Estaciones hidrométricas.

Bases de datos hidrológicas
Javier Aparicio
Contenido
• Eric III
• Bandas
• Modelos de datos y de
gestión
ERIC III
(Extractor Rápido de
Información Climatológica
versión 3)
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
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
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
Interfaz gráfica de usuario
Imagen de la interfaz gráfica de usuario del ERIC
Selección de estaciones
Opciones de selección de estaciones:
 Lista
 Mapa
 Área rectangular
 Polígono
 Exportar seleccionadas
Seleccionar estaciones por lista.
Seleccionar estaciones por área rectangular
Seleccionar estaciones por mapa
Extracción de información
Opciones de consulta:
 Extraer información.
 Series de tiempo.
 Mapas.
Extraer información
Series de tiempo
Mapa
Documentación
Menú “Ayuda”.
Documentación en formato digital
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
BANDAS
(Banco Nacional de Datos de
Aguas Superficiales)
•
•
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
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.)
Catálogos
 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
•
•
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.
Registros
Hoja de limnígrafo, indicando fechas y números de aforos
Información hidrométrica de
cada estación
Valores
Descripción
Valores diarios
Gasto medio diario (m3/s) día 1 a día 29-31
Valores mensuales Incluyen hora y día del gasto máximo y mínimo (m3/s)
Lectura de volumen máximo y medio de escurrimientos (miles de m3)
Sedimentos (miles de m3)
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
(m3/s),
Lectura de escala para el gasto máximo y mínimo (m)
Volumen anual de escurrimientos (miles de m3)
Gasto medio anual (m3/s)
Volumen anual de sedimentos (miles de m3).
Hidrograma
Incluye la fecha y hora en que ocurre el gasto y gasto instantáneo
(m3/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
Contenido
Archivos históricos (hidrometría)
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
DCGXXXXX.DBF
Identificación de curvas de gasto
Detalle de curvas de gasto
Contenido
Archivos históricos (presas)
NOMBRE
CONTENIDO
PRE_CVPRES
PK_ANIO
PK_MES
PK_DIA
NELEVA
NALMA_INI
NINCR_SUM
NVLLUV_TOT
NENTRR_TOT
NVEVAP_TOT
NTOMAS_TOT
NFILTR_TOT
NDESF_TOT
NDERR_TOT
NSLTOT_TOT
Clave del almacenamiento
Año que se captura de boletín.
Mes que se captura de boletín.
Día que se captura para el concepto
Nivel de agua (m)
Almacenamiento inicial (miles de m3)
Variación de almacenamiento (miles de m3)
Entrada por lluvias (miles de m3)
Entrada por ríos (miles de m3)
Salidas por evaporación (miles de m3)
Salidas por tomas (miles de m3)
Salidas por filtraciones (miles de m3)
Salidas por desfogues (miles de m3)
Salida por derrames (miles de m3)
Salidas totales (miles de m3)
SIAS v2
• Sistema de Aguas Superficiales Ver 2. diagrama de contexto
• 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
Plataforma:
Windows Xp y Windows Vista
Ninguna licencia comercial
requerida
Módulo gráfico de proceso
Proceso de cálculo hidrométrico
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
Salidas: Limnígramas, Curvas de gasto e Hidrogramas
Proceso de cálculo hidrométrico
El programa calcula el gasto y abre una nueva ventana por cálculo hidrométrico y el método empleado
(CH_QE)
O
(CH_LE)
En las gráficas el
usuario puede analizar
los resultados obtenidos
e identificar cualquier
anomalía o
comportamiento erróneo
en el cálculo.
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
si se trata de una lectura
de escala sin aforo
no se hace cálculo alguno y se toma el
valor del gasto reportado del aforo
el gasto se calcula por medio de la formula
Q=A*(E-E0)B si 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).
Reportes
Estación 12504 La Cuña, Río Verde, cuenca del Río Santiago
Gastos medios mensuales y datos hidrométricos mensuales, de 1947 al 2009
Gastos Máximos Anuales
Estación:Magiscatzin (26249)
Máximos Anuales
AÑO
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
Gasto máximo (m /s)
524.00
4500.00
1150.60
261.60
491.32
1384.00
509.88
1239.90
1589.00
363.60
513.80
851.50
3737.47
2124.17
908.05
633.04
3403.60
28.10
2311.60
2286.00
2997.40
796.00
1460.33
5510.00
2600.00
967.00
429.50
934.50
349.51
Fecha
17/10/1954 00
21/09/1955 00
29/07/1956 00
23/09/1957 00
11/07/1958 00
04/10/1959 00
17/10/1960 00
18/06/1961 00
28/06/1962 00
04/07/1963 00
24/05/1964 00
07/08/1965 00
12/10/1966 00
24/09/1967 00
17/08/1968 00
08/07/1969 00
18/07/1970 00
18/01/1971 00
27/06/1971 00
23/07/1972 00
26/06/1973 00
12/07/1974 00
16/07/1975 00
12/07/1976 00
03/09/1977 00
11/09/1978 00
12/08/1980 00
20/06/1981 00
14/09/1982 00
Volumen anual (Mm )
1639.13
4619.44
2407.21
1095.82
2762.68
2348.46
1376.15
1967.70
1357.42
1159.80
1389.36
1799.46
3746.62
2489.28
1828.04
2234.23
3772.69
108.44
2933.08
3653.13
4198.85
1901.91
2652.09
5544.73
2232.38
2016.06
0.00
779.57
2245.18
767.66
Hidrogramas
Hidrograma en el periodo
5000
4500
4000
3
Gasto en m /s
3500
Gastos Máximos Anuales
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Ene/1954
Ene/1955
Ene/1956
Dic/1956
Tiempo (fechas)
Estación: Magiscatzin (26249)
Dic/1957
Dic/1958
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
Análisis y modelación en cuencas
hidrológicas
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
Metodología
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.
Cuerpos
de agua
cuencas
corrientes
Puntos de
monitoreo
Datos
espaciales
Series de tiempo
Base de
datos
geográfica
(geodatabas
e)
Modelo de datos ArcHydro
Ejemplo de procesos hidrológicos automatizados
para determinar las áreas hidrológicas
implementado en un SIG.
Modelo Digital de Elevación
3
2
16
8
64128
1
4 2
Generación de la malla
de dirección del flujo
Redefinición de líneas de corriente
Corrección de inconsistencias en el MDE
Resultados del proyecto
Cuenca del Río Bravo
Modelo de datos ArcHydro Río Bravo
Monitoring points have time
series
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.
Ubicación de estaciones
hidrométricas y climatológicas
Resultados del proyecto
Cuenca del Río Bravo
Modelo de gestión WEAP Bravo
Conclusiones
• Los modelos generados pueden ser usados en los procesos de
toma de decisiones
• El desarrollo de herramientas de este tipo requiere de una
actualización constante de las bases de datos
• Es importante generar la estructura integral que permita la
sistematización de procesos hidrológicos que establezca la
comunicación automática entre bases de datos, modelos de
datos y modelos de simulación, cuyos resultados puedan ser
mostrados a través de un SIG.