La evaluación de procesos de precipitación, escorrentía, enrutamiento, así como la infiltración requieren de datos de precipitación, caudal, temperatura y radiación a escala diaria. Los datos requeridos por los modelos hidrológicos deben ser confiables y estar completos en el periodo de estudio. Muchas veces los datos de estaciones de precipitación, aforo, entre otros se presentan incompletos en varias partes siendo posible su completación mediante métodos numéricos, regresiones o algoritmos de inteligencia artificial.
Keras es una plataforma de alto nivel para redes neurales escrita en Python. Esta plataforma esta enfocada en permitir una experimientación rápida de los datos de entrada. Keras soporta redes convulsionales y recurrentes y combinaciones de ellas, además está diseñada para correr tanto en PCs como en computadoras avanzadas de multiprocesadores.
La ventaja de utilizar inteligencia artificial en scripts y librerías como Python - Keras es la practicidad en el manejo de los datos, las opciones de configuración de las redes neurales dependiendo de los datos de entrada y la capacidad de procesamiento y representación de grandes series de datos.
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El software HEC – ResSim fue desarrollado en el Centro de Ingeniería Hidrológica del Cuerpo de Ingenieros del Ejército. HEC – ResSim esta compuesto por una interfaz gráfica (GUI), que realiza la simulación de operaciones de un reservorio o embalse para el análisis del almacenamiento y gestión de datos. HEC-ResSim tiene tres conjuntos de funciones llamados módulos, los cuales proveen el acceso a directorios y datos específicos de la configuración en curso.
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HEC-ResSim es una herramienta de apoyo a los modelos de simulación de embalses, pues ayuda a la toma de decisiones para un mejor funcionamiento de los reservorios (USACE User's Manual). La naturaleza de HEC-ResSim, su esquema flexible para describir la operación de los embalses y sus nuevas y potentes características, hacen que sea aplicable para modelar casi cualquier sistema de almacenamiento de usos múltiples.
Este tutorial abarca la definición de las alternativas en HEC-ResSim, que consiste en especificaciones de control de ejecución de una red de embalse, mediante la asignación de nombres de la ruta DSS (mapeo de series de tiempo).
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Hydrologic Engineering Center’s Reservior System Simulation (HEC-ResSim) es usado como modelo de la operación de uno o más reservorios de agua. HEC-ResSim puede realizar un plan de regulación con la herramienta Operation. En este tutorial se va aprender a definir un plan de operación o esquema sobre el cual un reservorio basa sus decisiones con respecto a la cantidad de agua para liberar en cada paso de tiempo de una ejecución de la simulación.
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Hydrologic Engineering Center’s Reservior System Simulation (HEC-ResSim) es usado como modelo de la operación de uno o más reservorios de agua. En el módulo de red de embalse, el usuario deberá construir el esquema de la red, describir los elementos físicos y operacionales del modelo de embalse y desarrollar las alternativas que desea analizar.
En este tutorial se va aprender a definir una red de embalse en una cuenca, asignando condiciones de enrutamiento y edición de componentes físicos de reservorios.
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HEC-ResSim 3.1 tiene tres conjuntos de funciones llamados módulos, los cuales proveen el acceso a directorios y datos específicos de la configuración en curso. Antes de comenzar a trabajar con los módulos individuales disponibles en ResSim, usted tendrá que entender los conceptos que le permitirán desarrollar, acceder e interactuar con las herramientas ResSim.
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La disponibilidad actual de softwares libres potentes de Sistemas de Información Geográfica (SIG) como el QGIS junto con imágenes satelitales y productos de datos satelitales libres de mediana/alta resolución de precipitación y evapotranspiración hace posible la evaluación de manera global y en corto tiempo de procesamiento de ciertas partes del ciclo hídrico que antes eran poco conocidas o monitoreadas como el excedente hídrico.
El excedente hídrico es la diferencia entre la precipitación y la evapotranspiración actual, que puede ser traducida como la diferencia entre la imagen de precipitación IMERG menos la imagen de evapotranspiración actual MOD16. Este cálculo de álgebra de rasters puede ser implementado con softwares libres como QGIS con un conjunto específico de procedimientos como reproyecciones, archivos temporales, procesos y calculadora de rásters. Es tutorial trata del cálculo del excedente hídrico para una cuenca andina en el año 2015.
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La compresión del ciclo hídrico subterráneo supone el entendimiento dual del medio geológico y el medio climático para comprender los principales procesos de recarga, transporte y descarga del aguas subterránea. Este tutorial muestra el procedimiento para el análisis del ciclo hídrico en la zona de páramo colombiano en Boyacá y el procedimiento de procesamiento de datos de elevación AsterDEM para la generación de cuencas y cursos de agua en QGIS.
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En softwares de SIG comerciales y libres las herramientas no son muchas. Con un adecuado manejo y destreza de estas herramientas se pueden hacer geoprocesos interesantes como es este caso que se han utilizado herramientas de QGIS para delimitar ríos en base de imágenes satelitales. De esta manera se pueden extraer componentes espaciales de manera vectorial (polígonos) de cualquier imagen, lo que permite generar datos espaciales para un posterior análisis.
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La optimizacion de un modelo involucra el ajuste de parámetros de manera que los datos simulados se ajusten con los flujos observados tanto como sea posible. El software de HEC HMS tiene dos algoritmos diferentes para la optimización de parámetros asi como una variedad de funciones objetivo que miden la calidad del ajuste entre los caudales observados y simulados.
