Orden de transmisión

El orden del curso de agua o el orden del cuerpo de agua es un número entero positivo que se utiliza en geomorfología e hidrología para indicar el nivel de ramificación en un sistema fluvial .

Existen diversos enfoques ^{[ 1 ]} para la ordenación topológica de ríos o secciones de ríos según su distancia desde la fuente ("de arriba hacia abajo") ^{[ 2 ]} o desde la confluencia (el punto donde se unen dos ríos) o la desembocadura del río ("de abajo hacia arriba"), ^{[ 3 ]} y su posición jerárquica dentro del sistema fluvial. Como terminología, se suelen usar las palabras "arroyo" y "ramal" en lugar de "río".

El orden de los arroyos clásico , también llamado orden de Hack o orden de Gravelius , es una jerarquía "de abajo hacia arriba" que asigna el número "1" al río cuya desembocadura está en el mar (el cauce principal ). El orden de los arroyos es un aspecto importante de una cuenca hidrográfica. Se define como la medida de la posición de un arroyo en la jerarquía de arroyos. A los afluentes se les asigna un número uno mayor que el del río o arroyo en el que desembocan. Así, por ejemplo, a todos los afluentes inmediatos del cauce principal se les asigna el número "2". A los afluentes que desembocan en un "2" se les asigna el número "3", y así sucesivamente. ^{[ 4 ]}

Este tipo de orden de corrientes indica la posición del río en la red. Es adecuado para fines cartográficos generales , pero puede presentar problemas, ya que en cada confluencia debe decidirse cuál de las dos ramas es una continuación del cauce principal y si este tiene su origen en la confluencia de otros dos arroyos más pequeños. El arroyo de primer orden es aquel que, en cada confluencia, presenta el mayor caudal volumétrico, lo que suele reflejar la nomenclatura tradicional de los ríos. Asociado a este sistema de orden de corrientes se encontraba la búsqueda, por parte de los geógrafos del siglo XIX, de la verdadera fuente de un río. En el transcurso de este trabajo, se discutieron otros criterios para definir el cauce principal. Además de medir la longitud de los ríos (la distancia entre la fuente más lejana y la desembocadura) y el tamaño de las distintas cuencas hidrográficas , los geógrafos buscaban el arroyo que menos se desviaba en la confluencia real, además de tener en cuenta los nombres sucesivos de los ríos y sus afluentes, como el Rin y el Aare o el Elba y el Moldava .

Según el sistema "de arriba hacia abajo" ideado por Arthur Newell Strahler , los ríos de primer orden son los afluentes más externos. Si dos corrientes del mismo orden se unen, a la corriente resultante se le asigna un número uno mayor. Si dos ríos con órdenes de corriente diferentes se unen, a la corriente resultante se le asigna el mayor de los dos números. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

El orden de Strahler está diseñado para reflejar la morfología de una cuenca hidrográfica y constituye la base de importantes indicadores hidrográficos de su estructura, como la relación de bifurcación, la densidad y la frecuencia de drenaje. Su base es la línea divisoria de aguas de la cuenca. Sin embargo, depende de la escala. Cuanto mayor sea la escala del mapa , mayor será el número de órdenes de arroyos que se pueden revelar. Se puede establecer un límite inferior general para la definición de un "arroyo" definiendo su anchura en la desembocadura o, tomando como referencia un mapa, limitando su extensión. El sistema también es aplicable a otras estructuras a pequeña escala fuera del ámbito de la hidrología.

