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  • 1 Post By oedi

Pendiente media de un cauce

  1. #1
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    Predeterminado Pendiente media de un cauce

    Hola de nuevo!!

    Estoy realizando un estudio hidrológico y necesitaría saber la pendiente media de mi cauce para poder calcular el tiempo de concentración, pero no doy con la manera!!

    Un saludo!

  2. .
  3. #2
    Usuario Verificado Avatar de Isaac
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    Hay varios métodos en función de la complejidad del cauce

    Para ríos de poca entidad:

    Divides por tramos en función del régimen hídrico.
    Despues para cada tramo (cota superior-cota inferior)/distancia
    y luego haces la media de los tramos

    Para ríos complejos se hace con pendiente ponderada por área

    Divides el cauce en tramos correspondientes a bajadas de altitud constantes (corte con línea de cota) a intervalos regulares
    Calculas el área de cuenca que corresponde a cada tramo
    Haces la media promediando por el área de cada tramo

    Y también la puedes calcular gráficamente, representando altitud frente a distancia y obteniendo la línea de tendencia que se aproxime más a la curva, y que mantenga un buen R2

  4. .
  5. #3
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    Muchísimas gracias!! Y no habría manera de hacerlo con ArcGis para que me lo calcule directamente? No estoy yo muy familiarizada con estos temas!! Graciasss!!!

  6. .
  7. #4
    Usuario Verificado Avatar de Optigan
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    Cita Iniciado por Anabelen Ver mensaje
    Muchísimas gracias!! Y no habría manera de hacerlo con ArcGis para que me lo calcule directamente? No estoy yo muy familiarizada con estos temas!! Graciasss!!!
    Para este supuesto sí que te resultaría útil usar ArcHydro; te puede calcular automáticamente todo ese tipo de parámetros.

  8. .
  9. #5
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    Anda mira, al final le voy a dar uso jajajaja. Te importaría decirme los pasos a seguir? Te adelanto que conozco algo de estos temas, pero poco!! A ver si pudieses explicármelo lo más claro que puedas (siento si es mucha molestia)

  10. .
  11. #6
    Usuario Verificado Avatar de Optigan
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    Te recomiendo que descargues el manual de ArcHydro Tools -o el de HEC-GeoHMS, que creo que incluye ArcHydro Tools- y lo sigas paso a paso; para llegar a medir la pendiente media de un cauce vas a tener que definir previamente toda la cuenca. Yo es que hace más de un año que no lo manejo.

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  13. #7
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    No hay otra manera algo más rápida? Que tenga de base el MDT o algo por el estilo? El arroyo es tan tan pequeño que me es imposible definirlo correctamente sin un levantamiento topográfico.

  14. .
  15. #8
    Usuario Verificado Avatar de Rober
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    Mucho lío para algo tan sencillo. Tienes una función de cálculo estadístico ráster sobre entidades vectoriales. Basta con tener tu ráster de pendientes y tu entidad vectorial. Ejecutas la herramienta de análisis estadístico sobre los límites de la entidad vectorial y ya tienes el resultado. Puedes meterle valores máximos, mínimos, medias, desviaciones.... Lo que quieras. Te paso un enlace donde puedes descargarte un manual y tienes un video para que veas como funciona la herramienta. Puedes usarla con polígonos y líneas. Con puntos no tiene mucho sentido porque es el valor del propio pixel sobre el que está el punto, pero también es válida: Tutorial ArcGIS, Geofascículo 28- Transferencia de datos estadísticos ráster a entidades vectoriales - Territorio Geoinnova - SIG y Medio Ambiente

  16. .
  17. #9
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    Gracias!!! Eso es lo que buscaba!!!!! Gracias a todos!

