USO DE LA INFORMACIÓN ESPACIAL PARA LA CONFECCIÓN DE CARTOGRAFÍA DE VULNERABILIDAD POR INUNDACIONES EN LA CUENCA DEL PLATA

Dora Goniadzki (INA)

Stella M. Carballo (INTA, CyA)

Tomas Hartmann (INTA, CyA)

 

ANTECEDENTES

 

La Cuenca del Plata, con una extensión próxima a los 4.000.000 km2 y ubicada entre las latitudes 16ºS y 34ºS, abarca parte de Brasil, Bolivia, la totalidad de Paraguay y gran parte del Uruguay y la Argentina.

Sobre este territorio está operativo el Sistema de Alerta Hidrológico de la Cuenca del Plata. La coordinación y el desarrollo del Sistema está a cargo del Instituto Nacional del Agua y del Ambiente (INA), organismo descentralizado perteneciente a la Secretaría de Recursos Naturales y Desarrollo Sustentable.

Es objetivo de este Sistema conocer en todo momento el estado de la Cuenca, prever con la mayor antelación posible eventos de inundación y estiajes pronunciados, producir regularmente pronósticos hidrológ icos en los puntos de interés, aportar elementos de juicio a la toma de decisiones en situaciones de emergencia hidrológica y apoyar las actividades relacionadas con el mejor aprovechamiento de los recursos hídricos.

Con este objeto, diariamente se analiza la información meteorológica, se recopila la información de la red de estaciones hidrométricas y de precipitación, se recogen las medidas de aforos y los caudales erogados por los embalses y se calculan caudales mediante el uso de curvas. Con esta información se evalúa el estado de la cuenca, se analiza la evolución de los fenómenos registrados, y se elaboran pronósticos con los modelos apropiados para cada río con distintas antelaciones posibles. Con estos datos se confeccionan informes que son distribuidos a todos los organismos nacionales, provinciales y municipales de la región. Esta actividad permite entregar en forma diaria y por los medios más adecuados la información y pronósticos de altura de los ríos en relación con los centros poblados de interés y actividades productivas.

Este Sistema adquiere especial importancia durante eventos extremos de inundaciones, dado que brinda la posibilidad de transmitir a los organismos de defensa civil y otros organismos responsables del control de la inundación, la información anticipada con la precisión y regularidad indispensables para asegurar la preservación de vidas y minimizar las pérdidas de bienes materiales de quienes residen o tienen actividad económica en las zonas a fectadas.

Durante las inundaciones producidas durante los años 1983 y 1992 hubo pérdidas por montos de $2.500.000.000 y $1.000.000.000 respectivamente. La primera tuvo una duración sobre el río Paraná de más de 10 meses. Las causas técnicas de dichas inundaciones y anegamientos fueron asociadas a respectivos fenómenos de El Niño -Oscilación Sur (ENSO), cuya magnitud fue extrema durante 1982-1983.

En septiembre de 1997 fue advertida la presencia de un fenómeno similar sobre el Pacífico ecuatorial cuyo efecto sobre el continente se haría sentir hasta mediados de 1998 con extraordinaria intensidad. En el contexto del Comité INA-CONAE, conformado al efecto, la CONAE cedió al Sistema de Alerta Hidrológica imágenes Landsat 5 TM y ERS 1 y 2, SAR (recibidas en la Estación Terrena Córdoba), para ser utilizadas en la supervisión, evaluación y mitigación del impacto de El Niño 97/98 en nuestro país. La responsabilidad del procesamiento de las mismas fue asumida por el Instituto de Clima y Agua dependiente del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA).

