SIG e hidrología
Los sistemas de información geográfica (SIG) se han convertido en una herramienta útil e importante en el campo de la hidrología para estudiar y gestionar los recursos hídricos de la Tierra . El cambio climático y la mayor demanda de recursos hídricos requieren una disposición más informada de posiblemente uno de nuestros recursos más vitales. Debido a que el agua en su ocurrencia varía espacial y temporalmente a lo largo del ciclo hidrológico , su estudio mediante SIG es especialmente práctico. Mientras que los sistemas SIG anteriores eran en su mayoría estáticos en su representación geoespacial de características hidrológicas, las plataformas SIG se están volviendo cada vez más dinámicas, reduciendo la brecha entre los datos históricos y la realidad hidrológica actual.
El ciclo elemental del agua tiene entradas iguales a las salidas más o menos el cambio en el almacenamiento. Los hidrólogos hacen uso de este balance hidrológico cuando estudian una cuenca . Las entradas en un presupuesto hidrológico incluyen la precipitación , el flujo superficial y el flujo de agua subterránea. Las salidas consisten en evapotranspiración , infiltración , escorrentía superficial y flujos de agua superficial/subterránea. Todas estas cantidades se pueden medir o estimar en base a datos ambientales y sus características se pueden mostrar gráficamente y estudiar usando GIS.
En el campo de la modelización hidrológica , el análisis generalmente comienza con el muestreo y la medición de las áreas hidrológicas existentes. En esta etapa de la investigación, la escala y la precisión de las mediciones son cuestiones clave. [1] Los datos pueden recopilarse en el campo o a través de una investigación en línea. El Servicio Geológico de los Estados Unidos ((USGS)) es una fuente disponible públicamente de datos hidrológicos de detección remota . Los datos de caudal históricos y en tiempo real también están disponibles a través de Internet de fuentes como el Servicio Meteorológico Nacional (NWS) y la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos .(EPA). Una ventaja de usar software GIS para el modelado hidrológico es que las visualizaciones digitales de datos se pueden vincular a datos en tiempo real. GIS revolucionó la curación, la manipulación y la entrada para modelos hidrológicos computacionales complejos [2] [3] Para el modelado de aguas superficiales, el modelo de elevación digital a menudo se superpone con datos hidrográficos para determinar los límites de una cuenca. [4] Comprender estos límites es fundamental para comprender hacia dónde fluirá la escorrentía de las precipitaciones. Por ejemplo, en el caso de que se derrita la nieve , la cantidad de nieve que cae se puede ingresar en GIS para predecir la cantidad de agua que viajará río abajo. [5]Esta información tiene aplicaciones en la gestión de activos del gobierno local, la agricultura y las ciencias ambientales . Otra aplicación útil para GIS se refiere a la evaluación del riesgo de inundación . El uso de modelos digitales de elevación combinados con datos de descarga máxima puede predecir qué áreas de una llanura aluvial quedarán sumergidas según la cantidad de lluvia. En un estudio de la cuenca del río Illinois, Rabie (2014) [6] descubrió que se podía generar un mapa de riesgo de inundación decentemente preciso utilizando solo DEM y datos de medidores de flujo . El análisis basado solo en estos dos parámetros no tiene en cuenta los desarrollos hechos por el hombre, incluidos los diques o los sistemas de drenaje, y por lo tanto no debe considerarse un resultado completo.
El uso de SIG para analizar aguas subterráneas cae dentro del campo de la hidrogeología . Dado que el 98% del agua dulce disponible en la Tierra es agua subterránea, [7] es evidente la necesidad de modelar y administrar estos recursos de manera efectiva. A medida que la demanda de agua subterránea continúa aumentando con el crecimiento de la población mundial , es fundamental que estos recursos se gestionen adecuadamente. De hecho, cuando el uso del agua subterránea no se controla lo suficiente, puede provocar daños en los acuíferos o hundimientos relacionados con las aguas subterráneas , como ocurrió en el acuífero de Ogallala en los Estados Unidos. En algunos casos, los SIG se pueden utilizar para analizar datos de drenaje y aguas subterráneas a fin de seleccionar sitios adecuados para la recarga de aguas subterráneas . [8]
