Generación automática del número de curva con sistemas de información geográfica

Abstract

En este estudio se propone una metodología para la obtención de una manera automática del número de curva, parámetro hidrológico que utiliza el método del Servicio de Conservación de Suelos (SCS) de los EEUU para el cálculo de la escorrentía. La metodología propuesta está basada en la utilización de los Sistemas de Información Geográfica (SIG), los cuales permiten trabajar con datos de muy diversa índole que se den en una misma localización geográfica. La generación de mapas a escala regional del número de curva se realiza mediante la aplicación de tablas de reclasificación y operaciones de superposición de las distintas capas de información de las que depende. La metodología propuesta se ha aplicado a la cuenca hidrográfica del Guadiana, que tiene una superficie aproximada de 60.000 km2.

Full text

Ingeniería del Agua. Vo!. 2 Num. 4 (diciembre 1995) p. 43
GENERACIÓN AUTOMÁTICA DEL
NÚMERO DE CURVA CON SISTEMAS
DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
Montserrat Ferrér1, Joaquín Rodríguez1 y Teodoro Estrela2
1 Universidad Politécnica de Valencia.
2 Centro de Estudios Hidrográficos, CEDEX, MOPTMA
RESUMEN: En este estudio se propone una metodología para la obtención de una
manera automática del número de curva, parámetro hidrológico que utiliza el método del
Servicio de Conservación de Suelos (SCS) de los EEUU para el cálculo de la escorrentía.
La metodología propuesta está basada en la utilización de los Sistemas de Información
Geográfica (SIG), los cuales permiten trabajar con datos de muy diversa índole que se
den en una misma localización geográfica. La generación de mapas a escala regional del
número de curva se realiza mediante la aplicación de tablas de reclasificación y
operaciones de superposición de las distintas capas de información de las que depende.
La metodología propuesta se ha aplicado a la cuenca hidrográfica del Guadiana, que tiene
una superficie aproximada de 60.000 km2.
INTRODUCCIÓN
En el ciclo hidrológico, una parte importante del
movimiento del agua viene determinada por la
infiltración. La infiltración es el proceso por el que la
precipitación se mueve hacia abajo a través de la
superficie del suelo, aumentando la humedad del suelo.
Uno de los métodos más extendidos y experimentados
de los modelos empíricos de infiltración es el del SCS de
los Estados Unidos (McCuen, 1982).
Este modelo asume la hipótesis conceptual de que la
escorrentía acumulada en una porción de la cuenca es a
la infiltración acumulada, como la precipitación bruta
acumulada, una vez descontada la fracción necesaria
para que se produzca el encharcamiento, a la máxima
infiltración acumulada que puede producirse, es decir:
)1(
0
S
PP
F
Q−
=
siendo S la máxima infiltración potencial, F la
infiltración real después del encharcamiento, P la
precipitación, Q la escorrentía superficial y P0 el umbral
de escorrentía, es decir, la cantidad de precipitación
necesaria para que el suelo se encharque y la escorrentía
superficial aparezca.
Considerando que por continuidad se debe cumplir:
F=(P-P0) – Q (2)
y asumiendo una relación media experimental entre el
umbral de escorrentía y la máxima infiltración potencial
de:
P0=0.2S (3)
se llega a la siguiente ecuación:
)4(
8.0
)2.0(
2
SP
SP
Q+
−
=
Los estudios empíricos realizados por el SCS
permitieron relacionar la máxima infiltración potencial
con un parámetro de referencia, denominado número de
curva, CN, cuyos valores están tabulados entre 0 y 100.
)5(10
1000 −=
CN
S
Artículo recibido el 8 de noviembre de 1995 y aceptado para su publicación el 11 de diciembre de 1995. Pueden ser
remitidas discusiones sobre el artículo hasta seis meses después de la publicación del mismo. En el caso de ser aceptadas,
las discusiones serán publicadas conjuntamente con la respuesta de los autores en el primer número de la revista que
aparezca una vez transcurrido el plazo indicado.

