delimitación de la cuenca hidrológica con argis

8/17/2019 Delimitación de La Cuenca Hidrológica Con Argis

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SESIÓN 7 DELIMITACIÓN DE LA CUENCA HIDROLÓGICA:

DELIMITACIÓN DE LA CUENCA HIDROLÓGICA

En esta sesión vamos a aprender a delimitar la cuenca hidrológica respecto a un

punto de salida de la misma con el programa ArcGis.

Argic es un conjunto de software de SIG (Sistemas de Información Geográfica) que

está constituido por una serie de programas de los cuales vamos a utilizar dos de ellos, elArcMap y un programa íntimamente relacionado con el anterior que se puede acceder através del mismo que es el ArtCatalog.

Vamos a comenzar con la configuración del programa ArcMap. Para ello hacemos

clic en el icono del escritorio con lo cual se nos abre el programa mencionado.

Cuando accedemos por primera vez al programa, el aspecto general del programa esque se muestra en la figura 1.

Figura 1. Ventana principal ArcMap

CURSO PRÁCTICO DE HEC-RAS

ESTUDIOS DE INUNDABILIDAD


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A continuación configuraremos el programa con las barras de herramientas

necesarias que vamos a utilizar para la delimitación de la cuenca hidrológica.

Las herramientas necesarias son:

- 3D Analyst

- Spatial Analyst

- Editor

Por regla general cuando se instala el ArcGis, no se visualizan ninguna de las barras

de herramientas, por lo que para que se visualicen en la ventana principal del programa,debemos activarlas expresamente, para lo cual haremos lo siguiente:

Hacemos clic con el botón derecho del ratón, en cualquier parte de la ventana

superior de la barra de herramientas en la zona grisácea. Al realizar esta acción nos

aparecerá un listado de todas las herramientas que posee el programa tal como se muestras

en la figura 2.

Figura 2. Activación herramientas adicionales


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Una vez que nos emerge el listado activaremos 3D Analyst, Spatial Analyst y

Editor, los cuales los colocaremos en la ventana principal del ArcMap, quedando dicha

ventana tal como se muestra en la figura 3.

Figura 3. Ventana ArcMap configurada.

Si al realizar esta acción no se activaran las herramientas mencionadas tenemos la

posibilidad de activarlas realizando un segundo método.

Para ello hacemos clic en la barra de herramientas en Tools / Customize


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Al realizar esta acción nos emerge la ventana Customize en la seleccionaremosmediante clic con el ratón las herramientas antes mencionada, tal como se muestra en la

figura 4.

Figura 4. Ventana Customize


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A continuación vamos empezar a utilizar el programa para la delimitación de la

cuenca.

CREAR UN NUEVO PROYECTO

Al igual que hemos realizado con los ejercicios de Hec-Ras, vamos a crear un archivo

nuevo de trabajo, para lo cual nos creamos una nueva carpeta que en nuestro caso

llamaremos Aguilar.

• Nota: Se recomienda la correcta organización dentro de la carpeta de trabajo, en laque podemos incluir varias subcarpetas como Hec-Ras, Arcgis, Archivos de apoyo,

Ortofotos…tantas como se consideren necesarias e ir guardando en cada una de

ellas los archivos según sea el programa que estemos trabajando. Dicha

recomendación se basa en la cantidad de archivos que se van a ir creando con cadapaso de ArcGis.

Para crear un nuevo proyecto, ejecutar la orden: File / Save as…, tal como se muestraen la figura 5.

Figura 5. Ventana Guardar como…

A continuación crearemos nuestra carpeta Aguilar y lo nombraremos también con el

nombre de Aguilar y a continuación se damos a , tal como se muestra en

la figura 6.


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Figura 6. Ventana Guardar como…

DEFINICIÓN DEL SITEMA DE UNIDADES

El siguiente paso a realizar en el programa es la definición del sistema de unidades

del mismo. Para ello vamos a hacer clic con el botón derecho con el cursor sobre “Layers”, y en el listado que nos aparece hacemos clic en “Properties” tal como se muestra en lafigura 7.


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Figura 7. Definición sistema de unidades

A continuación nos emerge la ventana Data Frame Properties, en la cual haremos clicen la pestaña General, e introduciremos tanto en Units como en Maps, el sistema deunidades elegido que en este caso es Metros (Meters), tal como se muestra en la figura 8.


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Figura 8. Definición sistema de unidades

Por último aplicamos los cambios y le damos a ACEPTAR, con lo que ya tendremos

definido el sistema de unidades en el programa ArcMap. Para comprobar que el cambio seha realizado correctamente nos fijamos en la parte inferior derecha del programa en la cual

aparecerán las coordenadas UTM X e Y en metros.

Ya tenemos totalmente preparado el programa para empezar a trabajar.