  18. .
  19. #10
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    Cita Iniciado por Rober Ver mensaje
    Mucho lío para algo tan sencillo. Tienes una función de cálculo estadístico ráster sobre entidades vectoriales. Basta con tener tu ráster de pendientes y tu entidad vectorial. Ejecutas la herramienta de análisis estadístico sobre los límites de la entidad vectorial y ya tienes el resultado. Puedes meterle valores máximos, mínimos, medias, desviaciones.... Lo que quieras. Te paso un enlace donde puedes descargarte un manual y tienes un video para que veas como funciona la herramienta. Puedes usarla con polígonos y líneas. Con puntos no tiene mucho sentido porque es el valor del propio pixel sobre el que está el punto, pero también es válida: Tutorial ArcGIS, Geofascículo 28- Transferencia de datos estadísticos ráster a entidades vectoriales - Territorio Geoinnova - SIG y Medio Ambiente
    Discrepo. Haciéndolo así lo que se obtiene es la pendiente media de la cuenca, que dista mucho de ser la pendiente media del cauce.
    Hay algunas fórmulas de cálculo del tc que utilizan la "pendiente media de la cuenca" (las menos) y otras (la gran mayoría) que utilizan la "pendiente media del cauce".
    Para estas últimas la pendiente se obtiene (en la mayoría de las cuencas) como Pdte (m/m) = (Hmax - Hmín)/(Longitud del cauce).
    Hmax, Hmín, se obtiene directamente con la función de cálculo estadístico que te indica Rober
    L es la medida del cauce principal, que puedes obtener digitalizando sobre imagen satelital o bien, como te han indicado con Hydrotools, mediante la función longest flow path

    Por último una sugerencia.... existen significativas diferencias entre la aplicación de una u otra fórmula del Tc. Uno se lleva bastantes sorpresas si establece una comparativa. Suele ser muy interesante conocer dónde se elaboró la fórmula empírica del tiempo de concentración a utilizar (superficie de la cuenca, si esta era montañosa o de llanura, etc...) para saber si se asemeja mínimamente o no a la morfología de la cuenca objeto de estudio.

    PD Algunas fórmulas de tiempo de concentración https://riunet.upv.es/bitstream/hand...aci%C3%B3n.pdf
    Isaac likes this.

  20. .
  21. #11
    Usuario Verificado Avatar de Rober
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    Pues yo también discrepo, cuanto menos no es coherente. Es imposible obtener una pendiente media de una cuenca (superficie) cuando estás trabajando sobre una entidad lineal como es el arroyo (longitud). Bien es cierto que en ambos casos la unidad de gestión es el píxel (que no deja de ser una superficie en ambos casos) y es mil veces mejor disponer de cotas. Pero desde luego calcular la pendiente media con la altura en punto de inicio y la altura en el punto final es lo más parecido a aplicar afines a Pitágoras en una situación lineal hipotética de un triángulo perfecto que no tiene por qué coicidir con la realidad. Quizá en un tramo regular sea un valor coherente. Pero en un tramo irregular.... En cualquier caso es una opción más. Pitágoras y los triángulos siempre ayuda en todo :-)

  22. .
  23. #12
    Usuario Verificado Avatar de Isaac
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    Rober hace tiempo tuvimos una discusión parecida, y te vuelvo a decir, aunque los GIS aparentan hacer de todo, no sustituyen a los métodos clásicos ni se pueden recomendar tan alegremente porque al final van contra nosotros los geo-informáticos. Hay que entender lo que hace "el botón" y la diferencia de resultados entre usar un parámetro y otro.

    Los hidrologos han definido múltiples métodos para el cálculo de la pendiente de un cauce y según las características de este eligen uno u otro. Búscate unos apuntes de hidrología y veras que la cosa tiene su miga. Por ejemplo para arroyos de montaña se usan los criterios de cálculo de pendiente Alvord por ejemplo (te hablo de memoria). Yo trabajé haciendo modelización hidráulica y trabajábamos con hidrológicos que eran los que parametrizaban las cosas y luego nosotros modelizabamos.

    Lo de que sea una entidad lineal es tan solo una abstracción que se hace para modelar en un GIS, y el cálculo de pendientes basados en polígonos afines también son abstracciones matemáticas que hay que saber que implicaciones tienen.

    Que probablemente en el caso que plantea @Anabelen se podrán obviar y el resultado sea parecido, pues quizá, pero yo probaría si con varios métodos los resultados no difieren mucho. Mira el ejemplo que te ha puesto @oedi con el tiempo de concentración, y es solo uno de los muchos parámetros que intervienen en la modelización.