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En el presente estudio se ha trabajado con una
adaptación desarrollada por Témez (1978) en España de
dicho método, en la cual utiliza como parámetro de
referencia el umbral de escorrentía P0 por considerar que
tiene mayor sentido físico que el número de curva. El
parámetro P0 es función de cinco variables: el uso del
suelo, el tipo de práctica con la que se cultiva, la
pendiente del terreno, el tipo de suelo, categorizado
según su facilidad de drenaje, y las condiciones de
humedad del suelo. La relación entre el P0 y estas
variables no es matemática, sino tabular. Su cálculo se
ha venido realizando normalmente mediante la
superposición de los diferentes mapas correspondientes a
cada una de las variables. Actualmente este tipo de
operaciones espaciales se pueden hacer de una forma
automática, menos laboriosa y más precisa con los SIG.
A continuación se describe la metodología seguida para
generar automáticamente el número de curva a escala
regional y se presentan los resultados obtenidos en su
aplicación a la cuenca del río Guadiana.
METODOLOGÍA
En la Tabla 1 se muestran los valores del número de
curva deducidos del parámetro umbral de escorrenlía, P0,
utilizado en el trabajo de Témez (1978). Ambos están
relacionados por la expresión siguiente:
)6(
)50(
5000
0
P
CN
−
=
Como se observa en la Tabla 1, el valor del parámetro
número de curva para condiciones medias de humedad
en el suelo depende del uso del suelo, las características
hidrológicas, la pendiente del terreno y el tipo de suelo.
La metodología que se propone en el presente trabajo
para generar automáticamente un mapa del número de
curva se apoya en los SIG. Estos son sistemas gestores
de base de datos geográficos, en los que se manejan
datos muy diversos que se dan en una misma
localización geográfica. Cuatro son sus principales
funciones (Aronoff, 1989):
1. Entrada de datos
2. Manejo de datos (almacenamiento y
búsqueda)
3. Manipulación y análisis de los datos
4. Salida de datos, tanto en forma de
tabla como en mapa.
Hay dos tipos de estructura de datos en un SIG: vectorial
y ráster. En los mapas vectoriales se utilizan puntos,
líneas y polígonos, intentando representar de la manera
más precisa las formas en el espacio. En cambio la
segunda estructura, el mapa ráster, consiste en la
división del espacio en una red de celdas rectangulares.
Por ello a este tipo de estructura se le llama también
matricial. Dependiendo del tipo de análisis que se
realice, se utilizará una estructura u otra. En Hidrología
el uso del modelo ráster es, en general, más adecuado
que el vectorial, y es el que se ha escogido para generar
el mapa del número de curva. Las ventajas principales
que presenta este modelo son: a) la división del territorio
en unidades espaciales que tienen el mismo tamaño y la
misma forma, facilitando la aplicación de modelos
distribuidos, b) es fácil realizar operaciones con las
celdas vecinas (p.e. análisis estadísticos) y c) permite
combinar cualquier tipo de dato con mapas obtenidos de
imágenes satélite.
El hecho de relacionar únicamente los objetos de forma
espacial, permite que se analicen conjuntamente
elementos diversos tales como pendiente y usos del
suelo de una forma automática. Asimismo los SIG
facilitan operativamente el conocer con detalle las
consecuencias de diferentes cambios en el medio físico
de una manera rápida y económica. Una vez establecidas
relaciones matemáticas o lógicas entre una serie de
variables que intervienen en el proceso estudiado, puede
variarse fácilmente una de ellas y ver cómo afecta este
cambio al resultado.
A continuación se describe el proceso seguido para
generar los mapas matriciales (también llamados capas
de información) de cada una de las variables que
intervienen en la determinación del número de curva, y
la forma en que se superponen y establecen las
relaciones necesarias para generar dicho mapa. En el
presente trabajo, se ha utilizado el SIG GRASS
(Geographical Resources Analysis Support System),
desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros de los
EEUU(1991).
Mapa de pendientes
Una de las variables necesarias para definir el número de
curva es la pendiente, clasificada en dos grupos: menor
del 3%, o mayor o igual al 3%.
Para la obtención del mapa de pendientes, se necesita un
Modelo de Elevación Digital, que se puede definir como
una matriz de números ordenados que representa la
distribución espacial de las elevaciones sobre algún dato
arbitrario del territorio (Moore et al., 1993).
Prácticamente en todos los SIG existe la función
automática de obtención de pendientes derivada del
Modelo de Elevación Digital. Si no es así, es posible
generarla a partir de las diferencias de altitud que existen
entre las celdas vecinas al analizarlas mediante filtros.