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OBTENCIÓN ORTOFOTOS Y MDT (Modelo Digital del Terreno)

A continuación vamos a obtener las ortofotos de la zona de estudio y el MDT (modelo

digital del terreno) sobre el cual vamos a trabajar. En nuestro ejemplo vamos a obtenerdichos elementos del IGN (Instituto Geográfico Nacional) siendo posible la realización del

mismo con distintos MDT y ortofotos. (Red Rediam…)

Para la obtención del mismo nos iremos a la página del Instituto GeográficoNacional (IGN) en la dirección www.ign.es previo registro en la misma.

- Primeramente seleccionaremos las Ortofotos necesarias de la zona de estudio.

En la sección de descarga de la mencionada página, haremos clic en búsqueda

avanzada y seleccionaremos Ortofotos PNOA Máxima Actualidad, y

elegiremos la foto nos interese, para nuestro caso elegiremos una ortoforto enformato ECW y descargamos la ortofoto seleccionada.

Como mencionamos anteriormente si hemos realizado la organización de carpetas

recomendadas, guardaremos dicha ortofoto en la carpeta destinada a la misma.

- El segundo paso vamos a descargarnos el modelo digital del terreno (MDT), para

lo cual realizamos los mismos pasos anteriores pero elegiremos la descarga del

MDT 25, del municipio de Aguilar de la Frontera en Córdoba siguiendo nuestroejemplo, el cual guardaremos en su carpeta correspondiente, nuestro caso en la

carpeta MDT.

Una vez descargado el MDT, el cual viene comprimido en formato RAR, lo

descomprimiremos quedando un archivo en formato AGR, que es el que utilizaremos para elcálculo de la cuenca hidrológica.

- El siguiente paso que vamos a realizar es el cambio de formato del MDT que nos

hemos descargado, ya que curiosamente el ArcMap no reconoce el formato AGR,

y necesitamos que el archivo a utilizar sea en un formato de texto. El paso que

tenemos que realizar es muy sencillo, ya que solamente tendremos que cambiar

la extensión del archivo de formato AGR a formato ASC simplementerenombrando el archivo.

Una vez que hemos finalizado las descargas volvemos al ArcMap para la

continuación del ejercicio.


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INTRODUCCIÓN DE ORTOFOTO EN ARCGIS.

A continuación vamos a introducir la Ortofoto aérea en ArcMap. Como iremos viendo

para la introducción de cualquier elemento en el programa ArcMap, se realiza a través de laintroducción de datos por la capa LAYERS. Para ello en la capa Layers hacemos clic conel botón derecho del ratón, con lo que nos emerge una ventana en la cual hacemos clic en

Add Data…, tal como se muestra en la figura 9.

Figura 9. Ventana añadir ortofotos

Una vez que hacemos clic nos aparecerá la ventana de explorador de Windows, en

la cual localizaremos la dirección en la que guardamos nuestra ortofoto, la seleccionamos y

le damos a OK, quedando tal como se muestra en la ventana 10.


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figura 10. ArcMap con ortofoto aérea.

Como se puede observar en la tabla de contenidos del programa donde se

encuentran las capas, nos aparece la capa de la ortofoto cargada, la cual la podemos

seleccionar para desactivarla o activarla según necesitemos palomeando en la casilla

correspondiente tal como se muestra en la figura 11


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Figura 11. Tabla de contenidos

CONVERSIÓN DEL MODELO DIGITAL DEL TERRENO (MDT) A RASTER.

El siguiente paso que vamos a realizar es una conversión del MDT que previamentenos hemos descargado del IGN. Vamos a transformar el MDT de un formato ASCII, que es

un formato de texto a un formato Raster. Como recordareis, en un paso anterior, cambiamos

el formato del mismo, para que ArcMap pudiera reconocer el archivo.

Para realizar la conversión del Modelo Digital del Terreno (MDT) vamos a utilizar

una nueva herramienta, llamada ArcToolBox, la cual es representada en el programa por el

icono situado en la barra de herramientas.

Cuando hacemos clic en dicho icono nos aparece una ventana emergente, la cual

posee varios menús desplegables, tal como se muestra en la figura 12.


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Figura 12. Ventana ArcToolbox

Para realizar la conversión del Modelo Digital del Terreno (MDT), hacemos clic en

ArcToolBox / Conversion Tools/ To Raster/ ASCII to Raster.

Al hacer clic en dicha opción nos emerge la ventana ASCII to Raster tal como semuestra en la figura 13.


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Figura 13. Ventana ASCII to Raster

En dicha ventana nos pide, en el primer apartado que introduzcamos un archivo de

entrada con formato ASCII, con lo cual le introduciremos nuestro archivo MDT en formato

ASCII.

Al seleccionarlo el programa una dirección de salida, que podemos cambiar si

queremos, y nombra al archivo como ASCCIITo_MDT21, y presionamos en OK el cualdejaremos por defecto tal como se muestra en la figura 14.

Una vez que hemos realizado este paso conseguimos pasar de un archivo deformato de texto (ASCII) a un MDT de formato Raster.


