyen en Z.I.P. de las que no. En la siguiente imagen se muestra la discretización: con valor 0 (color verde) las celdas que no pertenecen a ZIP y con valor 1 (color azul) las que sí pertenecen.

ZFP_2_

3) Conversión del raster de Z.I.P. a shape

Para poder seguir con el proceso, se requiere la transformación a shape del raster resultante de la etapa anterior. Con herramientas de conversión de raster a polígono este paso no tiene mayor secreto, y se obtiene un conjunto de polígonos que engloban cada una de las zonas del raster que presentan el mismo valor.

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4) Depuración del shape

Es el momento de deshacerse de las zonas que quedan fuera del ámbito de la Zona de Inundación Peligrosa. Para ello se eliminan sin más problema todos los polígonos cuyo valor (o gridcode) identifique los polígonos que no forman parte de la Z.I.P., que en este caso son aquellos que presentan valor 0.

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Con ello conseguimos tener ya dos shapes clave: el de la VID, originaria ya de los datos o información de partida, y el de la ZIP, que hemos generado con los 4 pasos descritos.

5) Union de ambos shapes

¿No habíamos dicho que para obtener la Zona de Flujo Preferente se debía considerar la combinación de la Vía de Intenso Desagüe y la Zona de Inundación Peligrosa? Pues para ello sólo es necesario realizar una sencilla operación de unión de ambos shapes: el de la VID y el de la ZIP… de esa unión resulta un conjunto de polígonos que conforman la Zona de Flujo Preferente.

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6) Obtener la Zona de Flujo Preferente

Aunque en la etapa anterior ya se ha obtenido un conjunto de polígonos que conforman en toda su extensión la Zona de Flujo Preferente, no está de más perfeccionar el resultado, obteniendo la envolvente de todos ellos, lo que sería la delimitación perimetral de la Zona de Flujo Preferente. Esto se puede conseguir con una fusión o «disolución» de polígonos, tomando como base alguna variable de los mismos que en todos tenga el mismo valor (en este ejemplo FID_=0).

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22 Comments

  • Juan Carlos dice:

    Me parece muy interesante, y a mí, en concreto, me parece de gran utilidad por mi trabajo. Pero ¿cómo consigues hacer la capa de la zona de inundación peligrosa? Yo tengo el raster con la velocidad, el calado y el producto de éstas. Pero no consigo hacer una capa con las operaciones booleanas. Trabajo con el arcGis 10.1.
    Muchas gracias.

    • Jordi Oliveras dice:

      Hola Juan Carlos, me alegra que haya sido de utilidad el post.
      Te he enviado un e-mail… revisa tu bandeja de entrada.

      • Pascual dice:

        Hola Jordi. Enhorabuena por tu blog y por tu trabajo en general, pues seguro que somos muchos a los que nos interesa todo lo que expones. En cuanto a la zona de inundación peligrosa, lo cierto es que yo suelo hacer el producto del raster de máximo calado y máxima velocidad alcanzada durante la simulación, y después reclasifico esa capa-resultado en tres valores atendiendo al criterio de 0.5 m2/s del Reglamento del DPH, de manera que obtengo un mapa de colores en el que se distinguen tres zonas: riesgo leve (de 0 a 0,25), riesgo moderado (de 0,25 a 0,5) y riesgo alto (0,5 ó más). Pero leyendo este post veo que la forma correcta es la que indicas mediante la operación booleana en la que incluyes los tres criterios del DPH. ¿Podrías indicar el código que se ha de escribir en el «raster calculator» de arcgis para obtener el mapa de inundación peligrosa a partir de los raster de calado y velocidad? Muchas gracias.

  • Samuel Arroyo dice:

    Buenas tardes:

    Lo primero darte la enhorabuena por tu blog, es de obligada visita para estar al tanto de los avances en hidráulica. Tengo el mismo problema que el resto de comentarios a la hora de poder obtener la Zona de Inundación Peligrosa.