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Tabla 1. Número de curva para condiciones medias de humedad
USO DE LA TIERRA PENDIENTE A B C D
Barbecho R >= 3 77 68 89 93
Barbecho N >= 3 74 82 86 89
Barbecho R/N < 3 71 78 82 86
Cultivos en hilera R >= 3 69 79 86 89
Cultivos en hilera N >= 3 67 76 82 86
Cultivos en hilera R/N < 3 64 73 78 82
Cereales de invierno R >= 3 63 75 83 86
Cereales de invierno N >= 3 61 73 81 83
Cererales de invierno R/N < 3 59 70 78 81
Rotación de cultivos pobres R >= 3 66 77 85 89
Rotación de cultivos pobres N >= 3 64 75 82 86
Rotación de cultivos pobres R/N < 3 63 73 79 83
Rotación de cultivos densos R >= 3 58 71 81 85
Rotación de cultivos densos N >= 3 54 69 78 82
Rotación de cultivos densos R/N < 3 52 67 76 79
Pradera pobre >= 3 68 78 86 89
Pradera media >= 3 49 69 78 85
Pradera buena >= 3 42 60 74 79
Pradera muy buena >= 3 39 55 69 77
Pradera pobre < 3 46 67 81 88
Pradera media < 3 39 59 75 83
Pradera buena < 3 29 48 69 78
Pradera muy buena < 3 17 33 67 76
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal pobre >= 3 45 66 77 83
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal media >= 3 39 60 73 78
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal buena >= 3 33 54 69 77
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal pobre < 3 40 60 73 78
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal media < 3 35 54 69 77
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal buena < 3 25 50 67 76
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) muy clara 56 75 86 91
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) clara 46 68 78 83
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) media 40 60 69 76
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) espesa 36 52 62 69
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) muy espesa 29 44 54 60
Rocas permeables >= 3 94 94 94 94
Rocas permeables < 3 91 91 91 91
Rocas impermeables >= 3 96 96 96 96
Rocas impermeables < 3 93 93 93 93

