Bases de datos hidrológicas. Javier Aparicio

(1)

Bases de datos hidrológicas

Javier Aparicio

(2)

• Eric III

• Bandas

• Modelos de datos y de gestión

Contenido

(3)

ERIC III

(Extractor Rápido de

Información Climatológica

versión 3)

(4)

Introducción

El Extractor Rápido de Información Climatológica (ERIC) facilita la extracción de la información contenida en la base de datos CLICOM, el banco de datos histórico nacional del Servicio Meteorológico Nacional (SMN) de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA).

La información contenida en el ERIC consiste en reportes diarios de estaciones climatológicas tradicionales.

Estación climatológica tradicional ubicada en las instalaciones del IMTA

(5)

Variables

Los reportes diarios contienen las siguientes variables:

Variable Unidades / Significado

Temperatura observada ºC (a las 8 hrs.) Temperatura mínima ºC

Temperatura máxima ºC

Precipitación 24 hrs mm (de 8 a.m. a 8 a.m.) Evaporación 24 hrs mm (de 8 a.m. a 8 a.m.)

Tormenta 0=no hubo; 1=sí hubo.

Granizo 0=no hubo; 1=sí hubo.

Niebla 0=no hubo; 1=sí hubo.

Cobertura del cielo 0=despejado; 1=medio nublado

2=nublado

(6)

Características del ERIC

 Interfaz gráfica de usuario amigable.

 Base de datos propia.

 Corre bajo sistemas Windows XP/Vista/7 de 32 bits.

 Ejecución desde el CD o instalarlo en el Disco Duro.

 Exportación de reportes en un archivo de texto.

 Generación de gráficas con series de tiempo.

 Generación de mapas con isolíneas.

 Obtención de anomalías con respecto al promedio histórico

 Control sobre la resolución de interpolación para generar mapas.

 Datos actualizados a 2010

(7)

Interfaz gráfica de usuario

Imagen de la interfaz gráfica de usuario del ERIC

(8)

Selección de estaciones

Opciones de selección de estaciones:

 Lista

 Mapa

 Área rectangular

 Polígono

 Exportar seleccionadas

Seleccionar estaciones por lista.

Seleccionar estaciones por mapa Seleccionar estaciones por área rectangular

(9)

Extracción de información

Opciones de consulta:

 Extraer información.

 Series de tiempo.

 Mapas.

Series de tiempo Mapa

Extraer información

(10)

Documentación

Menú “Ayuda”.

Documentación en formato digital

(11)

Dónde adquirirlo

www.imta.gob.mx

• Productos

• Software

• Meteorología

http://www.imta.gob.mx/index.php?option=com_virtuemart&page=s hop.browse&category_id=28&Itemid=58&vmcchk=1&Itemid=58

$1 740.00

(12)

• Banco de datos que contiene la información de ríos y de

vasos de almacenamiento de la red hidrométrica de México

• La operación de este banco de información se realiza a través del software SIAS, actualmente en su versión 2

BANDAS

(Banco Nacional de Datos de

Aguas Superficiales)

(13)

Introducción

• 2248 estaciones y 180 vasos de almacenamiento

• Registros hidrométricos desde los años veinte (por ejemplo Yurécuaro y Maravatío, Mich. desde 1922)

• Registros de presas desde los años treinta (por ejemplo presas Venustiano Carranza, Coah; Plutarco Elías Calles, Ags; La

Boquilla, Chih.)

(14)

 Generales.- Inventarios por estados, regiones hidrológicas, cuencas y

corrientes.

 Estaciones.- Inventario de estaciones hidrométricas, estaciones

climatológicas, vasos de

almacenamiento, y datos de otras dependencias.

 Descripciones.- De estaciones hidrométricas y de vasos de

almacenamientos.

Catálogos

(15)

Catálogos

• Estaciones hidrométricas.- Contiene Clave de estación, Nombre, Corriente y Cuenca. Se puede subseleccionar por:

 ^estado,

 ^{región o}

 todas las estaciones

• Vasos de almacenamiento.- Contiene Clave de presa, Almacenamiento, Alias y Cuenca:

 ^estado,

 ^{región o}

 todos los almacenamientos. Aquí, la

región 10 Sinaloa.

(16)

Registros

Hoja de limnígrafo, indicando fechas y números de aforos

(17)

Valores Descripción

Valores diarios Gasto medio diario (m

³

/s) día 1 a día 29-31

Valores mensuales Incluyen hora y día del gasto máximo y mínimo (m

³

/s)

Lectura de volumen máximo y medio de escurrimientos (miles de m

³

) Sedimentos (miles de m

³

)

Lectura del día y hora de las escalas para el gasto mínimo, medio y máximo.