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Figura 14. Ventana ASCII to Raster

Después de aceptar la conversión nos emerge una ventana en la cual se empieza a

realizar la modificación del archivo, que después de varios segundos, nos creará un nuevo

archivo y quedara la ventana del programa tal como se muestra en la figura 15.


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Figura 15. MDT formato Raster.

Como se puede observar se nos ha creado un archivo nuevo en la tabla de

contenidos, correspondiente al MDT en formato Raster. Dicho archivo corresponde a la

imagen que se observa en el escritorio del programa como si fuera una radiografía.

Como hemos mencionado anteriormente podemos seleccionar o deseleccionar las

capas que vamos creando en la tabla de contenidos.

CONVERSIÓN DEL MODELO DIGITAL DEL TERRENO DE RASTER A TIN.

El siguiente paso es la transformación del archivo creado anteriormente (Raster) a un

nuevo formato (Tin). Un formato Tin, o red irregular de triángulos, el cual consiste en ir

representando la superficie del suelo mediante la colocación de una serie de triángulos que

se van adaptando a las irregularidades del terreno.


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Para ello haremos el siguiente paso:

Por primera vez vamos a utilizar la opción 3D Analyst, de la barra de herramientas.

Elegimos la opción Convert/ Raster to Tin, tal como se muestra en el figura 16.

Figura 16. Raster to Tin

Seguidamente nos emerge una ventana en la cual nos pide un archivo de entrada en

formato Raster, que por defecto nos detecta nuestro archivo Raster generado anteriormente,

y nos propone un archivo de salida llamado rastin, el cual deberemos guardar en la carpetacorrespondiente que hayamos creado de Argis y le damos a OK, quedando la ventana talcomo se muestra en la figura 17.


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Figura 17. Ventana Conversión Raster a Tin

Una vez que hacemos este paso observamos el archivo generado llamado rasttin, tal como se muestra en el figura 18.


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Figura 18. ArcMap con archivo rasttin cargado

Este archivo TIN se crea porque al final del ejercicio será necesaria su utilización para elcálculo de los datos altimétricos del punto de salida de la cuenca y el punto alto.

CREACIÓN DEL ARCHIVO FILL (RELLENO).

A continuación vamos a crear el archivo Fill (Relleno), el cual se crea para corregirlos posibles errores que normalmente contiene el Modelo Digital de Elevaciones (MDT). Al

realizar esta acción conseguimos corregir las depresiones existentes en el MDT.

Para ello hacemos clic en ArcToolBox / Spatial Analyst Tools / Hydrology / Fill, ynos emerge la ventana Fill, tal como se muestra en la figura 19.


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Figura 19. Ventana Fill

Dicha ventana nos pide un archivo de entrada raster, que en nuestro caso se llamaba

ASCCIITo_MDT21, el cual buscaremos en la ruta donde este guardado y loseleccionaremos, generándonos así un archivo de salida por defecto al cual llamará

Fill_ascIIto1, dejando por defecto dicho nombre tal como se muestra en la figura 20 yhacemos clic en el botón OK.


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Figura 20. Ventana Fill

Tras varios segundos se nos crea un nuevo archivo en la tabla de contenidos

llamado Fill_ascIIto1, tal como se muestra en la figura 21


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Figura 21. Archivos generados en tablas de contenidos.

CREACIÓN DEL ARCHIVO FLOW DIRECTION (DIRECCIÓN DE FLUJO).

A continuación vamos a crear el archivo FLOW DIRECTION (Dirección de flujo), elcual se crea averiguar cuáles son las direcciones del flujo que seguirá el agua, todo ello a

nivel de celda, por la cuenca.

Para ello hacemos clic en ArcToolBox / Spatial Analyst Tools / Hydrology / Flow

Direction, y nos emerge una ventana llamada Flow Direction, tal como se muestra en lafigura 22.


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Figura 22. Ventana Flow Direction

Dicha ventana nos pide un archivo de entrada raster, que en nuestro caso es el

último archivo que hemos generado que se llamaba Fill_ascIIto1, el cual buscaremos en laruta donde este guardado y lo seleccionaremos, generándonos así un archivo de salida por

defecto al cual llamará FlowDir_fill1, dejando por defecto dicho nombre tal como semuestra en la figura 23 y hacemos clic en el botón OK.


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Figura 23. Ventana Flow Direction


llamado FlowDir_fill1, tal como se muestra en la figura 24. En dicho archivo se nos muestracada una de las celdas del MDT con un color asignado que indica la dirección del flujo del

agua.


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Figura 24. ArcMap con archivo Flow Direction

CREACIÓN DEL ARCHIVO FLOW ACCUMULATION (ACUMULACIÓN DE FLUJO).

A continuación vamos a crear el archivo FLOW ACCUMULATION (acumulación deflujo), el cual se crea para visualizar donde se acumula el agua.

