Tarea 1: Modelo conceptual, esquematización y zonificación de los recursos hídricos naturales

Paso 1: Construcción del modelo conceptual del ciclo del agua

El objetivo de este paso es construir un modelo conceptual del funcionamiento del ciclo hidrológico en el ámbito territorial de planificación. Este modelo no es una simulación matemática, sino una representación cualitativa y estructural que permite comprender las principales entradas, salidas, flujos e interacciones del agua en el territorio. Su desarrollo es fundamental para orientar la estimación de recursos hídricos, definir criterios de zonificación y preparar adecuadamente los trabajos de simulación y balance.

El modelo conceptual debe elaborarse a partir de la información física disponible, particularmente la recogida en el apartado de Descripción general de la cuenca, pero con una orientación explícita hacia el inventario de recursos hídricos. No se trata solo de describir el territorio, sino de identificar los elementos que explican cómo circula, se almacena y se transforma el agua, con el nivel de detalle necesario para apoyar el análisis cuantitativo posterior.

  1. Delimitar el ámbito de estudio, preferentemente una cuenca o agrupación de cuencas hidrográficas, considerando también límites administrativos y funcionales si es necesario.
  2. Recopilar y analizar información cartográfica y temática, utilizando preferiblemente un Sistema de Información Geográfica (SIG). Esta información debe incluir, al menos:
    1. Mapa base del relieve, red hidrográfica y divisorias de aguas (escalas entre 1:250.000 y 1:25.000).
    2. Mapas geológicos e hidrogeológicos (zonas de infiltración, manantiales, estructuras).
    3. Ubicación de estaciones meteorológicas, hidrométricas y piezométricas.
    4. Infraestructuras hidráulicas relevantes (embalses, canales, plantas de tratamiento, captaciones).
    5. Puntos de retorno de aguas residuales, usos principales y zonas de presión sobre el recurso.
  3. Identificar los componentes clave del ciclo hidrológico en el territorio:
    1. Zonas de generación del recurso (precipitación neta, escorrentía, recarga).
    2. Zonas de acumulación o salida del sistema (ríos principales, lagos, desembocaduras).
    3. Áreas de recarga y descarga de acuíferos, incluidos tramos influentes y efluentes.
    4. Factores condicionantes como altitud, gradiente térmico, cobertura vegetal, presencia de nieve o hielo.
  4. Integrar esta información en una representación estructurada, que explique los principales flujos de agua en el sistema (superficiales y subterráneos), las conexiones entre ellos, y las condiciones naturales o antrópicas que los regulan.
  5. Orientar explícitamente el modelo conceptual al diseño del inventario de recursos, es decir, identificar:
    1. Qué tipo de variables se necesitarán calcular o estimar.
    2. En qué zonas se concentrarán los análisis.
    3. Qué relaciones clave deben representar los modelos numéricos posteriores.
Recomendación:

El modelo puede representarse mediante esquemas funcionales o mapas conceptuales superpuestos a capas SIG. Su nivel de detalle debe ser proporcional a la calidad de la información disponible y al uso que se dará en las etapas posteriores del inventario de recursos o de los instrumentos de planificación que lo requieran.

Producto esperado:
  • Documento técnico del modelo conceptual del ciclo del agua.
  • Mapa base del sistema hídrico local con capas clave: topografía, red de drenaje, geología, estaciones, usos e infraestructuras.
  • Representación gráfica o esquemática del funcionamiento hidrológico.
  • Listado estructurado de elementos del sistema: entradas, procesos internos, salidas, interacciones clave.
  • Análisis preliminar de las zonas prioritarias para simulación y zonificación.

Paso 2: Delimitación administrativa

En primer lugar, se debe delimitar la unidad de gestión hídrica en términos administrativos, poblacionales y territoriales con el fin de contextualizar el inventario dentro de un marco político y social definido. Para ello, a continuación, se detallan acciones básicas recomendadas para llevarlo a cabo:

  • Recolectar cartografía oficial de límites administrativos (nacional, regional, local).
  • Digitalizar y georreferenciar en un SIG la superficie de la cuenca y sus unidades administrativas.
  • Calcular la superficie y porcentaje de cada unidad dentro de la cuenca.
  • Recopilar datos de población total y núcleos urbanos por unidad administrativa (censos). Esto permite identificar aquellas zonas que potencialmente tendrían una mayor demanda de recursos hídricos.
  • Asociar datos poblacionales con la zonificación administrativa.
Recomendación:

La validación con instituciones locales permite asegurar coherencia con otros instrumentos de planificación territorial o ambiental.

Producto esperado:
  • Mapa SIG con límites administrativos.
  • Tabla de superficie, población y núcleos urbanos por unidad.

Paso 3: Identificación de aguas superficiales

El objetivo de este paso es caracterizar y representar detalladamente la red de drenaje superficial y los cuerpos de agua naturales de la cuenca para conocer su dinámica e interacción espacial.

En primer lugar, se debe identificar y caracterizar los ríos, arroyos, lagos, lagunas y humedales, mediante el uso de imágenes satelitales, cartografía hidrológica y bases de datos nacionales. No obstante, este trabajo se enmarca en los contenidos de Hidrología y red fluvial.