Valores anuales Menciona mes, día y hora en que ocurre el gasto máximo y mínimo (m

³

/s),

Lectura de escala para el gasto máximo y mínimo (m) Volumen anual de escurrimientos (miles de m

³

)

Gasto medio anual (m

³

/s)

Volumen anual de sedimentos (miles de m

³

).

Hidrograma Incluye la fecha y hora en que ocurre el gasto y gasto instantáneo (m

³

/s).

Limnigrama Muestra fecha de lectura, hora de lectura y lectura de escala (m) Sedimentos Se incluye fecha y hora de lectura, y % de sedimento

Información hidrométrica de

cada estación

(18)

Archivos históricos (hidrometría)

Contenido

NOMBRE CONTENIDO

DDXXXXX.DBF Gastos medios diarios

DMXXXXX.DBF Datos hidrométricos mensuales DAXXXXX.DBF Datos hidrométricos anuales

HDXXXXX.DBF Gastos instantáneos (hidrograma) STXXXXX.DBF Sedimentos (sedimentograma)

LIXXXXX.DBF Lecturas de escala (limnigrama)

ICGXXXXX.DBF Identificación de curvas de gasto

DCGXXXXX.DBF Detalle de curvas de gasto

(19)

Archivos históricos (presas)

Contenido

NOMBRE CONTENIDO

PRE_CVPRES Clave del almacenamiento

PK_ANIO Año que se captura de boletín.

PK_MES Mes que se captura de boletín.

PK_DIA Día que se captura para el concepto

NELEVA Nivel de agua (m)

NALMA_INI Almacenamiento inicial (miles de m³)

NINCR_SUM Variación de almacenamiento (miles de m³) NVLLUV_TOT Entrada por lluvias (miles de m³)

NENTRR_TOT Entrada por ríos (miles de m³)

NVEVAP_TOT Salidas por evaporación (miles de m³) NTOMAS_TOT Salidas por tomas (miles de m³)

NFILTR_TOT Salidas por filtraciones (miles de m³) NDESF_TOT Salidas por desfogues (miles de m³) NDERR_TOT Salida por derrames (miles de m³) NSLTOT_TOT Salidas totales (miles de m³)

(20)

SIAS v2

• Sistema de Aguas Superficiales Ver 2. diagrama de contexto

Plataforma:

Windows Xp y Windows Vista Ninguna licencia comercial

requerida

• Sistema de procesamiento para la captura de registros hidrométricos y de

almacenamiento para la obtención de variables

hidrológicas como gastos diarios, mensuales y

anuales y volúmenes de

escurrimiento y balances

en presas

(21)

Módulo gráfico de proceso

Salidas:

Limnígramas, Curvas de gasto e Hidrogramas

Entradas:

Lecturas de escala y Aforos diarios

Módulo de análisis visual de los registros

• Detectar falta de información

• Detectar discontinuidades

• Obtener curvas de gastos

• Obtener hidrogramas a partir de limnígramas

Proceso de cálculo hidrométrico

(22)

Proceso de cálculo hidrométrico

El programa calcula el gasto y abre una nueva ventana por cálculo hidrométrico y el método empleado

En las gráficas el

usuario puede analizar los resultados obtenidos e identificar cualquier anomalía o

comportamiento erróneo en el cálculo.

(CH_QE) O (CH_LE)

El gasto es calculado en fechas y horas donde se tiene alguna lectura de escala

si se trata de una lectura de escala al momento de hacer el aforo

no se hace cálculo alguno y se toma el valor del gasto reportado del aforo

si se trata de una lectura de escala sin aforo

el gasto se calcula por medio de la formula Q=A*(E-E₀)^Bsi el método seleccionado es LE, con los parámetros seleccionados por el usuario (lluvias)

si el método seleccionado es QE se procede a hacer una interpolación lineal entre los gastos reportados de los aforos (estiaje).

(23)

Estación 12504 La Cuña, Río Verde, cuenca del Río Santiago

Gastos medios mensuales y datos hidrométricos mensuales, de 1947 al 2009

Reportes

(24)

Gastos Máximos Anuales

Estación:Magiscatzin (26249)

Máximos Anuales

AÑO Gasto máximo (m /s) Fecha Volumen anual (Mm )