    Cita Iniciado por Rober Ver mensaje
    Pues yo también discrepo, cuanto menos no es coherente. Es imposible obtener una pendiente media de una cuenca (superficie) cuando estás trabajando sobre una entidad lineal como es el arroyo (longitud). Bien es cierto que en ambos casos la unidad de gestión es el píxel (que no deja de ser una superficie en ambos casos) y es mil veces mejor disponer de cotas. Pero desde luego calcular la pendiente media con la altura en punto de inicio y la altura en el punto final es lo más parecido a aplicar afines a Pitágoras en una situación lineal hipotética de un triángulo perfecto que no tiene por qué coicidir con la realidad. Quizá en un tramo regular sea un valor coherente. Pero en un tramo irregular.... En cualquier caso es una opción más. Pitágoras y los triángulos siempre ayuda en todo :-)
    Última edición por Isaac; 31 enero 2016 a las 18:40 Razón: ortografía

  24. .
  25. #13
    Usuario Verificado Avatar de Rober
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    Hola Isaac.
    Ojo que no estoy diciendo que sea incorrecto, simplemente digo que a mi no me convence. El planteamiento que comenta Oedi es más que coherente (la matemática no falla), para nada lo cuestiono y de hecho siempre soy partidario de que la vía más sencilla es la que mejores resultados da. Pero viendo las actuaciones sobre las masas de agua en este país dudo mucho que una pendiente media sea coherente viendo altitudes entre la cabecera y el punto de desagüe sin ver lo que hay en el medio (que en el caso de España no es poco lo que hay…). Que ojo, igual cuadra a la perfección. Pero para eso soy muy escéptico.

    Y por supuesto, soy el primero que no opina que darle a un botón solucione las cosas. De ahí que también matice el tema del píxel pues en hidrología hay muchas cosas a tener en cuenta. Pero en cartografía también hay otras tantas que se omiten y que nada son aplicables a la hidrología teórica. La morfología terrestre no se tiene en cuenta en esos casos (y ahí la cartografía es básica) y sin embargo es la causante de que esa masa de agua pase por ahí.

    Hay un profesor en la universidad de Barcelona, que no recuerdo su nombre, que precisamente tiene artículos vinculados a temas de pendientes por la morfología de los tipos del lecho del río. Ahora no recuerdo la publicación pero me acuerdo de ver figuras de morfologías del lecho y cuanto menos, de lo que aparenta por fuera a lo que se ve en un corte transversal… hay mucha diferencia. Y esto creo que es importante. Cuanto menos, ninguna fórmula aplica conceptos morfológicos.

    Y si me preguntan al respecto, con franqueza te doy mi opinión sobre esa herramienta y para ese caso en concreto, y es que yo no recurriría nunca a cálculos de pendiente media de un río a través de un DEM. Básicamente porque los DEM que se manejan normalmente no son realistas con la morfología del terreno. Primero porque no representan el lecho de un río sino la superficie del mismo y segundo porque las resoluciones hacen que matemos moscas a cañonazos. Pero tampoco recurriría a calcular una media entre alturas máximas, mínimas y longitudes. Igual que un caso me parece sesgado otro me parece generalizado. Nos vamos al campo, tomamos los datos, lo pasamos bien y trabajamos como siempre, que sino las máquinas nos quitan el trabajo. Aunque efectivamente no me extrañaría que aplicando ambos dos salieran cosas similares.

    Pero a mi si me preguntas cómo calcular la pendiente media de un arroyo con un DEM y ArcGIS... la herramienta más oportuna para mi es esa. Eso sí, siempre y cuando el DEM sea preciso y muestre la morfología como es.

    Saludos! ;-)

  26. .
  27. #14
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    Predeterminado Respuesta: Pendiente media de un cauce

    Mis humildes (y a lo mejor erróneas) conclusiones:
    1. - Lo que se está preguntando es cómo calcular la pendiente para calcular el Tiempo de Concentración de una cuenca
    2.- No es lo mismo la pendiente media de una cuenca que la pendiente media de un cauce
    3.- Lo más importante: Las formulaciones empleadas para calcular el tiempo de concentraciòn son expresiones puramente empíricas, obtenidas en base a experiencias en múltiples cuencas piloto. En esas experiencias, el tiempo de concentración se calcuba en función del desnivel y de la longitud del cauce. Las fórmulas del tc están por tanto formuladas y calibradas para el cálculo de la pendiente por esa metologìa DESNIVEL/LONGITUD. Hacerlo de otro modo implica no aplicar correctamente la fórmula.
    4.- Si la pregunta fuese calcular pendiente media de una cuenca, entonces, en ese caso si que aplicaría sin lugar a dudas todo lo manifestado por Rober.
    5.- Hay un artìculo de Victoriano Martínez Álvarez en la revista Ingeniería del Agua en el que se explica un elaborado procedimiento para calcular el tiempo de concentración con SIG.

  28. .
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