Cuenca y espejo de agua de un embalse en QGIS 3

Los modelos digitales de terreno (MDT) son una forma de representación del relieve y al mismo tiempo, un insumo para la extracción de múltiples parámetros.

Un MDT es una variable de entrada para procesos complejos como los hidrológicos, análisis de visibilidad, geomorfológicos, insolación, etc.

A su vez constituye un marco de referencia para la modelación de escenarios.

En el presente artículo continuamos avanzando el caso de estudio, la ubicación de un dique en una zona escarpada, como fuente alternativa de dotación de agua a una finca agropecuaria.

En los artículos “como generar un modelo digital de elevación con QGIS 3” y “Como insertar un dique en un MDE en QGIS 3”, encontrará los procedimientos iniciales así como la data para reproducir lo planteado en la presente entrada.

Construcción del Modelo Digital de Elevación (MDE)

Para fines de representación podemos exagerar en la resolución final al generar el MDE.

Sin embargo, para fines de evaluación de variables debe respetarse la correspondencia entre la calidad de los datos de entrada y la resolución del MDE.

La capas utilizadas para construir el MDE provienen de una base cartográfica 1:25.000, es decir, 1 cm equivale a 250 metros.

En la imagen puede observarse el espaciamiento entre curvas de nivel.

Resolución del MDE

Se genera el MDE con un tamaño de pixel de 10 metros, para ello configure las dimensiones:

  • Extensión: 514300, 516800, 1073400, 1075700 [EPSG:24719]
  • Filas:  230
  • Columnas: 250
  • Como nombre de salida escriba MDE_10

Delimitación de la cuenca hidrográfica

El siguiente paso es delimitar el área de drenaje a partir de la ubicación del dique, esto se puede realizar de dos formas, delineando la divisoria o mediante procesamiento automático.

1.- Delineando la divisoria:

Cree un archivo shapefile de polígono, comience la edición, configure un estilo sin color de fondo, trace el parte agua.

Con un estilo con transparencia y el Hillshade de fondo es sencillo definir la divisoria.

Luego, convierta el polígono a formato raster, para ello, menú Raster > Conversión > Rasterice (vectorial a Raster).

2.- Delimitación automática:

En menú Procesos > Caja de Herramientas > SAGA > Terrain Analisys – Hidrology

Procedemos a corregir el MDE, seleccione Fill Sinks, en la pestaña DEM seleccione MDE_10.

Este procedimiento llenará las depresiones que pudieran evitar que se determine adecuadamente las zonas que contribuyen.

Las demás opciones por defecto clic en Run.

Esto adiciona un nuevo Raster denominado Filled DEM

Luego, determinamos el área de drenaje aguas arriba

  • En Caja de Herramientas > SAGA > Terrain Analisys – Hidrology > Upslope area
  • En Target Area déjelo por defecto
  • En la pestaña Elevation seleccione Filled Dem
  • En Target X Coordinate introduzca la coordenada Este del Dique 515020
  • En Target Y Coordinate introduzca la coordenada Norte del Dique 1074548

El resultado es un raster binario, el área que drena al dique tendrá valor de 100, compárela con la que realizo manualmente.

Espejo de agua:

Posteriormente se determina el espejo de agua considerando la máxima capacidad de llenado.

En el artículo “Como insertar un dique en un MDE en QGIS 3” diseñamos el dique y le asignamos como altura máxima 280 m.s.n.m. (aliviadero).

Para determinar el espejo de agua sencillamente extraemos del MDE corregido, dentro del área de drenaje, las zonas con elevaciones menores a 280 m.s.n.m.

Para ello, en menú Raster > Calculadora Raster y escribimos la condicional:

((“Upslope Area@1″= 100) AND (“Filled DEM@1” < 280))

En la imagen el resultado:

Superficie del espejo de agua

La superficie del espejo de agua se puede calcular de dos formas:

1.- Convierta el raster a vectorial: en menú Raster > Conversión > Poligonizar (Raster a Vectorial)

Luego edite la tabla de atributos, cree un campo numérico y calcule el área

2.- En la Caja de Herramientas de Procesos > Análisis Raster > Informe de valores únicos de capa raster

Genera un archivo html donde podemos ver la superficie ocupada por el espejo de agua (56.100 m2 o 5,61 ha), específicamente los pixeles con valor 1.

Posteriormente podemos realizar representaciones en tres dimensiones:

En el próximo articulo determinaremos el volumen de agua embalsado.

Autor: Luis Eduardo Pérez Graterol
Profesión: Ingeniero en Recursos NaturalesPaís: Venezuela
Web: www.mundocartogeo.blogspot.com

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