    Un saludo y muchas gracias por tu trabajo

  • Borja dice:

    Hola Jordi,

    Estoy luchando intentando lograr realizar con HEC RAS y Arcmap, la zona de flujo preferente, y errando varias veces y en mi desesperación en dado con tu blog. Por cierto, primero de todo agradecer el trabajo realizado por tu parte en el blog, fuente de información hidráulica brutal. Agradecería, pudieras indicarme como se realiza la operación booleana, ya que no entiendo como indicar el cumplimiento de los valores indicados en el reglamento de DPH. Entiendo su funcionamiento binario, pero no como se puede indicar los valores que debe cumplir en la operación.

    Gracias, Un saludo

    Borja

    • Jordi Oliveras dice:

      Hola Borja, me alegra que haya sido de utilidad el post.
      Te he enviado un e-mail… revisa tu bandeja de entrada.

      • Maria Gallegi dice:

        Buenas Jordi, yo estoy tratando de realizar la simulación en Hecras para obtener la vía de intenso desagüe, he visto que algunas personas lo simulan con el encroachments ¿existe alguna forma distinta de simularlo?¿podrías explicarme como lo has obtenido en otras ocasiones? hay poca información de esta simulación en hecras.

        Muchas gracias tus blog siempre son de gran ayuda.
        Saludos,

  • Hola me gustaria que me explicaras como haces la operación boolena para el paso 3 ya que lo hago y siempre me pone 1 y a que raster se les tiene que aplicar dicha operacion o como se combinan???

  • En un encauzamiento con muro verticales o cuasiverticales donde la llanura de inundación para T100 queda dentro del encauzamiento, tanto la ZFP, como la ZIP como la VID son las mismas e iguales a la llanura de inundación T100.

    Qué opináis de esa afirmación?

  • Anxo dice:

    Buenos días Jordi,

    en primer lugar gracias por tu blog. Intentando obtener la Zona de Inundación Peligrosa tengo las mismas dudas que los comentarios anteriores, podrías ayudarme?

    Muchas gracias.

    Un saludo.

    • Jordi Oliveras dice:

      Para obtener la capa raster del ZIP, sólo tienes que efectuar una operación con la calculadora de rasters de manera que combine los siguientes rasters: calados > 1 o velocidades > 1 o caladoxvelocidad >0.5

  • Carlos dice:

    Buenos días Jordi,
    Enhorabuena por el trabajo que realizas día a día y por tu Blog. Estoy realizando un estudio y necesito emplear los pasos que detallas. El proceso de Gis se entiende perfectamente, pero tengo cierta dificultad para obtener la vía de intenso desagüe. Me podrías aclarar qué pasos realizar para la obtención de la misma mediante polígono.

    Un cordial saludo

    • Jordi Oliveras dice:

      La obtención de la VID se realiza mediante programas de modelización hidráulica como HEC-RAS (a través de la herramienta Encroachment) o IBER. El resultado de esas modelizaciones puede exportarse en formato raster o shape y de hay obtenerse el polígono que lo delimita.
      Saludos

  • Joan Parés dice:

    Buenos días Jordi,

    No consigo exportar los resultados con VID de Iber a ArcGis, solo me deja exportar los resultados sin VID. He probado varias veces y los archivos de texto en formato ASCII que me genera desde el menu Herramientas/Raster de resultados son los del modelo sin via de intenso desagüe.

    Saludos

  • Juan de Dios dice:

    Muchas gracias por tus aportes
    ¿Cómo genero la vía de intenso desagüe con IBER? Se puede crear a partir de un polígono o de una anchura a partir del eje, pero ¿cómo le puedo indicar al programa que genere la VID a partir de la sobreelevación de 0.3m sobre la lámina de 100 años?
    Saludos

  • Santi Gutierrez dice:

    En primer lugar , felicitarte por tu blog y la página pues tiene recursos realmente excelentes, soy alumno de ing de caminos, canales y puertos (especialidad hidrología) y tu blog es de gran ayuda. En segundo lugar, preguntarte acerca de la obtención de la VID pues en Iber el comando para obtenerla hay que realizar un polígono a mano y no es que me resulte muy exacta su delimitación. ¿Podrías ayudarme?

  • Jagoba dice:

    ¿Se puede descargar de algún lado los pasos a seguir para la obtención de la zona de flujo preferente partiendo de raster del hec ras?

    Muchas gracias y un saludo,

    Jagoba

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