Para ello hacemos clic en ArcToolBox / Spatial Analyst Tools / Hydrology / Flow

Accumulation, y nos emerge una ventana llamada Flow accumulation, tal como semuestra en la figura 25.


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Figura 25. Ventana Flow Accumulation

En este menú emergente nos pide un archivo de entrada raster, que en nuestro caso

es el último archivo que hemos generado llamado Flowdir_fill1, el cual buscaremos en laruta donde este guardado y lo seleccionaremos, generándonos así un archivo de salida por

defecto al cual llamará FlowAcc_flow1, dejando por defecto dicho nombre tal como semuestra en la figura 26 y hacemos clic en el botón OK.


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Figura 26. Ventana Flow Accumulation


llamado FlowAcc_flow1, tal como se muestra en la figura 27. Por primera vez creamos unarchivo en la que podemos observar perfectamente la red de drenaje.


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Figura 27. ArcMap con el archivo Flow Accumulation

MODIFICACIÓN DE LA RAMIFICACIÓN DE LA RED DE DRENAJE.

Como se puede comprobar en la figura 28 la red de drenaje se obtiene por un

algoritmo del programa, en el cual viene por defecto para un número determinado. Ese

algoritmo que el programa utiliza para considerar una celda como red de drenaje o no, lo

podemos modificar, tanto como para aumentar el espesor de la red de drenaje o disminuirlo.

Esta función es muy útil porque puede darse el caso que, por la configuración que

trae por defecto el programa, no aparezca el arroyo o río de la zona de estudio.

Los pasos para realizar la modificación del espesor de la red de drenaje son los

siguientes:

- En la barra de herramientas hacemos clic en Spatial Analyst / RasterCalculator… emergiendo la ventana Raster Calculator, tal como se observa enla figura 28.


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Figura 28. Raster Calculator

- En dicha función vamos a crear nuestro propio algoritmo para crear nuestra

propia red de drenaje. Para ello tendremos que introducir la siguiente expresión.

Pinchamos en FlowAcc_flow1, y creamos la siguiente fórmula, tal como semuestra en la figura 29.

stream = con([FlowAcc_flow1] > 500, 1)


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Figura 29. Raster Calculator

Dicha expresión debe introducirse con los correspondientes espacios entre

caracteres para evitar que el programa de un error en el mismo. Dentro de la expresiónmatemática los caracteres de stream, corresponden al nombre del archivo que se va agenerar, por lo que se puede renombrar como se desee, y los caracteres que modifican la

densidad de la red de drenaje son los correspondientes a 500. Por defecto el programa estáconfigurado para considerar una celda como red de drenaje a partir de 1500, es decir vierten

en ella más de 1500 celdas adyacentes y por lo tanto la considera como red de drenaje.

Por lo tanto si bajamos el umbral a un número menor estamos aumentando el

número de celdas que cumplan esa función y la red de drenaje aumentará, si por el contrario

subimos el umbral a un número mayor el número de celdas que cumplan esa funcióndisminuirá y la red de drenaje será menos densa.

Para nuestro ejemplo vamos a utilizar un umbral de 500, para aumentar un poco lared de drenaje.


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llamado stream, tal como se muestra en la figura 30. Se puede observar claramente como

la red de drenaje ha aumentado.

Figura 30. ArcMap con archivo Stream

* NOTA: Por defecto el programa guardar el archivo generado en la carpetatemporal de Windows. Dicha configuración se puede modificar para que el archivo Streamgenerado lo guardemos en la ruta donde queramos. Para ello ejecutaremos Tools / Options/ Data Interoperability / Cache Location donde seleccionaremos una ruta más segura yaque dicho archivo generado será utilizado a posteriori, recomendando que en cada trabajo

se utilice la ruta donde se guardan los demás archivos, tal como se muestra en la figura 31.


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Figura 31. Ventana cambio ruta del archivo stream.

CREACIÓN DEL ARCHIVO STREAM ORDER (CATEGORIA DE IMPORTANCIA DE LARED)

A continuación vamos a crear el archivo STREAM ORDER (categoria deimportancia de la red), el cual es un paso opcional y no obligatorio para la creación de lacuenca hidrológica, pero que sirve de gran ayuda para observar el orden de importancia de

la red de drenaje creada.


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Para ello hacemos clic en ArcToolBox / Spatial Analyst Tools / Hydrology /Stream Order, y nos emerge una ventana llamada Stream Order, tal como se muestra enla figura 32.

Figura 32. Ventana Stream Order

En esta ventana emergente el programa, nos pide que introduzcamos dos archivos

de entrada raster, que en nuestro caso, para el primero de ellos, es el último archivo que

hemos generado llamado Stream, y para el segundo utilizaremos el Flowdir_fill1 el cualbuscaremos en la ruta donde este guardado y lo seleccionaremos, generándonos así un

archivo de salida por defecto al cual llamará StreamO_stre1, dejando por defecto dichonombre. Por último debemos elegir el método de clasificación de la red de drenaje,

dándonos el programa a elegir entre dos métodos STRAHLER o SHREVE dejando pordefecto el primero de ellos, tal como se muestra en la figura 33 y hacemos clic en el botón

OK.