 

OBJETIVOS DE LA COOPERACIÓN INTERINSTITUCIONAL

Una efectiva colaboración interinstitucional entre el INA, la CONAE y el INTA permitió extender a todo el ámbito de la Cuenca del Plata dentro del territorio nacional, el servicio de monitoreo y pronóstico de las alturas de los ríos que se brinda actualmente sólo sobre los principales puertos. Se espera que la utilización sistemática de información satelital permita brindar un servicio de seguimiento y pronóstico de líneas de inundación y la estimación de las áreas inundables. La información satelital procesada permitirá, además, una evaluación objetiva de los daños y la posibilidad de confeccionar cartografías de vulnerabilidad del territorio, facilitando el rediseño de obras estructurales (presas de regulación, desvío, contención, etc.), con el objeto de mitigar el impacto de eventos futuros. Esta informaci&oacu te;n, integrada en un Sistema de Información Geográfica, posibilitará la modelización de la evolución e impacto de fenómenos similares.

MATERIALES Y MÉTODOS

A fin de caracterizar la situación normal de la cuenca se utilizaron imágenes Landsat 5 TM obtenidas en agosto de 1997, momento en que los caudales de los ríos estaban dentro de los valores normales. La CONAE proveyó posteriormente las imágenes en las diferentes etapas de evolución de la inundación. El área de la cuenca pudo cubrirse con las siguientes imágenes libres de nubes:

Río Paraná 10 imágenes en 4 fechas cada una

Río Uruguay 3 imágenes en 3 fechas cada una 

A partir de imágenes satelitales disponibles en papel fotográfico para las inundaciones de los años 1982/83 y 91/92, se generaron archivos en formato digital, a los efectos de establecer las diferencias o similitudes entre los eventos.

Sobre las imágenes digitales se realizaron las tareas de preprocesamiento habituales tales como corrección geométrica de las escenas y producción de mosaicos. También se produjeron los mapas digitales con la división política a nivel departamental de las áreas afectadas y se digitalizaron las cartas del Instituto Geográfico Militar correspondientes a las principales ciudades. Todo el material fue procesado y registrado en la misma proyección geométrica para su posterior uso dentro de un sistema de información geográfica. Para estas tareas, y las de procesamiento posterior, se utilizaron los programas ERDAS Imagine, Arc/INFO y A rcView.

Las imágenes se sometieron a procesos de clasificación con el objeto de identificar y medir superficies afectadas por agua en manto, por encharcamiento o falta de piso, y libres de agua. Este proceso se realizó combinando técnicas de clasificación supervisada y no supervisada. Para los análisis multitemporales se desarrollaron algoritmos matemáticos, los que se ejecutaron mediante el Modelador Espacial del ERDAS Imagine.

Los datos de precipitación sobre el área se obtuvieron a través de la red de estaciones del Servicio Meteorológico Nacional (SMN) y del propio INTA. Para cada fecha de escena satelital analizada se confeccion&oacut e; el correspondiente mapa de distribución de precipitaciones y anomalías acumuladas.

SEGUIMIENTO DE LA INUNDACIÓN

CUENCA DEL URUGUAY

La cuenca del río Uruguay está comprendida entre los paralelos 26º 12 y 33º 55 Sur y los meridianos 49º 16 y 58º 32 Oeste, con una extensión aproximada de 440.000 km2.. En su extenso recorrido de más de 1.700 km., el río va desde las nacientes en la Serra Geral en territorio brasileño, hasta su desembocadura en el Río de la Plata, al que da origen, junto con el río Paraná, frente a las costas argentina y uruguaya.

El río constituye el límite oriental del territorio argentino en la zona mesopotámica, separándolo del brasileño en primer lugar y luego, siguiendo el curso de las aguas, del uruguayo. La cuenca se halla ubicada entre las isohietas de los 1.000 mm y 2.000 mm. El caudal módulo anual, a la altura de la estación Paso de los Libres, es de unos 4.100 m3/s si se considera el registro de los últimos 25 años.

El río se desarrolla por completo en territorio brasileño hasta la localidad de El Soberbio, donde comienza el tramo compartido entre la Argentina y el Brasil. El área de drenaje hasta dicha estación es de unos 80.000 km2. Esta zona de la cuenca es la que aporta el mayor volumen en las crecidas típicas.