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El mapa de pendientes resultante puede obtenerse tanto
en forma de porcentaje como en grados. En este último
caso deberá reconvertirse a porcentajes.
Una vez obtenido este mapa, se ha de reclasificar en dos
grupos: celdas con pendiente menor del 3 % y mayor o
igual al 3 %. En la mayoría de los SIG esta operación
puede hacerse fácilmente a través de las tablas de
reclasificación. La estructura de dichas tablas variará
según el SIG, aunque en esencia responden a un formato
tal como el que se muestra a continuación:
0 hasta 2 1 Pendientes menores de 3%
3 hasta 1000 2 Pendientes iguales o mayores
del 3%
Aplicando esta tabla se genera un nuevo mapa que tiene
las siguientes categorías: 1 en todas aquellas celdas del
mapa de pendientes inicial en las que la pendiente era
menor del 3% ; 2 para aquellas celdas que tenían una
pendiente igual o mayor al 3%; y 0, que significa que
está fuera del área de análisis.
Características hidrológicas
La siguiente variable que se utiliza para la obtención del
número de curva mediante las tablas propuestas por
Tcmez (1978) es la característica hidrológica. Dicho
autor la hace equivalente a la forma de cultivar la tierra.
Se divide en dos grupos:
N, el cultivo sigue las curvas de nivel, y
R, el cultivo sigue la línea de máxima pendiente
Los valores del número de curva asociados a cada tipo
no se diferencian mucho, por lo que en muchos casos se
considera que toda el área de estudio tiende a cultivarse
de una misma manera, a no ser que se tengan datos
específicos.
Mapa de tipos de suelo
Otra variable necesaria para determinar el número de
curva es el mapa de tipos de suelo. Este mapa debe estar
clasificado en los cuatro grupos que establece el SCS:
A. En ellos el agua se infiltra rápidamente, aun
cuando estén muy húmedos. Profundos y de
texturas gruesas (arenosas o areno-limosas),
están excesivamente drenados.
B. Cuando están muy húmedos tienen una
capacidad de infiltración moderada. La
profundidad de suelo es de media a profunda y
su textura es franco-arenosa, franca, franco-
arcillosa o franco-limosa. Están bien o
moderadamente drenados.
C. Cuando están muy húmedos la infiltración es
lenta. La profundidad de suelo es inferior a la
media y su textura es franco-arcillosa, franco-
arcillo-limosa o arcillo-arenosa. Son suelos
imperfectamente drenados.
D. Cuando están muy húmedos la infiltración es
muy lenta. Tienen horizontes de arcilla en la
superficie o próximos a ella y están pobremente
o muy pobremente drenados. También se
incluyen aquí los terrenos con nivel freático
permanentemente alto y suelos de poco espesor
(litosuelos).
Una forma de determinar a qué grupo pertenece cada
suelo es a través de las publicaciones del M.O.P.T.
(1992) y Porta et al. (1994), en las cuales se presentan
unas tablas siguiendo la clasificación del Soil Taxonomy
y de la FAO, respectivamente. En ellas se describen,
además de características del entorno que ayudan a
determinar con más exactitud el tipo de suelo en estudio
(vegetación, clima, productividad agrícola, etc.), el tipo
de drenaje que tienen los diferentes suelos. Acorde con
esta característica se clasifica el suelo en las clases ya
descritas A, B, C o D.
Esta capa de información se puede generar, básicamente,
de dos formas: digitalizando el mapa de acuerdo a las
unidades A, B, C y D, o, si ya se dispone de un mapa
general de tipos de suelo en el SIG, se reclasifica el
mapa mediante una tabla similar a la descrita para el
mapa de pendientes.
Mapas de usos del suelo
Aunque cada vez más se generan mapas de usos del
suelo a partir de imágenes de satélite, en muchos
estudios la fuente de información de esta variable sigue
siendo el Mapa de Cultivos y Aprovechamientos del
área. Es por ello por lo que a continuación se propone
una tabla de equivalencia entre los usos del suelo que
aparecen en la leyenda de dicho mapa y los usos del
suelo propuestos por el SCS para determinar el número
de curva. Para introducir la información final en el SIG,
al igual que con los tipos de suelo, o bien se digitaliza
directamente el mapa con los usos del suelo del SCS, o
bien se reclasifica el mapa de Cultivos y
Aprovechamientos ya introducido en el SIG
Equivalencia entre tablas de usos de suelo
Los mapas de Cultivos y Aprovechamientos de España
publicados por el Ministerio de Agricultura, Pesca y
Alimentación (MAPA) se encuentran a escala
1:1.000.000, 1:200.000 y 1:50.000. El mapa a escala
1:1.000.000 utiliza una leyenda que incluye los diversos
usos de suelo que se describen en los mapas de las otras
dos escalas, por lo que se ha seleccionado la leyenda de
este mapa para correlacionar los usos del suelo del