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Figura 33. Ventana Stream Order


llamado StreamO-stre1, tal como se muestra en la figura 34. Vemos como la red de drenajese ha clasificado mediante colores en diferentes tramos, mostrando la categoría de los

mismos.


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Figura 34. ArcMap con el archivo Stream Order

CREAR PUNTO SALIDA DE LA CUENCA.

Para crear una cuenca hidrológica siempre es necesario crear un punto de salida. Se

puede definir como cuenca hidrológica, es una zona del territorio delimitada por una curva

cerrada y alabeada, tal que, cualquier gota de lluvia efectiva que caiga en su interior evacua

necesariamente por un único punto de salida, por lo que necesariamente debemos crear elpunto de salida de la cuenca.

Para la creación del punto de salida utilizaremos por primera vez el programa

ArcCatalog, que básicamente es una aplicación del programa ArcMap, al cual se accede a

través del icono abriéndose el programa tal como se muestra en la figura 35.


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Figura 35. ArcCatalog

Básicamente el programa ArcCatalog es un explorador de archivos donde podemos

crearnos varios archivos diferentes que después podremos incorporar en el ArcMap. Como

se puede observar se distiguen dos ventanas, la de la izquierda actúa como hemos

comentado como explorador de archivos y la segunda de ellas es sobre la que trabajaremos

para la creación de archivos.

El primero de los archivos que vamos a crear es el punto de salida de la cuenca,

para después incorporar al archivo de la zona de estudio.

Para ello buscamos en el explorador la ruta en la que estamos realizando el ejercicio

y la seleccionamos y en segunda haremos clic con el botón derecho y seleccionamos New/ Shapefile tal como se muestra en la figura 36


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Figura 36. Creación punto de salida cuenca

Al realizar esta acción nos emerge la ventana Create a New Shapefile. En dicha

ventana renombramos el archivo como Punto salida y dejamos el tipo de archivo creadocomo Point, tal como se muestra en la figura 37.


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A continuación vamos a cargarnos el archivo generado en el ArcCatalag nombrado

como punto salida. Para ello volvemos a ArcMap y al igual que hicimos con la ortofoto

repetimos el mismo proceso con el punto de salida.

Para ello en la capa Layers hacemos clic con el botón derecho del ratón, con lo que nosemerge una ventana en la cual hacemos clic en Add Data…, tal como se muestra en lafigura 38.


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Figura 38. Ventana añadir datos


la cual localizaremos la dirección en la que hemos guardado nuestro punto de salida, la

seleccionamos y le damos a OK, quedando cargado en la tabla de contenidos tal como semuestra en la ventana 39.

Figura 39. ArcMap con archivo punto salida


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A continuación una vez que lo tenemos cargado vamos a proceder a dibujar nuestro

punto de salida de la cuenca, y por primera vez vamos a utilizar la barra de herramientas del

Editor.

El punto de salida lo dibujaremos en un punto de la red de drenaje para del cual

queramos conocer la cuenca que pertenece a dicho punto.

Los pasos a seguir son los siguientes:

- Hacemos clic en la pestaña Editor / Star Editing y seleccionamos la ruta dondetengamos guardado dicho archivo, tal como se muestra en la figura 40.

Figura 40. Start Editing

- A continuación se nos activa el icono que se encuentra al lado del

Editor. Hacemos clic en dicho icono para dibujar dicho punto en el ArcMap.

Es muy importante que siempre que utilicemos el Editor nos fijemos que en laventana Target, se encuentre seleccionado el archivo que vamos a utilizar, para quecuando editemos dicho archivo lo hagamos en su capa correspondiente y no es unacapa diferente a la que vamos a utilizar, dando lugar a errores en el programa aposteriori.


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957 08 92 33 P á g i n a

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- Una vez que hemos seleccionado el icono anterior hacemos doble clic en el

punto de la red de drenaje elegido para el cálculo de la cuenca.

- Por último, tendremos que hacer clic en Editor / Stop Editing, para finalizar laedición del archivo de punto de salida como se muestra en la figura 41.

Figura 41. Stop Editing

Como se puede observar en la figura 42 ya tenemos nuestro punto de salida

colocado en nuestro plan de trabajo.


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957 08 92 33 P á g i n a

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Figura 42. Punto salida cuenca

DELIMITACIÓN AUTOMÁTICA DE LA CUENCA HIDROLÓGICA.

A continuación ya tenemos todos los elementos necesarios para la creación de la

cuenca perteneciente al punto de salida anteriormente seleccionado.

Para delimitar la cuenca hidrológica realizaremos los siguientes pasos:

- Para ello hacemos clic en ArcToolBox / Spatial Analyst Tools / Hydrology /Watershed, y nos emerge una ventana llamada Watershed, tal como se muestraen la figura 43.