El sistema de Shreve también asigna el número "1" a los afluentes más externos. A diferencia del método de Strahler, en una confluencia se suman ambos números. ^{[ 7 ]}

El orden de corrientes de Shreve es el preferido en hidrodinámica : suma el número de fuentes en cada cuenca aguas arriba de un punto de aforo o de salida, y se correlaciona aproximadamente con los volúmenes de descarga y los niveles de contaminación. Al igual que el método de Strahler, depende de la precisión de las fuentes incluidas, pero menos de la escala del mapa. Puede hacerse relativamente independiente de la escala mediante una normalización adecuada y, por lo tanto, es en gran medida independiente de un conocimiento exacto de los cursos superior e inferior de un área. ^{[ 7 ]}

Otros sistemas incluyen el orden de corriente de Horton, un sistema descendente temprano ideado por Robert E. Horton , ^{[ 8 ]} y el sistema de orden de corriente topológico, que es un sistema "ascendente", y donde el número de orden de corriente aumenta en uno en cada confluencia. ^{[ 4 ]}

Los sistemas de ordenación clásicos o topológicos se clasifican con un orden numérico adimensional de "uno", comenzando en la desembocadura de un arroyo, que corresponde a su punto de menor elevación. El orden vectorial aumenta a medida que el arroyo avanza río arriba y converge con otros arroyos más pequeños, lo que resulta en una correlación entre los números de orden superior y las cabeceras de mayor elevación.

Horton propuso invertir ese orden. Su informe de investigación de 1947 estableció un método de ordenación de arroyos basado en la geometría vectorial. En 1952, Arthur Strahler propuso una modificación al método de Horton. Tanto el método de Horton como el de Strahler establecen la asignación del orden más bajo, el número 1, comenzando en la cabecera del río, que es el punto de mayor elevación. La asignación clásica de números de orden se correlaciona con la altura y la elevación y sigue el curso aguas arriba, mientras que los métodos de ordenación de arroyos de Horton y Strahler se correlacionan con el flujo por gravedad y siguen el curso aguas abajo.

Los métodos de ordenación de corrientes de Horton y Strahler se basan en principios de geometría vectorial de puntos y líneas. Las reglas de Horton y Strahler constituyen la base de algoritmos de programación que interpretan datos cartográficos consultados por sistemas de información geográfica .

El uso clásico del orden de los arroyos se encuentra en la cartografía hidrológica en general. Los sistemas de orden de arroyos también son importantes para la cartografía sistemática de un sistema fluvial, ya que permiten etiquetar y ordenar claramente los arroyos.

Los métodos de Strahler y Shreve son especialmente valiosos para el modelado y el análisis morfométrico de sistemas fluviales, ya que definen cada sección de un río. Esto permite separar la red en cada estación de aforo o desembocadura en regímenes aguas arriba y aguas abajo, y clasificar estos puntos. Estos sistemas también sirven de base para modelar el balance hídrico mediante modelos de almacenamiento o modelos de precipitación-desembocadura dependientes del tiempo, entre otros.

En las ciencias de la tierra basadas en SIG, estos dos modelos se utilizan porque muestran la extensión gráfica de un río. El orden de Hack, Strahler y Shreve se puede calcular con RivEX , una herramienta de ESRI ArcGIS Pro 3.3.x.

La investigación posterior al informe de Strahler de 1952 se ha centrado en resolver algunos problemas relacionados con la conversión de mapas bidimensionales a modelos vectoriales tridimensionales. Uno de estos problemas ha sido la conversión de imágenes rasterizadas de arroyos a formato vectorial. Otro problema radica en que los ajustes de escala al usar SIG pueden alterar la clasificación de los arroyos en uno o dos órdenes de magnitud. Dependiendo de la escala del mapa SIG, se pueden perder algunos detalles de la estructura arbórea de un sistema fluvial.

Los esfuerzos de investigación de la industria privada, las universidades y las agencias gubernamentales federales, como la EPA y el USGS, han aunado recursos y alineado sus objetivos para estudiar estos y otros desafíos. El propósito principal es estandarizar el software y las reglas de programación para que los datos SIG sean consistentemente fiables en cualquier escala cartográfica. Con este fin, tanto la EPA como el USGS han liderado los esfuerzos de estandarización, que culminaron en la creación del Mapa Nacional . Ambas agencias federales, así como las principales empresas de software de la industria privada, han adoptado los principios de vectores de orden de corrientes de Horton y Strahler como base para las reglas de lógica de codificación integradas en el software estandarizado del Mapa Nacional.

• SIG e hidrología
• El mapa nacional
• Número de cuerpo de agua

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