GENERACIÓN DEL NÚMERO DE CURVA CON GIS
Ingeniería del Agua. Vol. 2 Num. 4 (diciembre 1995) p. 47
MAPA y los del SCS. Esta correlación presenta
pequeños cambios cuando se trabaja con la leyenda del
mapa a escala 1:50.000, dado que sus clases presentan
mayor detalle de descripción.
La equivalencia entre usos de suelo se ha establecido
teniendo en cuenta tres factores:
1. El nivel de crecimiento de las plantas esta en pleno
apogeo. Aunque en algunos casos como los
cítricos su cobertura es la misma a lo largo del año,
y por tanto su influencia en la infiltración también,
otros cultivos, dependiendo del mes y el área en la
que se trabaje, tendrán una infiltración diferente
(p.e. no es lo mismo un campo de girasoles en
febrero que en julio en la Meseta).
2. En la leyenda de los mapas, se generalizan
diversos cultivos bajo un mismo nombre (p.e.
patatas y maíz son todos cultivos de huerta). En la
tabla de equivalencias que se presenta a
continuación se ha considerado el cultivo que es
mayoritario en toda España.
3. Se ha considerado a los núcleos urbanos como
zonas impermeables dado el carácter regional del
trabajo. En estudios locales esta hipótesis debería
reconsiderarse y tener en cuenta los porcentajes de
superficie permeable e impermeable.
A continuación se describe la equivalencia que se propone
entre los usos reflejados en el plano a escala 1:1.000.000
del MAPA y la tabla del SCS.
Arroz: Rotación de cultivos densos, por ser un cultivo que
crece denso cubriendo gran parte de la superficie
del terreno.
Caña de
Azúcar: Rotación de cultivos densos, por ser un cultivo que
crece denso cubriendo gran parte de la superficie
del terreno.
Cítricos
(Agrios): Plantación regular de aprovechamiento forestal
media, al ser un cultivo leñoso con una
distribución regular en plantación.
Cultivos
forzados: Zona impermeable, por ser áreas siempre
cubiertas por invernaderos, túneles de plástico.
Platanera: Masa forestal media. Aunque es una
planta herbácea, dadas sus características
físicas se considera más apropiado tratarla
como una masa forestal que como cultivo
herbáceo. Se ha desechado tratarla como
Plantación regular de aprovechamiento
forestal debido a la distribución irregular
que tiene.
Frutales: Plantación regular de aprovechamiento forestal
media, dado que es un cultivo leñoso y se planta
de una manera regular.
Cultivos en
regadío: Rotación de cultivos densos. Aunque también
pueden referirse a los árboles en regadío, la gran
mayoría es maíz y productos hortícolas. Se
pueden plantear dudas debido a que por la
distribución de su plantación (surcos), se puede
suponer que es mejor el Cultivo en hilera. Pero
dado que se corresponde con un número de curva
muy bajo (poca infiltración) se ha considerado
que esta clase era la más óptima.
Cítricos/
Frutales: Plantación regular de aprovechamiento forestal
media, dado que es un cultivo leñoso y se planta
de una manera regular.
Labor
intensiva: Rotación de cultivos densos, sea con o
sin árboles. Se ha de tener en cuenta que
dependiendo de la época que se trate,
algunas áreas pueden ser Barbecho.
Labor
extensiva: Cereales de invierno, sea con o sin
árboles, por ser de secano y no ser
viñedo u olivo. En esta clase está la
excepción, si se conoce el terreno, de
las áreas en barbecho. Si éstas son una
mayoría, entonces la clasificación del
número de curva se corresponderá con
la de Barbecho.
Frutales de
secano: Plantación regular de aprovechamiento forestal
pobre, por ser un cultivo leñoso, plantado de
manera regular y de secano.
Olivar: Plantación regular de aprovechamiento forestal
pobre, por ser un cultivo leñoso, plantado de
manera regular y de secano.
Viñedo: Plantación regular de aprovechamiento forestal
pobre, por ser un cultivo leñoso, plantado de
manera regular y de secano.
Praderas sin
arbolado: Praderas buenas. Según la memoria del
Mapa de Cultivos y Aprovechamientos,
este tipo de praderas tienen una
cobertura permanente.
Praderas con
frondosas: Praderas muy buenas. Aunque son
praderas iguales que las anteriores, la
existencia de árboles ayuda a la
infiltración.