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957 08 92 33 P á g i n a

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Figura 43. Ventana Wartershed

Como se pude observar en dicha ventana nos pide que introduzcamos dos archivos

de entrada y nos generará un archivo de salida. Dicha ventana la completaremos de la

siguiente forma:

- En la casilla Input flow direction raster, nos pide un archivo tipo raster queindique las direcciones del flujo que como lo creamos anteriormente lo

buscaremos y lo seleccionaremos. El archivo para este ejemplo es el nombrado

como Flowdir_fill1.

- En la casilla Input raster or feature puor point data, nos pide queintroduzcamos el punto de salida de la cuenca, que creamos en el paso anterior.

Para ello lo buscamos y lo seleccionamos, siendo nuestro archivo el nombrado

como punto salida.shp

- En la casilla Pour point field (optional), dejamos por defecto lo que nos sugiereel programa que en este caso es Id.

Como se puede comprobar nos genera un archivo de salida automáticamente el cual

lo guardaremos en la ruta que nos convenga, dejando por defecto el nombre generado por


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957 08 92 33 P á g i n a

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el programa que este caso es Watersh_flow8, y presionamos el icono OK tal como semuestra en la figura 44.

Figura 44. Ventana Wartershed

Una vez que realizamos este paso podremos comprobar en la ventana de

visualización la cuenca para ese punto de salida, tal como se muestra en la figura 45.


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957 08 92 33 P á g i n a

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Figura 45. Generación de la cuenca mediante ArcMap.

Es posible que la cuenca resultante sea demasiado pequeña o no se genere nada,

esto es debido porque el punto de salida de la cuenca no está sobre el cauce sino en las

inmediaciones del mismo, de forma que tendremos que moverlo y volver a crear el Watershflow.

Para mover el punto de salida de cuenca para moverlo encima del cauce, repetimos

los pasos que realizamos anteriormente para la dibujarlo.


- Hacemos clic en la pestaña Editor / Star Editing y seleccionamos la ruta dondetengamos guardado dicho archivo.

- A continuación se nos activa la ventana del Editor, y esta vez en vez de dibujarlo

lo que hacemos es hacer clic con el botón izquierdo manteniéndolo pulsado sobre

el punto de salida que ya tenemos y lo movemos hacia un punto de la red

drenaje.

- Por último, tendremos que hacer clic en Editor / Stop Editing, para finalizar laedición del archivo de punto de salida.


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957 08 92 33 P á g i n a

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A continuación volvemos a repetir idénticamente los pasos para generar la cuenca

hidrológica, repitiendo el paso de mover el punto de salida tantas veces como sea necesario

dicho proceso, hasta conseguir la generación de la cuenca correctamente.

CÁLCULO DEL ÁREA DE LA CUENCA

A continuación una vez que tenemos la cuenca generada automáticamente,

procederemos al cálculo del área de la misma.

Para proceder a dicho cálculo realizaremos los siguientes pasos:

- El primero de ellos es la conversión de la cuenca creada a un Shape al cual le

añadiremos después entidad topográfica obteniendo así el área de la cuenca.Para ello hacemos clic en Spatial Analyst / Convert / Raster to Features… talcomo se muestra en la figura 46.

Figura 46. Ventana Raster to Features

- Una vez que hacemos clic se nos abre la ventana Raster to Features, tal comose muestra en la figura 47, en la que hay por defecto nos detecta la cuenca

generada y nos crea un archivo de salida que lo rediccionaremos a la ruta

deseada y lo nombraremos como Cuenca. Las casillas restantes las dejaremoscon los valores por defectos y hacemos clic en botón OK.


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Figura 47. Ventana Raster to Features

Al realizar esta acción podemos comprobar cómo se ha generado un nuevo archivo

en la tabla de contenidos que en nuestro caso es nombrado como Cuenca añadiendo unanueva capa a la tabla de contenidos ya en formato vectorial tal como se muestra en la figura

48.

Figura 48. ArcMap con el archivo cuenca


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- A continuación ya podemos medir el área de la cuenca para lo cual utilizaremos

la siguiente herramienta haciendo clic en ArcToolBox / Spatial Statistic Tools /Utilities / Calculate Areas, emergiéndonos la ventana Calculate Areas, tal

como se muestra en la figura 49.

Figura 49. Ventana Calculate Areas

En dicha ventana nos pide un archivo de entrada y un archivo de salida. El archivo

de entrada que debemos introducirle es el último generado llamado Cuenca, el cual lobuscaremos en la ruta donde lo hayamos guardado. A continuación elegiremos la ruta

donde queremos guardar el archivo de salida y lo nombraremos como AreaCuenca,

quedando tal como se muestra en la figura 50.


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Figura 50. Ventana Calculate Areas

Hacemos clic en el botón OK y tras varios segundos en la tabla de contenidos nos

crea el nuevo archivo que acabamos generar nombrado como AreaCuenca, quedando talcomo se muestran en la figura 51.