Una vez realizada la caracterización inicial de la red hidrográfica, se procede a su análisis, que incluye los siguientes pasos:

  1. Establecer jerarquía y orden de cauces: Se clasifican los cursos de agua según su posición dentro de la red, generalmente utilizando el método de Horton-Strahler, Pfafstetter y otros. Esto permite identificar divisorias de aguas y zonas de confluencia entre cauces. Este proceso se realiza en etapas:
    1. Identificación de cauces: Se mapean todos los cursos de agua visibles, desde los más pequeños (arroyos) hasta los más grandes (ríos principales).
    2. Asignación de orden: Se aplica un método como el de Horton-Strahler, donde:
      1. Los cauces sin afluentes se asignan como de orden 1.
      2. Cuando dos cauces del mismo orden se unen, el cauce resultante aumenta en un orden.
      3. Si se une un cauce de menor orden con uno de mayor orden, el cauce principal mantiene su orden.
    3. Representación jerárquica: Con base en el orden asignado, se puede analizar la estructura jerárquica de la red hidrográfica, identificando cauces principales y secundarios.
  2. Analizar la dirección de escurrimiento y el patrón de drenaje: Se estudia el sentido del flujo superficial en función del relieve, así como la forma del sistema de drenaje (dendrítico, paralelo, radial, etc.), mediante el uso de modelos digitales de elevación y herramientas geoespaciales.
Recomendación:

En zonas endorreicas o sin escorrentía definida, se recomienda identificar cuencas cerradas internas y lagunas temporales, ya que su comportamiento difiere del drenaje clásico.

Producto esperado:
  • Capa SIG y mapas de cuerpos de agua y red de drenaje.
  • Ficha técnica de cada cuerpo de agua.
  • Incorporación de la descripción e interpretación de la de red hidrográfica al inventario de recursos.

Paso 4: Identificación de aguas subterráneas

En cuanto a las aguas subterráneas, es necesario identificar y describir los acuíferos presentes en la cuenca, su funcionamiento hidrogeológico y su relación con las aguas superficiales.

En primer lugar, se debe identificar y caracterizar los acuíferos, mediante el uso de la información geológica e hidrogeológica disponible. No obstante, este trabajo forma parte de los contenidos de Geología e hidrogeología. A continuación, se enumeran algunas de las características que son recomendables tener descritas:

  • Caracterizar materiales permeables, espesor saturado y estructuras geológicas.
  • Delimitar las unidades acuíferas (cuerpos de agua subterráneas) diferenciadas.
  • Analizar la dirección del flujo subterráneo, zonas de recarga, descarga y localización de principales manantiales.
  • Recoger datos sobre transmisividad, conductividad, almacenamiento, vulnerabilidad y explotación.
  • Estudiar interacciones con aguas superficiales.
Producto esperado:
  • Capa SIG de acuíferos/cuerpos de agua subterránea con límites y características.
  • Base de datos de parámetros hidrogeológicos.
  • Incorporación de la caracterización hidrogeológica al inventario de recursos.

Paso 5: Zonificación y criterios de delimitación

Una vez se tiene una imagen general de las características fundamentales de la cuenca, desarrollada en los pasos anteriores, es recomendable dividir la cuenca en zonas homogéneas para facilitar el análisis hidrológico e integración de los resultados del inventario de recursos hídricos en otros aspectos del proceso de planificación hidrológica. (Guía metodológica 1).

  • Definir criterios de zonificación: seleccionar uno o más criterios según los objetivos del estudio, incluyendo criterios hidrográficos (subcuencas, divisorias), administrativos (provincias, municipios), socioeconómicos (uso del suelo, demanda de agua) y/o ambientales (tipos de ecosistemas, zonas protegidas).
  • Dividir la cuenca en zonas y subzonas homogéneas: aplicar los criterios seleccionados para delimitar unidades espaciales internamente coherentes desde el punto de vista hidrológico y funcional.
  • Justificar cada criterio aplicado con base en utilidad para planificación y balances hídricos: explicar la selección de los criterios utilizados en función de su relevancia para el análisis hidrológico, el balance hídrico y los objetivos de planificación.
  • Preparar capas de zonificación en SIG para su integración con análisis posteriores: generar y documentar las capas geoespaciales correspondientes, asegurando su compatibilidad con las bases de datos utilizadas en análisis y modelación posteriores
⚠️ Importante:

La zonificación que se lleve a cabo debe aplicarse a la integración de resultados del inventario de recursos hídricos de tal manera que facilite el análisis e interpretación de este y su posterior uso en otros apartados del proceso de planificación hidrológica como por ejemplo el cálculo de caudales ecológicos, la elaboración de balances recursos-demandas o la asignación y reserva de recursos.

Recomendación:
  • Se recomienda combinar distintos criterios de zonificación para mejorar la capacidad de análisis y toma de decisiones. Por ejemplo:
    • Zonificación hídrica primaria (subcuencas) y secundaria (uso del suelo, demanda, presión sobre el recurso).
    • Superposición de límites administrativos con unidades ambientales críticas (como humedales, áreas protegidas o zonas de recarga).
    • Asimismo, puede resultar útil clasificar las zonas según su nivel de presión o vulnerabilidad hídrica (alta, media, baja), lo cual facilita la posterior priorización de medidas de gestión y protección en el plan hidrológico.
  • Muchos países carecen de mapeo detallado de acuíferos. En ausencia de estudios hidrogeológicos específicos, se recomienda utilizar mapas geológicos nacionales y realizar aproximaciones preliminares, documentando claramente los supuestos empleados.
Producto esperado:
  • Mapa de zonificación de la cuenca.
  • Documento técnico de criterios de zonificación.
  • Tabla con características de cada zona/subzona.
  • Mapa de zonas potencialmente vulnerables a la sobreexplotación o contaminación.