1954 524.00 17/10/1954 00 1639.13

1955 4500.00 21/09/1955 00 4619.44

1956 1150.60 29/07/1956 00 2407.21

1957 261.60 23/09/1957 00 1095.82

1958 491.32 11/07/1958 00 2762.68

1959 1384.00 04/10/1959 00 2348.46

1960 509.88 17/10/1960 00 1376.15

1961 1239.90 18/06/1961 00 1967.70

1962 1589.00 28/06/1962 00 1357.42

1963 363.60 04/07/1963 00 1159.80

1964 513.80 24/05/1964 00 1389.36

1965 851.50 07/08/1965 00 1799.46

1966 3737.47 12/10/1966 00 3746.62

1967 2124.17 24/09/1967 00 2489.28

1968 908.05 17/08/1968 00 1828.04

1969 633.04 08/07/1969 00 2234.23

1970 3403.60 18/07/1970 00 3772.69

1971 28.10 18/01/1971 00 108.44

1971 2311.60 27/06/1971 00 2933.08

1972 2286.00 23/07/1972 00 3653.13

1973 2997.40 26/06/1973 00 4198.85

1974 796.00 12/07/1974 00 1901.91

1975 1460.33 16/07/1975 00 2652.09

1976 5510.00 12/07/1976 00 5544.73

1977 2600.00 03/09/1977 00 2232.38

1978 967.00 11/09/1978 00 2016.06

1979 0.00

1980 429.50 12/08/1980 00 779.57

1981 934.50 20/06/1981 00 2245.18

1982 349.51 14/09/1982 00 767.66

1983 995.98 20/07/1983 00 2147.27

1984 584.44 16/07/1984 00 2693.35

1985 1071.09 23/06/1985 00 2555.42

1986 742.00 13/10/1986 00 2429.39

1987 2040.00 10/07/1987 00 1784.82

1988 1190.00 20/08/1988 00 1739.52

1989 653.00 08/08/1989 00 972.60

1990 534.00 25/09/1990 00 1524.37

1991 2500.00 09/07/1991 00 2624.32

1992 3111.90 22/07/1992 00 2142.64

1993 2231.58 23/09/1993 00 4279.92

1994 1648.24 16/06/1994 00 1985.84

1995 1513.29 13/08/1995 00 1487.77

1996 1401.53 25/08/1996 00 1141.37

1997 1036.80 14/10/1997 00 1169.97

1998 794.47 03/10/1998 00 1373.65

1999 1921.56 08/09/1999 00 1591.47

2000 2931.57 08/10/2000 00 3165.29

2001 1059.23 21/09/2001 00 1315.96

2002 991.49 26/10/2002 00 1426.55

(25)

Gastos Máximos Anuales

Hidrograma en el periodo

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Ene/1954 Ene/1955 Ene/1956 Dic/1956 Dic/1957 Dic/1958

Tiempo (fechas) Gasto en m3 /s

Estación: Magiscatzin (26249)

Hidrogramas

(26)

Disponibilidad

• Página del WEB del IMTA http://imta.gob.mx/

http://www.imta.gob.mx/index.php?option=com_wrapper&view=wrapper&Itemid=145

• Página de la WEB de la CONAGUA http://www.cna.gob.mx/

http://www.conagua.gob.mx/CONAGUA07/Contenido/Documentos/Portada%20BANDA S.htm

(27)

Análisis y modelación en cuencas

hidrológicas

(28)

Objetivos

• Generación de modelos de datos, con la estructura

ArcHydro, para las cuencas transfronterizas, que

alimenten a los modelos de gestión y de calidad del

agua

• Realizar la modelación

hidrológica y de calidad del agua mediante el Water

Evaluation And Planning System (WEAP) para las

cuencas binacionales de los ríos Bravo, Colorado y

Tijuana

Área de Estudio

(29)

Metodología

Modelo de datos ArcHydro

corrientes

Datos

espaciales

Series de tiempo

cuencas

Puntos de monitoreo Cuerpos de agua

Base de datos geográfica (geodatabas

e)

Para cada subárea de estudio

• Desarrollo del modelo de datos ArcHydro

• Generación y validación de un modelo de gestión en la

plataforma Water Evaluation and Planning System

• Uso de las bases de datos

ArcHydro para generar archivos de entrada de los modelos WEAP

• Desarrollo de aplicación WEB

para consulta de los modelos de

datos ArcHydro.

(30)

Ejemplo de procesos hidrológicos automatizados para determinar las áreas hidrológicas

implementado en un SIG.

Modelo Digital de Elevación

Redefinición de líneas de corriente

Corrección de inconsistencias en el MDE Generación de la malla

de dirección del flujo

3 2

64 128 16 8 4

1

2

(31)

Resultados del proyecto Cuenca del Río Bravo

Modelo de datos ArcHydro Río Bravo

Hidrología superficial

• 2,115 puntos de monitoreo (estaciones hidrométricas, climatológicas y otros

puntos de interés)

conteniendo más de 5 millones de registros, en ambos lados de la

frontera.

• Hidrografía escala

1:100,000 para E.U. y 1:50,000 para México.

Monitoring points have time series

Ubicación de estaciones hidrométricas y climatológicas

(32)

Resultados del proyecto Cuenca del Río Bravo

Modelo de gestión WEAP Bravo

(33)

Bases de datos hidrológicas. Javier Aparicio