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Ingeniería del Agua. Vol. 2 Num. 4 (diciembre 1995) p. 48
Praderas con
coniferas: Pradera muy buena, por la existencia
de árboles.
Praderas con coniferas y
frondosas: Pradera muy buena, por la existencia
de árboles.
Pastizal sin
arbolado: Praderapobre. El pastizal se
corresponde a los pastos de las zonas
semiáridas y áridas, por lo que la
cobertura vegetal no es muy elevada.
Pastizal con
frondosas: Pradera media. Tiene las mismas
características que la clase anterior,
pero la existencia de árboles le facilita
la infiltración.
Pastizal con
coniferas: Pradera media, por la existencia de
árboles.
Matorral sin
arbolado: Masa forestal clara, ya que aunque
ocupa más de un 50%de la superficie
total, debido a que este tipo de
vegetación se da en zonas semiáridas y
áridas, en muchos casos esa superficie
no la supera.
Matorral con
frondosas: Masa forestal media, debido a la
existencia de árboles.
Matorral con
coniferas: Masa forestal media, debido a la
existencia de árboles.
Matorral con coniferas y
frondosas: Masa forestal media, debido a la
existencia de árboles.
Frondosas: Masa forestal muy espesa, puesto que
se trata ya de un bosque propiamente
dicho.
Coniferas: Masa forestal espesa, por no ser un
bosque tan frondoso como el de
Frondosas.
Coniferas y
Frondosas: Masa forestal muy espesa.
Palmera
canaria: Masa forestal media, puesto que deja
mucha superficie del terreno
descubierta.
Red fluvial: Zona impermeable si son ríos que
antes de la precipitación llevan agua,
por lo que el agua que precipita es
llevada aguas abajo. En caso de que
sean cauces secos como pueden ser las
ramblas, se le considerará como
Barbecho.
Núcleos urbanos: Zona impermeable, por estar cubierta
por materiales impermeables como el
cemento o asfalto.
Mapa del Número de Curva
La metodología seguida para combinar las capas de
información y obtener el número de curva se presentó en
un informe del CEDEX (1994) realizado con la
colaboración del Departamento de Ingeniería Hidráulica
y Medio Ambiente de la UPV. A cada una de las
variables que interviene en la obtención del número de
curva se le asignó un número primo, considerando que la
característica hidrológica era única (Tabla 2). Los mapas
de entrada se reclasificaron con estos nuevos valores,
excepto el de pendientes, ya que sus valores ya
coincidían con los correspondientes números primos (1 y
2).
Dada la singularidad de los números primos, el producto
de ellos siempre dará un número diferente. Así pues, si
se multiplican los mapas de usos de suelo, pendiente y
tipos de suelo, dará un resultado diferente por cada
combinación de tres números primos (Tabla 3). De esta
manera, conociendo el resultado del producto se puede
saber de qué características de uso, tipo del sucio y de
pendiente se tratan y se podrá encontrar su número de
curva en la Tabla 1. Para obtenerlo con el SIG de una
manera automática, se ha creado un archivo de
reclasificación con todos los valores posibles, el cual se
utiliza para reclasificar el mapa que contiene el producto
de los tres mapas de entrada.
Estos valores del numero curva pueden verse
modificados según sean las condiciones de humedad del
suelo anteriores al evento estudiado. Los valores
presentados en la Tabla 1 corresponden a unas
características de humedad medias. El SCS presenta
unas tablas (McCuen, 1982) en las que se da la
conversión directa considerando dos situaciones
diferentes: en la que los suelos están secos aunque sin
llegar al punto de marchitez, y en la que el suelo está
saturado, situación que se considera que le corresponde a
un suelo sobre el que ha caído una fuerte precipitación
en los últimos 5 días. Dado que en el presente trabajo no
se estudia ningún evento en concreto, sino el número de
curva del territorio en condiciones medias de humedad,
la variable de condición de humedad del suelo no se ha
tenido en cuenta.

GENERACIÓN DEL NÚMERO DE CURVA CON GIS
Ingeniería del Agua. Vol. 2 Num. 4 (diciembre 1995) p. 49
Figura 1. Laccdización de la cuenca del río Guadiana
APLICACIÓN EN LA CUENCA DEL GUADIANA
La metodología descrita en el apartado anterior se ha
aplicado a la cuenca del río Guadiana (Figura 1).
Generación del mapa de usos del suelo
A partir del Mapa de Cultivos y Aprovechamientos del
MAPA, se generó el mapa de usos de suelo con leyenda
del SCS (Figura 2). Los usos que se dan en la Cuenca del
Guadiana son:
- Cereales de invierno
- Rotación de cultivos densos
- Pradera pobre Pradera media
- Plantaciones regulares de aprovecha-
amiento forestal pobre
- Masa forestal (bosques, monte bajo,
...) clara
- Masa forestal (bosques, monte bajo,
...) media
- Masa forestal (bosques, monte bajo,
...) espesa
- Masa forestal (bosques, monte bajo,
...) muy espesa
- Rocas impermeables
Generación del mapa de pendientes
Para la obtención del mapa de pendientes, se generó un
Modelo de Elevación Digital con un tamaño de pixel de
80 x 80 m, cuya fuente de información fueron los mapas
topográficos a escala 1:50.000 del Servicio Geográfico
del Ejército. De él se derivó automáticamente, con los
comandos propios del SIG, un mapa de pendientes. Este
mapa se reclasificó agrupando las diferentes pendientes
en dos tipos: mayores o iguales a un 3% y menores de un
3%, tal como se muestra en la Figura 3.