El evento ocurrido durante el ENSO 1997/98 constituye una excepción por el importantísimo volumen aportado en la cuenca media y baja.

En el tramo El Soberbio-Santo Tomé existen numerosos cursos de agua que se incorporan al río Uruguay, fundamentalmente desde la margen izquierda, ya que la cuenca de aporte no tiene gran desarrollo sobre la margen Argentina. El aporte más significativo en dicho tramo es el del río Ijuí cuyo caudal medio anual es inferior a los 250m3/s, entre San Javier y Garruchos.

Entre Santo Tomé y Paso de los Libres el aporte más importante es el del río Ibicuy, con un cuenca de 46.000 km2 y un caudal medio que ronda los 600 m3/s.

Durante el evento que se describe, este río aportó un volumen extraordinario manteniéndose durante cinco días por sobre los 5.000 m3/s y alcanzando un valor pico de 5.900 m3/s el 29 de octubre. La intensa lluvia acumulada sobre la cuenca en el área argentina alcanzó valores extraordinarios en el trimestre septiembre-noviembre de 1997 (Figura 1), determinando también un aporte significativo del río Aguapeí sobre la margen derecha.

Durante octubre y noviembre el aporte en el tramo compartido entre la Argentina y el Brasil fue un 120 % mayor al de ingreso en El Soberbio, lo que caracteriza a esta crecida como de excepción.

El análisis de la inundación se realizo con imágenes de las siguientes fechas:

30/08/97 caudal normal

18/11/97 representativo de la situación de máxima crecida

04/12/97 situación de bajante, caudal casi normalizado

 

En la Figura 2 se visualizan las curvas de evolución de los caudales en tres localidades y los momentos de toma de las imágenes satelitales.

El resultado del proceso de clasificación multitemporal de la escena Landsat 5 TM 225/81, que cubre el tramo Ibicuy - Salto Grande, se visualiza en la Figura 3 (detalle al norte de Salto Grande). Aparece en azul la situación en agosto, en verde el anegamiento en noviembre, y en turquesa la situación del cauce en diciembre. Los reservorios de agua aislados, fuera del cauce principal, que se visualizan en turquesa y azul, corresponden a represas arroceras. Nótese que los altos niveles del Uruguay en noviembre impiden la normal descarga de los ríos Ibicuy, Miriñay y Mocoretá, lo cual se manifiesta en el ensanchamiento de las áreas de confluencia.

En la imagen con mayor detalle (Figura 4) se visualiza la situación de riesgo de las ciudades de Paso de los Libres y Uruguayana, las que vieron comprometidas, durante el período de máxima crecida, los asentamientos urbanos localizados en áreas vulnerables.

CUENCA DEL PARANÁ

La confluencia de los ríos Alto Paraná y Paraguay tiene lugar frente a la localidad correntina de Paso de la Patria, 687km aguas abajo del punto en el que se recibe por margen izquierda el caudaloso río Iguazú. La sección del río Paraná en esa confluencia presenta un cauce de 3.500m de ancho, sembrado de islas y bancos de arena. Próximo a esa confluencia, sobre la margen izquierda (elevada), está la ciudad de Corrientes y sobre la margen derecha (zona deprimida) la ciudad de Resistencia. El caudal medio del río, considerando los últimos 25 años, es próximo a los 20.000m3/s,. La superficie de la cuenca hasta dicha sección es de 1 .925.250km2 y la distancia a la desembocadura es de 1.078km. Entre los tributarios correntinos más importantes se mencionan el Santa Lucía y el Corrientes, que drena el sistema de los esteros y lagunas del Iberá. Más al sur, el Guayquiraró (límite provincial) y el Feliciano (en Entre Ríos). En Santa Fe se destacan los aportes del San Javier, el Mal Abrigo y el arroyo El Rey. El caudal medio en Paraná/Santa Fe, a 458km de la desembocadura, tambi&eacut e;n es del orden de los 20.000m3/s, teniendo en cuenta los registros de los últimos 25 años. El ancho medio del cauce en esa sección es de 2.500m y el ancho del valle aluvial de 15km, aproximadamente.