Las simulaciones de optimización son relativamente simples de configurar y de calcular. Este tutorial muestra el procedimiento completo de optimización para un modelo hidrológico en una cuenca andina.
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Una vez más el software libre nos impresiona por su gran capacidad y fácil manejo para evaluaciones de recursos hídricos. En esta ocasión utilizaremos QSWAT 1.4 que es el complemento SWAT en la interface QGIS.
El tutorial muestra el procedimiento para delimitar una cuenca y la red hidrica a partir de un modelo digittal de elevacion (DEM).
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SWAT es un modelo de simulación de dominio público que se aplica sobre GIS para usos en cuencas. El complemento SWAT es una herramienta de evaluación de suelo y agua para el manejo de cuencas; la interface para QGIS es QSWAT siendo la última versión QSWAT 1.4.
Este es un tutorial rápido para instalar SWAT en QGIS 2.6.
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La evaluación de procesos de precipitación, escorrentía, enrutamiento, así como la infiltración requieren de datos de precipitación, caudal, temperatura y radiación a escala diaria. Los datos requeridos por los modelos hidrológicos también necesitan estar en el mismo periodo de tiempo para poder realizar sus simulaciones.
Debido a la extensa cantidad de datos que maneja el modelos de cuencas para periodos de retorno de 20 años, 50 años o 100 años con alrededor de tres estaciones de precipitacion y una de aforo se tienen que utilizar herramientas como Python para el procesamiento y redes neurales para la completación de datos faltantes. El tutorial de este artículo muestra el tratamiento de cuatro estaciones de precipitación, para la completación de 35 años de precipitacion faltante de una estación y la selección de un periodo de 55 años completo de series hidrológicas.
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Para poder realizar un modelamiento hidráulico, uno de los datos más importantes a ingresar al software HEC-RAS es la geometría del tramo a estudiar, sin embargo, no siempre se tiene esta información disponible a través de mediciones en campo.
En esta oportunidad presentamos el complemento de QGIS llamado Q-RAS que permite, de manera muy sencilla, la creación de esta información de geometría a partir de un archivo DEM.
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El estudio de las cuencas andinas requiere el procesamiento de imágenes espaciales y la descarga de datos climáticos e hidrométricos a escala diaria. Este tutorial muestra el proceso completo para la ubicación de datos de precipitación y caudal a escala de cuenca. También se realiza la descarga de imágenes de elevación y cobertura vegetal; por último se obtienen los cursos de agua, cuencas y subcuencas. El tutorial ha sido realizado con software libre QGIS y SAGA GIS.
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La gestión de reservorios / represa presenta variados desafíos que dependen de la época del año, las demandas y los servicios al medio ambiente. En escenarios de mayores intervenciones de cuencas para abastecimiento de agua, control de sedimentos y generación hidroeléctrica, resulta necesario conocer los criterios de operación de represas para gestionar distintos requerimientos como inundaciones y caudal ecológico en la época seca.
El tutorial presentado en este artículo muestra el proceso de manejo de compuertas para un arreglo de tres subcuencas con dos reservorios. La simulación fue hecha por un periodo de tres años en escala diaria en HEC ResSim sobre una cuenca andina.
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El satélite TRMM es uno de los satétites más antiguos que registra precipitación teniendo registros que datan hasta el año 1998 completando 16 años de registros de precipitación. Estos registros son base para evaluar sequías, inundaciones y efectos del cambio climático. A pesar de la inexactitud en sus mediciones interpretadas respecto a estaciones pluviométricas, los datos del TRMM son muy prácticos para conocer la dinámica de la precipitación temporal y espacialmente y la correlación entre la precipitación y otras variables del medio ambiente.
Este tutorial muestra el proceso de descarga de datos de precipitación mensual del servidor NASA Giovanni para la zona de Libería - Costa Rica para un periodo entre 1998 y el 2016.
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El software RSMinerve es un software libre para el modelamiento hidrológico e hidráulico a escala de cuenca. El software introduce una serie de métodos para la simulación de procesos de precipitación-escorrentía, además de otros procesos hidrológicos como acumulación de nieve, derretimiento de glaciares, infiltración en la subsuperficie y recarga al agua subterránea. Dentro de sus capacidades para la simulación hidráulica considera elementos de control como compuertas, vertederos, bocatomas, uniones, turbinas y bombas.
Este tutorial muestra la simulación diaria por el periodo de un mes de precipitación en una cuenca utilizando el método de humedad de suelo. El tutorial comprende los principales pasos para la conceptualización, ingreso de datos y simulación con RSMinerve.
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Interesante tutorial para la determinación de la red hídrica y extensión de cuenca del Embalse Pomacocha. El tutorial comprende todos los pasos desde la descarga de la imagen de elevación, el procesamiento dentro de SAGA GIS y la representación en QGIS.
SAGA GIS se instala junto con QGIS. Descargue QGIS de www.qgis.org
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SAGA GIS es un software desarrollado para el análisis espacial y cumple con los estándares de la OGC lo que hace que sea compatible con otros software de SIG libres y comerciales. SAGA GIS está incluido dentro de la instalación de QGIS y sus comandos pueden ser ejecutados dentro de la interfase de SAGA GIS o a través de "Procesos" dentro de QGIS.
SAGA GIS tiene una serie de herramientas para el análisis espacial de los recursos hídricos, en esta ocasión utilizaremos SAGA GIS para la determinación del orden de una red de drenaje. Por último representaremos la red de drenaje y su orden en QGIS.
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