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Figura 51. ArcMap con el archivo areacuenca

- Finalmente para conocer el área de la cuenca se realiza a través de un sencillo

paso haciendo clic en el icono (Identify) y hacemos clic en la cuenca

resultante que nos ha creado el programa, emergiendo una nueva ventana

llamada Identify, donde nos da directamente el área exacta de la cuenca talcomo se muestra en la figura 52.


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Figura 52. Ventana Identifity

DEFINICIÓN DEL RESTO DE PARÁMETROS DE LA CUENCA.

Para calcular el caudal que pasa por el punto de salida de la cuenca son necesarios

unos ciertos parámetros geográficos que obtendremos a través del programa ArcMap.

Dichos parámetros son:

- Superficie de la cuenca.

- Longitud del tramo del rio.

- Cota del punto de salida de la cuenca. (Cota Mínima)

- Cota del punto más alto de la cuenca. (Cota Máxima)

De los parámetros geográficos mencionados ya conocemos la superficie de la

cuenca, con lo que tres elementos restantes los calcularemos a continuación.

Para ello realizaremos los siguientes pasos:


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El primero de ellos es convertir la red de drenaje (Stream1) de formato Raster aformato Vectorial para darle a la red de drenaje que tenemos entidad vectorial para a

continuación poder medir la longitud de dicha red que nos interese, que se encontrará

comprendida entre el punto más alto y el más bajo del mismo.

Para ello hacemos clic en ArcToolBox / Spatial Analyst Tools / Hydrology /Stream to Feature, y nos emerge una ventana llamada Stream to Feature , tal como semuestra en la figura 53.

Figura 53. Ventana Stream to Feature

Como se puede observar en la figura 53 en dicha ventana nos pide dos archivos de

entradas y un archivo de salida. El primer archivo de entrada que debemos introducirle es un

archivo Stream en formato Raster por lo que el archivo que debemos introducir es el

nombrado como Stream, el cual lo buscaremos en la ruta donde lo hayamos guardado. Elsiguiente archivo de entrada que nos solicita, es un archivo de dirección de flujo en formato

Raster, por lo que el archivo a utilizar es el nombrado como Flowdir_fill1.


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Automáticamente el programa nos crea un archivo de salida, que según nuestroejemplo es reddedrenaje.shp el cual guardaremos en la carpeta que estamos utilizando enel proyecto generado.

Por último dejaremos activada la casilla Simplify polylines la cual viene por defectoya señalada por el programa, quedando la ventana tal como se muestra en la figura 46.

Figura 54. Ventana Stream to Feature

A continuación presionamos el botón OK mostrándose en la tabla de contenidos elnuevo archivo creado ya en formato shape.

Una vez que tenemos la red de drenaje en formato Shape, la vamos exportar y

transformar a formato DWG, el cual es ejecutable en cualquier programa CAD. Para realizar

esta acción seguiremos los siguientes pasos:

- Accederemos a ArcCatalog, al cual se accede a través del icono

abriéndose el programa y en el explorador de dicho programa buscaremos el

archivo anteriormente creado llamado Reddrenaje.


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- A continuación hacemos clic con el botón derecho del ratón sobre el mismo, y

seleccionamos la opción Export / To Cad, abriéndose la ventana Export to CAD,como se muestran en la ventana 55 y 56.

Figura 55. Export to Cad red drenaje

Figura 56. Export to CAD red drenaje


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En dicha ventana nos sale por defecto el archivo seleccionado, por lo que hacemos

clic en el OK de dicha ventana, pudiendo observar que se crea un nuevo archivo en formatoCad llamado reddrenaje_ExportCAD.

- Al igual que hemos realizado con la red de drenaje, vamos a repetir el proceso

con el archivo areacuenca. Hacemos clic con el botón derecho del ratón sobre elmismo, y seleccionamos la opción Export / To Cad, abriéndose la ventanaExport to Cad, tal como se muestra en la figura 57 y 58.

Figura 57. Export to CAD areacuenca


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957 08 92 33 P á g i n a

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Figura 58. Export to CAD areacuenca

En dicha ventana ya nos sale por defecto el archivo seleccionado, por lo que

hacemos clic en el OK de dicha ventana, pudiendo observar que se crea un nuevo archivoen formato Cad llamado areacuenca_ExportCAD.

- A continuación abrimos los archivos con un programa CAD, y copiamos la red de

drenaje en el archivo de la cuenca, tal como se muestra en la figura 59.


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Figura 59. Archivos exportados a programa CAD

Como se puede observar la red de drenaje es mucho mayor de la que necesitamos,

por lo que eliminaremos la de la misma la innecesaria, dejando solo la que se encuentre

dentro de la cuenca tal como se muestra en la figura 60.


