Keywords: LTWB Flow Zonal-statistics-as-table Add-field Calculate-geometry
Cuando existen zonas delimitadas tales como cuencas hidrográficas, es posible mediante estadísticos zonales, estimar manualmente el balance hidrológico a partir de los mapas de precipitación media y evapotranspiración real.
- A partir de los mapas de precipitación total y evapotranspiración real compuesta y por fenómeno climatológico, obtener los valores medios zonales y estimar el balance hidrológico de largo plazo, para la zona 28 y subzonas hidrográficas asociadas definidas por el IDEAM.
- Analizar los resultados obtenidos para series compuestas y por fenómeno climatológico.
- ArcGIS Pro 2+
- ArcGIS for Desktop 10+ (opcional)
- QGIS 3+ (opcional)
- Polígono envolvente que delimita la zona de estudio. 🎓Aprender.
- Subzonas hidrográficas IDEAM - Colombia. 🎓Aprender.
- Mapas de precipitación total. 🎓Aprender.
- Mapa de evapotranspiración real. 🎓Aprender.
Convenciones generales en diagramas: clases de entidad en azul, dataset en gris oscuro, grillas en color verde, geo-procesos en rojo, procesos automáticos o semiautomáticos en guiones rojos y procesos manuales en amarillo. Líneas conectoras con guiones corresponden a procedimientos opcionales.
- En ArcGIS Pro, abra el proyecto ArcGISProSection05.aprx creado en la primera actividad de esta sección y almacenado en la ruta D:\R.LTWB\.map.
Tenga en cuenta que automáticamente fué asignado al proyecto, el sistema de coordenadas geográficas 9377 de Colombia, correspondiente a MAGNA-SIRGAS Origen-Nacional.
- Desde la carpeta D:\R.LTWB\HECGeoHMS.shp disponible en el catálogo, agregue al proyecto los archivos de formas ZonaEstudio.shp y Zonificacion_hidrografica_2013.shp. Modifique la simbología de representación para la zona de estudio a borde rojo, grosor 3 sin relleno y para las subzonas en borde negro, grosor 1 sin relleno. Utilizando la expresión
COD_ZH = 28, filtre la capa de zonificación hidrográfica para solo los polígonos asociados a la subzona hidrográfica 28 y rotule a partir del campoCOD_SZH.
- Utilizando la herramienta Geoprocessing / Spatial Analyst Tools / Zonal / Zonal Statistics as Table, obtenga los estadísticos zonales para la zona de estudio a partir de los mapas de precipitación total y evapotranspiración real.
Nombre los archivos de estadísticas zonales de acuerdo con las indicaciones de las siguientes tablas y almacene dentro de la Geodatabase del proyecto ArcGISProSection05.aprx en D:\R.LTWB\\.map. Registre los valores zonales medios obtenidos.
Ejemplo para precipitación total compuesta en zona de estudio
Zona de estudio - ZE
| Fenómeno / Zona | Tabla zonal | General, mm/año |
|---|---|---|
| Precipitación | ||
| Compuesto / Zona estudio - ZE | RainTotalCompositeZE | 1545.077 |
| Niña / Zona estudio - ZE | RainTotalNinaZE | 1760.878 |
| Niño / Zona estudio - ZE | RainTotalNinoZE | 1280.771 |
| neutro / Zona estudio - ZE | RainTotalNeutralZE | 1550.741 |
| ETR Budyko | ||
| Compuesto / Zona estudio - ZE | ETRBudykoCompositeZE | 1053.944 |
| Niña / Zona estudio - ZE | ETRBudykoNinaZE | 1118.535 |
| Niño / Zona estudio - ZE | ETRBudykoNinoZE | 956.504 |
| neutro / Zona estudio - ZE | ETRBudykoNeutralZE | 1054.165 |
| ETR Dekop | ||
| Compuesto / Zona estudio - ZE | ETRDekopCompositeZE | 1152.198 |
| Niña / Zona estudio - ZE | ETRDekopNinaZE | 1231.288 |
| Niño / Zona estudio - ZE | ETRDekopNinoZE | 1032.202 |
| neutro / Zona estudio - ZE | ETRDekopNeutralZE | 1152.373 |
| ETR Turc | ||
| Compuesto / Zona estudio - ZE | ETRTurcCompositeZE | 1197.412 |
| Niña / Zona estudio - ZE | ETRTurcNinaZE | 1276.271 |
| Niño / Zona estudio - ZE | ETRTurcNinoZE | 1072.555 |
| neutro / Zona estudio - ZE | ETRTurcNeutralZE | 1192.169 |
Ejemplo para evapotranspiración real por subzona hidrográfica
Subzona hidrográfica - SZH
| Fenómeno / Zona | Tabla zonal | SZH 2801, mm/año Alto Cesar |
SZH 2802, mm/año Medio Cesar |
SZH 2804, mm/año Río Ariguaní |
SZH 2805, mm/año Bajo Cesar |
|---|---|---|---|---|---|
| Precipitación | |||||
| Compuesto / Subzona hidrográfica - SZH | RainTotalCompositeSZH | 1465.465 | 1453.047 | 1405.987 | 1847.385 |
| Niña / Subzona hidrográfica - SZH | RainTotalNinaSZH | 1634.776 | 1656.346 | 1583.920 | 2142.350 |
| Niño / Subzona hidrográfica - SZH | RainTotalNinoSZH | 1226.379 | 1216.649 | 1224.506 | 1453.897 |
| neutro / Subzona hidrográfica - SZH | RainTotalNeutralSZH | 1489.294 | 1450.687 | 1388.385 | 1874.819 |
| ETR Budyko | |||||
| Compuesto / Subzona hidrográfica - SZH | ETRBudykoCompositeSZH | 927.518 | 1018.556 | 1035.483 | 1194.497 |
