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

3 de septiembre de 2015

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.

ZFP_0

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.

ZFP_1_

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.

ZFP_3_

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.

ZFP_4_

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.

ZFP_5_

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).

ZFP_6_

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