GENERACIÓN DEL NÚMERO DE CURVA CON GIS
Ingeniería del Agua. Vol. 2 Num. 4 (diciembre 1995) p. 50
Figura 2. Mapa de usos del suelo de la cuenca del Guadiana con leyenda del SCS

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Figura 3. Mapa de pendiente del terreno en la Cuenca del río Guadiana

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Figura 4. Mapa de tipos de suelo en la Cuenca del Guadiana según la clasificación del SCS

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Figura 5. Mapa resultante del producto de los mapas de números primos correspondientes a los mapas de pendientes, de tipos y usos
del suelo de la Cuenca del río Guadiana

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Tabla 2. Números primos asignados a las diversas clases de pendiente, tipos de suelo y usos de suelo.
CARACTERISTICA NUMERO PRIMO
Pendiete < 3 % 1
Pendiente >= 3 % 2
Litología A 3
Litología B 5
Litología C 7
Litología D 11
Barbench R/N 13
Cultivos en hilera R/N 17
Cerales de invierno R/N 19
Rotación de cultivos pobre R/N 23
Rotación de cultivos densos R/N 29
Predera pobre 31
Predera media 41
Predera muy buena 43
Plantaciones regulares de aprovechmiento forestal pobre 47
Plantaciones regulares de aprovechmiento forestal media 53
Plantaciones regulares de aprovechmiento forestal buena 59
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) muy clara 61
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) clara 67
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) media 71
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) espesa 73
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) muy espesa 79
Rocas permeables 83
Rocas impermeables 89
Características hidrológicas
Se consideró que los cultivos seguían la línea de máxima
pendiente, por tanto el valor elegido fue R.
Mapa de tipo de suelos
En el caso de estudio, a partir de la leyenda del Mapa de
Edafología del Atlas Nacional de España publicado por el
MOPTMA (1992), se obtuvieron 6 grandes grupos. Una
vez analizadas las características de los suelos
correspondientes a la cuenca del Guadiana (según la
leyenda del mapa) y visto su comportamiento hidrológico
según los criterios de las tablas recopiladas en MOPT
(1992) y Porta et al. (1994), se procedió a agruparlos según
las clases A, B, C y D, del SCS (Figura 4). Esta agrupación
se realizó tal como se indica a continuación:
- Entisoles, constituidos por aluviones. Forman el
grupo de suelos A.
- Inceptisoles, suelos de débil desarrollo. Forman
el grupo de suelos B.
- Alfisoles, suelos jóvenes pero con horizonte B
arcilloso enriquecido por eluviación. Se
consideró conjuntamente con los ultisoles, y
ambos forman el grupo de suelos C.
- Ultisoles, suelo enriquecido en arcilla. Forman
parte del grupo de suelos C.
- Vertisoles, suelos ricos en arcilla. Forman parte
del grupo de suelos D.
- Aridisoles, constituidos por suelos secos, con
sales y yesos. Forman parte del grupo de suelos
D.

GENERACIÓN DEL NÚMERO DE CURVA CON GIS
Ingeniería del Agua. Vol. 2 Num. 4 (diciembre 1995) p. 55
Tabla 3. Valores resultantes del producto de números primos
USO DE LA TIERRA PENDIENTE A B C D
Barbecho R >= 3 78 130 182 286
Barbecho R < 3 39 65 91 143
Cultivos en hilera R >= 3 102 170 238 374
Cultivos en hilera R < 3 51 85 119 187
Cereales de invierno R >= 3 114 190 266 418
Cererales de invierno R < 3 57 95 133 209
Rotación de cultivos pobres R >= 3 138 230 322 506
Rotación de cultivos pobres R < 3 69 115 161 253
Rotación de cultivos densos R >= 3 174 290 406 638
Rotación de cultivos densos R < 3 87 145 203 319
Pradera pobre >= 3 186 310 434 682
Pradera media >= 3 222 370 518 814
Pradera buena >= 3 246 410 574 902
Pradera muy buena >= 3 258 430 602 946
Pradera pobre < 3 93 155 217 341
Pradera media < 3 111 185 259 407
Pradera buena < 3 123 205 287 451
Pradera muy buena < 3 129 215 301 473
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal pobre >= 3 282 470 658 1034
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal media >= 3 318 530 742 1166
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal buena >= 3 354 390 826 1298
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal pobre < 3 141 235 329 517
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal media < 3 159 265 371 583
Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal buena < 3 177 295 413 649
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) muy clara >= 3 366 610 854 1342
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) clara >= 3 402 670 938 1474
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) media >= 3 426 710 994 1562
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) espesa >= 3 438 730 1022 1606
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) muy espesa >= 3 474 790 1106 1738
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) muy clara < 3 138 305 427 671
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) clara < 3 201 335 469 737
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) media < 3 213 335 497 781
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) espesa < 3 219 365 497 803
Masa forestal (bosques, monte bajo, ...) muy espesa < 3 237 395 553 869
Rocas permeables >= 3 498 830 1162 1826
Rocas permeables < 3 249 415 581 913
Rocas impermeables >= 3 534 890 1246 1958
Rocas impermeables < 3 267 445 623 979