Durante el ENSO 1982/83 se registraron fuertes crecidas sobre los ríos Paraná y Paraguay en territorio brasileño. Durante el ENSO 1991/92 las inundaciones más significativas se debieron a crecidas de los ríos Paraguay y Paraná en sus tramos medios en Paraguay y Brasil.

A diferencia de estos eventos anteriores, las inundaciones del 97/98 se debieron principalmente a las lluvias sobre territorio argentino y a la persistencia de alturas hidrométricas elevadas en la cuenca del Iguazú, estas últimas determinadas por el aporte de las lluvias producidas sobre territorio brasileño. La confluencia de estos factores ha determinado que se alcanzaran niveles iguales a los máximos históricos en casi todos los puertos de la ribera argentina del río Paraná, con permanencias locales extraordinarias en algunos de ellos.

El análisis de la inundación se realizó con imágenes de las siguientes fechas:

05/08/97 caudal normal

01/03/98 caudal ligeramente por encima de los valores normales

02/04/98 crecida de rango moderado

04/05/98 crecida extraordinaria

 

En la Figura 5 se visualizan las curvas de evolución de los caudales en los puertos de Corrientes y de Santa Fe, junto a los momentos de toma de las imágenes satelitales. Puede observarse que hasta diciembre se mantuvo el esquema habitual de retardo de los valores de caudal en ambas localidades. A partir de enero, por efecto de lluvias en el Chaco y Santa Fe que incrementaron el nivel de los ríos santafesinos (en particular el Salado, ver mapa de precipitaciones, Figura 6), este esquema se rompe, observándose caudales en Santa Fe similares o aun mayores a los que simultáneamente se alcanzaban en Corrientes. El máximo histórico en el puerto de Santa Fe se alcanzó en mayo, superando los valores de las crecidas de 1982/83, situación que no se dio en Corrientes.

El análisis multitemporal indicó una significativa expansión de la superficie cultivada a expensas de áreas de monte natural (ver Figura 7) de zonas del Chaco y Santiago del Estero que drenan hacia los ríos santafesinos, lo cual señala la necesidad de evaluar el aumento de la escorrentía determinado por este cambio en el uso del suelo.

La situación de anegamiento del Paraná a principios de abril se visualiza en el mosaico de imágenes satelitales de la Figura 8. La presencia de agua en sus diferentes niveles, obtenida por clasificación, se puede ver en la Figura 9, la cual fue utilizada para la medición de las superficies afectadas a nivel departamental.

La ocupación de todo el plano del Paraná se produce en el período abril a mayo, por lluvias extraordinarias de ese período con las conocidas consecuencias de evacuación de mas de 100.000 personas, corte de rutas, y perdidas de cultivos y ganados.

En la imagen del 4 de mayo (Figura 10) se visualiza el pico máximo de inundación, a la altura de Reconquista-Goya. La figura muestra la dificultad en la descarga de los ríos tributarios, con la consiguiente afectación de ciudades a la vera de los mismos. Tal es el caso de Reconquista en esta figura. El anegamiento de Goya, en cambio, se produjo debido al efecto combinado de altura del río, lluvias locales extraordinarias y fallas en el sistema de bombeo de los excedentes internos.

Los niveles alcanzados por el agua, evaluados por procesamiento de la imagen satelital, son combinados con otras cartografías: planchetas del IGM, mapas de suelos, mapas de uso de la tierra, etc. En la Figura 11 se visualiza la cobertura del agua en la zona de Goya en el mes de abril, apoyada sobre la carta topográfica. Este procedimiento se puede utilizar para mapear los límites del agua en distintos momentos y señalar la posible afectación de la infraestructura. En la Figura 12 se observa el efecto de la inundación sobre un camino rural, impidiendo la salida de la producción de soja del área sur de Santiago del Estero, así co mo el endicamiento que el mismo produce, agravando la situación de los campos linderos.