| Niña / Subzona hidrográfica - SZH | ETRBudykoNinaSZH | 975.774 | 1083.929 | 1101.484 | 1266.270 |
| Niño / Subzona hidrográfica - SZH | ETRBudykoNinoSZH | 846.433 | 925.474 | 956.467 | 1064.636 |
| neutro / Subzona hidrográfica - SZH | ETRBudykoNeutralSZH | 933.802 | 1017.041 | 1027.893 | 1200.701 |
| ETR Dekop | |||||
| Compuesto / Subzona hidrográfica - SZH | ETRDekopCompositeSZH | 1009.092 | 1111.204 | 1123.905 | 1319.326 |
| Niña / Subzona hidrográfica - SZH | ETRDekopNinaSZH | 1066.989 | 1191.660 | 1205.908 | 1406.253 |
| Niño / Subzona hidrográfica - SZH | ETRDekopNinoSZH | 911.979 | 996.538 | 1026.379 | 1158.047 |
| neutro / Subzona hidrográfica - SZH | ETRDekopNeutralSZH | 1016.598 | 1109.342 | 1114.481 | 1326.785 |
| ETR Turc | |||||
| Compuesto / Subzona hidrográfica - SZH | ETRTurcCompositeSZH | 988.219 | 1142.803 | 1181.816 | 1410.862 |
| Niña / Subzona hidrográfica - SZH | ETRTurcNinaSZH | 1035.541 | 1219.644 | 1264.568 | 1507.486 |
| Niño / Subzona hidrográfica - SZH | ETRTurcNinoSZH | 896.375 | 1027.607 | 1080.938 | 1231.332 |
| neutro / Subzona hidrográfica - SZH | ETRTurcNeutralSZH | 988.173 | 1135.232 | 1167.591 | 1414.003 |
- En las tablas de atributos de las capas ZonaEstudio.shp y Zonificacion_hidrografica_2013.shp, cree un campo de atributos numérico doble con el nombre
Am2y a través del calculador de geometría de campo, calcule el área planar en m² de cada polígono. Utilice el sistema de proyección de coordenadas 9377.
- Una vez obtenidos los valores promedio de precipitación, evaporación y áreas de aportación por polígono, en un libro de Microsoft Excel, realice el cálculo del balance hidrológico.
Qm = (( P – E ) * A) / t
Donde,
- Qm: caudal medio, m³/s
- P: precipitación, mm/año
- E: evapotranspiración real, mm/año
- A: área de cada celda, m²
- t: tiempo en segundos en un año, (365 dias x 24 horas x 60 minutos x 60 segundos = 31.536.000.000)
Ejemplo de formulación en Excel: =((D4-D8)/1000)*$D$2/(365*24*60*60)
Resultados para el polígono de la zona de estudio - ZE
Resultados en polígonos de subzonas hidrográficas - SZH
Como puede observar en los resultados, los caudales medios obtenidos por fenómeno a partir del mapa de evapotranspiración real de Budyko, son mayores a los obtenidos por Dekop y Turc. Para el área de aportación de 22892.03 km² de la zona de estudio, se ha obtenido un caudal medio compuesto por Budyko de 356.51 m³/s.
Con respecto a las subzonas hidrográficas, Bajo Cesar identificada con el código 2805 y área de aportación de 5869.81 km², no es la subzona de mayor extensión pero si la subzona con mayor oferta hídrica superficial, con un caudal medio compuesto por Budyko de 121.52 m³/s.
En este momento dispone de valores de caudal medio obtenidos del balance hidrológico de largo plazo para el polígono que delimita la zona de estudio y por subzonas hidrográficas.
En la siguiente tabla se listan las actividades complementarias que deben ser desarrolladas y documentadas por el estudiante en un único archivo de Adobe Acrobat .pdf. El documento debe incluir portada (mostrar nombre completo, código y enlace a su cuenta de GitHub), numeración de páginas, tabla de contenido, lista de tablas, lista de ilustraciones, introducción, objetivo general, capítulos por cada ítem solicitado, conclusiones y referencias bibliográficas.
| Actividad | Alcance |
|---|---|
| 1 | Para los métodos de evapotranspiración real asignados como actividad complementaria en la sección 4, realice el balance hidrológico por cuencas delimitadas. |
| 2 | Compare los valores de los métodos complementarios con los obtenidos en la presente actividad e indique y justifique cuales caudales utilizaría para el diseño de estructuras ecológicas. |
- Esta actividad puede ser desarrollada con cualquier software SIG que disponga de herramientas de estadística zonal.
- https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/spatial-analyst/zonal-statistics-as-table.htm
- https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/data-management/calculate-geometry-attributes.htm
| Versión | Descripción | Autor | Horas |
|---|---|---|---|
| 2023.02.22 | Guión, audio, video, edición y publicación. | rcfdtools | 1.75 |
| 2022.12.21 | Libro de Microsoft Excel con balance hidrológico zona de estudio y por subzonas hidrográficas. Ilustración cabecera y diagrama de procesos. | rcfdtools | 3 |
| 2022.12.20 | Documentación. Estadísticas zonales como tabla para precipitación total y evapotranspiración potencial compuesta y por fenómeno climatológico. | rcfdtools | 4 |
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