GENERACIÓN DEL NÚMERO DE CURVA CON GIS
Ingeniería del Agua. Vol. 2 Num. 4 (diciembre 1995) p. 56
Figura 6. Mapa del número de curva (valor puntual por celda) en la cuenca del río Guadiana.

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Figura 7. Mapa del número de curva por subcuencas en la cuenca del río Guadiana.

GENERACIÓN DEL NÚMERO DE CURVA CON GIS
Ingeniería del Agua. Vol. 2 Num. 4 (diciembre 1995) p. 58
Generación del número de curva
Cada clase de las variables pendiente, usos y tipos de
suelo, se reclasificó con una tabla de números primos
(Tabla 2), y se multiplicaron las tres capas (Figura 5). El
mapa resultante se reclasificó según la correspondencia
entre el producto de números primos y el valor del
número de curva asociado, originando el mapa del
número de curva que se muestra en la Figura 6. La
resolución espacial o tamaño de celda de este mapa es de
2000 x 2000m, escala idónea para estudios regionales y
para su utilización en modelos hidrológicos distribuidos.
En caso de trabajar con modelos agregados, se puede
obtener el mapa que se muestra en la Figura 7, resultado
de integrar sobre el mapa de cuencas clasificadas (MOP
- CEH, 1965) el mapa del número curva (Figura 6).
CONCLUSIONES
Una de las metodologías más extendidas y
experimentadas para la cuantificación de la escorrentía
es el modelo empírico del número de curva, CN, del
Servicio de Conservación de Suelos de los EEUU El
parámetro hidrológico de referencia, CN, es función de
diversas variables relacionadas con las características
físicas de la cuenca. La relación entre dichas variables es
tabular, lo que facilita su aplicación espacial mediante
los SIG Una ventaja que presenta la metodología
propuesta es que la actualización de los mapas del
número de curva es mucho más rápida y económica,
puesto que supone únicamente cambiar los datos de
algún mapa de variables (normalmente el de usos del
suelo) y generar de nuevo el mapa de CN. Una vez la
información forma parte del SIG utilizado, la generación
del mapa del número de curva es un proceso rápido, y
comparativamente menos pesado y más preciso que la
superposición manual de las distintas capas de
información, especialmente si se tiene en cuenta que
cada vez se podrá adquirir más fácilmente información
en formato digital.
AGRADECIMIENTOS
Este trabajo se ha realizado en el marco del proyecto
Estudio de las Posibilidades que ofrece la Teledetección
y los Sistemas de Información Geográfica en la
estimación de Parámetros Hidrológicos a escala
regional (AMB95-1099) de la CICYT y del proyecto de
I+D Modelización Hidrológica distribuida y Sistemas de
Información Geográfica, del CEDEX.
REFERENCIAS
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mangement perspective. WDL Publications,
294 pp.
CEDEX (1994). Caracterización Geomorfalógica de la
Cuenca Alta del Río Palancia. Utilización de la
Teledetección y de los Sistemas de Información
Geográfica, Informe Parcial n° 3 del Proyecto
I+D Modelos Hidrológicos de Previsión de
Avenidas: Aplicación en Cuencas
Experimentales. Centro de Estudios
Hidrográficos (CEDEX).
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Modelling in Hydrology. Advances in
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medio físico. MOPT.
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Ambiente. Ed. MundiPrensa.
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Naturales. MOPU.
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Geographical Resources Analysis Support
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Report N-87/22.