CONCLUSIONES

 

El trabajo desarrollado hasta el presente ha demostrado la utilidad de la complementación de la información obtenida sobre el terreno (caudales, aforos, cotas, etc.) con la obtenida mediante imágenes satelitales para el estudio de fenómenos dinámicos de escala regional tales como las inundaciones en ríos de llanura y sus tributarios. El análisis multitemporal de las imágenes permitió establecer y medir con precisión e l área ocupada por las aguas en distintos momentos, su tiempo de permanencia, la dinámica y mecanismos de drenaje, y establecer comparaciones con eventos anteriores. También fue posible detectar problemas de infraestructura que contribuyen a modificar las condiciones naturales de drenaje y escurrimiento (caminos, canales, etc.). Permitió además evaluar la afectación de ejidos urbanos y detectar problemas de aislamiento de sectores del territorio. A nivel agropecuario y forestal permitió cuantificar el uso del suelo previos al fen&oa cute;meno y la afectación del mismo durante el evento.

Del análisis efectuado se verifica:

  1. El río Paraná ocupó, al igual que en eventos anteriores, (1982/83 y 1991/92), todo el plano de expansión. Esta comprobación permite delimitar áreas de vulnerabilidad y estrategias de defensa civil, tales como planes de prevención (evaluación temprana, difusión, preparación de recursos) y planes de emergencia (disposición y manutención de evacuados, monitoreo y control de defensas, etc.).
  2. Se verificó en esta oportunidad un mayor impacto sobre la actividad agropecuaria por el efecto de lluvias locales de mayor monto y la expansión de la actividad agrícola. Se observó que esta expansión se realizó a expensas de la cobertura del monte, lo cual influye sobre la escorrentía.
  3. Se puso en evidencia la utilidad de la información satelital para la pronta elaboración de mapas de situación para la organización de tareas de asistencia, evacuación de personas, movimientos de hacienda, transporte de cosechas, condición de las obras de defensa y transitabilidad de los caminos.
  4. Es posible realizar una evaluación rápida y precisa de daños en obras de infraestructura, defensa, producción primaria (identificación del alcance de los daños a nivel de productor), servicios e impacto social.

En el desarrollo de las distintas tareas realizadas se debe reconocer la participación del personal permanente y temporario de las áreas de Sensores Remotos y de Agrometeorología del Instituto de Clima y Agua del INTA, así como del Servicio de Alerta Hidrológico del INA, y también destacar la celeridad y eficiencia en la provisión de imágenes de la CONAE.

 

Pies de figuras 

Figura 1. Anomalías de precipitación acumulada en el período 1/9/97 a 17/11/97

Figura 2. Caudales del río Uruguay desde agosto 1997 a enero 1998

Figura 3. Posiciones ocupadas por el agua entre agosto y diciembre de 1997 al norte de Salto Grande.

Figura 4. Variaciones del cauce del Uruguay alrededor de Paso de los Libres

Figura 5. Caudales del río Paraná entre desde agosto 1997 a mayo 1998

Figura 6. Anomalías de precipitación acumulada en el periodo 1/1/98 a 31/3/98

Figura 7. Ejemplo de la expansión de las áreas desmontadas desde 1986 a 1987 en un sector del Chaco

Figura 8. Mosaico de imágenes satelitales del área afectada, captadas durante el mes de abril de 1998

Figura 9. Áreas afectadas por la inundación en el Chaco

Figura 10. Comparación de la situación en la zona de Reconquista en abril y mayo de 1998

Figura 11. Situación de anegamiento en Goya al 9 de abril de 1998

Figura 12. Zona límite entre Santa Fe y Chaco. Caminos cortados por el agua y obstáculos para su escurrimiento