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Ya solo nos queda medir la longitud del tramo principal en Autocad, creando una

polilínea de la red de drenaje que consideremos para calcular la longitud del tramo de

arroyo, y en las propiedades de la misma podemos observar la longitud de dicho tramo tal

como se muestra en la figura 61.


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Ya tenemos dos de los parámetros necesarios para la determinación del caudal de la

cuenca en estudio, ya solo nos queda la cota del punto más bajo y el punto más alto del

tramo de estudio.

Primero para antes de nada al igual que hicimos con el punto de salida de la cuenca

hemos de crear el punto más alto del tramo en estudio. Para ello repetiremos los mismos

pasos que realizamos en la creación del punto de salida de la cuenca.

CREAR PUNTO ALTO DEL TRAMOE EN ESTUDIO.

Para la creación del punto de alto utilizaremos el programa ArcCatalog, que

básicamente es una aplicación del programa ArcMap, al cual se accede a través del icono

abriéndose el programa tal como se muestra en la figura 62.


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Figura 62. ArcCatalog

Para ello buscamos en el explorador la ruta en la que estamos realizando el ejercicio

y la seleccionamos y en segunda haremos clic con el botón derecho y seleccionamos New/ Shapefile tal como se muestra en la figura 63


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Al realizar esta acción nos emerge la ventana Create a New Shapefile. En dichaventana renombramos el archivo como Punto alto y dejamos el tipo de archivo creado comoPoint, tal como se muestra en la figura 64.


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Figura 64. Creación punto de salidaalto

A continuación vamos a cargarnos el archivo generado en el ArcCatalag nombrado

como puntoalto. Para ello volvemos a ArcMap y al igual que hicimos con la ortofoto

repetimos el mismo proceso con el punto de salida.

Para ello en la capa Layers hacemos clic con el botón derecho del ratón, con lo que nosemerge una ventana en la cual hacemos clic en Add Data…, tal como se muestra en lafigura 65.


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Figura 65. Ventana añadir datos


la cual localizaremos la dirección en la que hemos guardado nuestro punto alto, la

seleccionamos y le damos a OK, quedando cargado en la tabla de contenidos tal como semuestra en la ventana 66.

Figura 66. Punto alto.


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A continuación una vez que lo tenemos cargado vamos a proceder a dibujar nuestro

punto de salida de la cuenca, y por primera vez vamos a utilizar la barra de herramientas del

Editor.

El punto de salida lo dibujaremos en el punto donde termina la polilínea que hemos

creado en autocad.


- Hacemos clic en la pestaña Editor / Star Editing y seleccionamos la ruta dondetengamos guardado dicho archivo, tal como se muestra en la figura .

Figura 67. Start Editing

- A continuación se nos activa el icono que se encuentra al lado del

Editor. Hacemos clic en dicho icono para dibujar dicho punto en el ArcMap.

Es muy importante que siempre que utilicemos el Editor nos fijemos que en laventana Target, se encuentre seleccionado el archivo que vamos a utilizar, para quecuando editemos dicho archivo lo hagamos en su capa correspondiente y no es unacapa diferente a la que vamos a utilizar, dando lugar a errores en el programa aposteriori.

- Una vez que hemos seleccionado el icono anterior hacemos doble clic en elpunto de la red de drenaje elegido para el punto alto.


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- Por último, tendremos que hacer clic en Editor / Stop Editing, para finalizar la

edición del archivo de punto de salida como se muestra en la figura 68.

Figura 68. Stop Editing

Como se puede observar en la figura 69 ya tenemos nuestro punto de salida

colocado en nuestro plan de trabajo.


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Figura 69. Punto salida cuenca

COTA ALTIMÉTRICA DEL PUNTO SALIDA Y PUNTO ALTO.

Una vez que ya tenemos creado tanto el punto de salida como el punto alto,

pasamos a darle a cada uno de ellos entidad topográfica para conocer el dato de cota

altimétrica de los mismos.

Para poder medir dicha altitud realizaremos una operación muy sencilla:

- Haremos clic en el icono (Identify) con lo que nos aparecerá la dicha ventana

de identificación, tal como se muestra en la figura 70.


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Figura 70. Ventana Identify

Una vez que tenemos esta ventana hacemos clic en Identify from, yseleccionaremos el archivo rasttin que creamos al principio del ejercicio, el cual posee laentidad topográfica del terreno quedando tal como se muestran en la figura 71.

Figura 71. Ventana Identify

Una vez que tenemos seleccionada esa opción, procederemos a hacer clic en cada

uno de los puntos, tanto en el punto de salida como en el punto bajo, mostrándose la

elevación de los mismos tal como se muestran en las ventanas 72 y 73.


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Figura 71. Ventana Identify elevación del punto de salida

Figura 72. Ventana Identify elevación del punto alto.

Con esto terminamos el cálculo de los cuatro elementos básicos para el cálculo del

caudal, el cual ya os mostraremos el método del mismo, que después se ha de circular por

delimitación de la cuenca hidrológica con argis

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