hidrocalc - unu ingenierosunuingenieros.com/files/musuariohc2.pdf · 2021. 6. 13. · 3 términos y...

HidroCalc 2

Manual de Usuario

2021

Requisitos mínimos del sistema

• Sistema operativo : Windows 7 - 64 bits, o posterior.

• Espacio requerido : 20 mb de espacio en disco.

• Procesador : doble núcleo multihilo 1.5GHz.

• Memoria RAM : 2 GB.

• Otros : Microsoft Office, 2010 en adelante. Pantalla de 1920x1080 px.

MANUAL DE USUARIO DE HIDROCALC 2.1

© Unu Ingenieros

✆ (+51) 961304698

✉1 [email protected]

✉2 [email protected]

www.unuingenieros.com/hidrocalc2.html

Primera edición: Junio 2021

Autor: Luis Félix Vásquez Paredes

Prohibida la reproducción parcial o total, por cualquier

medio o método de este manual sin previa

autorización de la empresa Unu Ingenieros E.I.R.L.

Copyright © 2021

Impreso en Perú

https://wa.link/eh8u00

mailto:[email protected]


http://www.unuingenieros.com/hidrocalc2.html

3

Términos y Condiciones de uso

Al instalar la aplicación acepta los términos y condiciones impuestos por Unu

Ingenieros, en adelante, el autor.

1. El Autor no se hace responsable por los errores que pudiesen existir

en la aplicación si se realiza un ingreso inadecuado de datos, es decir,

diferente al descrito en el Manual de Usuario.

2. El Autor no se hace responsable por la incompatibilidad entre el

programa y el sistema operativo en donde se ejecute si es diferente a

los especificados en los requerimientos o requisitos mínimos que se

especifican en la primera página del Manual de Usuario.

3. El Autor no se hace responsable por daños en el equipo en el que se

ejecuta la aplicación cuando se hace un uso inadecuado de la misma,

es decir, sobrepaso del número de iteraciones recomendadas en el

módulo de ‘RNA’ o exceso de datos en el módulo de ‘Ajuste a

distribuciones estadísticas’ o cuando dicho equipo no cumple con los

requisitos mínimos especificados en la primera página del Manual de

Usuario.

4. Queda prohibida toda forma de plagio, así como su reproducción o

venta sin la debida autorización del autor.

5. El autor está comprometido con la entrega de, como mínimo, una

actualización en el transcurso del periodo 2020 – 2021, la cual es

gratuita para los usuarios de licencia completa.

6. El usuario es responsable por la verificación de sus resultados cuando

los datos de ingreso no correspondan a las especificaciones de este

manual y a los métodos específicos fundamentados en el Manual de

Referencia.

7. HidroCalc 2 utiliza métodos de cálculo basados en los aspectos

teóricos especificados en el Manual de Referencias, por tal motivo, las

limitaciones del software son las mismas limitaciones que presenten

estos métodos.

4

8. Unu Ingenieros garantiza el soporte del software (lo que abarca:

corrección de errores, asistencia remota a usuarios con licencia

completa, cursos y capacitaciones) hasta el 05 de diciembre del año

2021. Pasada esta fecha, Unu Ingenieros no es responsable por

brindar el soporte técnico del software.

9. El usuario es responsable por el ingreso correcto de la clave de

licencia, de ingresarse mal, Unu Ingenieros brindará soporte para la

desinstalación, reinstalación y activación de la licencia de manera

remota una sola vez. De volver a incurrirse en error, el usuario debe

facultar a la empresa Unu Ingenieros para acceder y manipular su

equipo de cómputo de manera remota a través de software externo.

Asimismo, autoriza a Unu Ingenieros para la instalación o

desinstalación de los componentes necesarios para la ejecución del

software en su sistema operativo.

10. El procedimiento del punto 9 es aplicable también a la resolución de

errores. Unu Ingenieros brindará soporte una sola vez en la resolución

de errores, de incurrir nuevamente, el usuario debe dar las facultades

para acceder y manipular el equipo de manera remota y la instalación

o desinstalación de componentes para el funcionamiento correcto del

programa.

11. Luego de que el usuario realiza el pago por la licencia completa, no se

realizarán devoluciones luego de haberse otorgado la clave de

licencia. Además, las devoluciones, se aplican únicamente si no ha

podido realizarse la correcta instalación y activación del software en

el equipo de cómputo del usuario, dicho equipo, debe contener los

requerimientos mínimos especificados en la primera página del

Manual de Usuario, de no ser así, Unu Ingenieros aplica su derecho a

no devolver el pago realizado.

12. La licencia completa se instala en un solo equipo de cómputo el cual

debe cumplir con los requisitos mínimos.

5

Contenido I. Aspectos básicos .................................................................................. 8

1.1. Instalación del programa ................................................................ 8

1.2. Interfaz de usuario .......................................................................... 9

i. Menú principal (1) ......................................................................... 10

ii. Área de despliegue de información (2) ......................................... 10

iii. Barra de herramientas 1 (3) .......................................................... 11

iv. Barra de herramientas 2 (4) .......................................................... 12

1.3. Botones frecuentes ....................................................................... 12

1.4. Menú principal .............................................................................. 12

i. Inicio ............................................................................................. 12

ii. Edición .......................................................................................... 13

iii. Estadística .................................................................................... 13

iv. Herramientas ................................................................................ 13

v. Variables hidrológicas ................................................................... 13

vi. Modelamiento hidrológico ............................................................. 13

vii. RNA – Perceptrón Multicapa .................................................... 13

1.5. Abrir y guardar archivos de configuración .................................... 14

II. Base de datos ...................................................................................... 14

2.1. Descarga del archivo .................................................................... 14

2.2. Configuraciones mínimas de lectura ............................................. 14

2.3. Conexión de base de datos a HidroCalc ...................................... 15

III. Archivos de datos ............................................................................... 16

3.1. Información reconocida por HidroCalc .......................................... 16

3.2. Contenido mínimo y configuración de los archivos ....................... 17

i. Caudales ...................................................................................... 17

ii. Precipitaciones ............................................................................. 17

iii. Temperaturas máximas ................................................................ 17

iv. Temperaturas mínimas ................................................................. 17

6

3.3. Manejo de datos faltantes ............................................................. 17

IV. Configuración inicial ........................................................................... 18

4.1. Configuración de carpeta general ................................................. 18

4.2. Conexión de base de datos y archivos de datos .......................... 18

4.3. Creación de cuenca en BD ........................................................... 19

4.4. Archivo de configuración XML ...................................................... 21

V. Herramientas para ArcMap 10.x ......................................................... 21

5.1. Instalación de caja de herramientas ............................................. 21

5.2. Archivos requeridos ...................................................................... 22

5.3. Procesamiento .............................................................................. 23

5.4. Consideraciones ........................................................................... 26

VI. Herramientas para QGIS 3.10 ............................................................. 27

6.1. Instalación de caja de herramientas ............................................. 27

6.2. Archivos requeridos ...................................................................... 28

6.3. Procesamiento .............................................................................. 29

VII. Parámetros morfológicos ................................................................... 32

7.1. Importar datos de cuenca existente .............................................. 32

7.2. Calcular parámetros ..................................................................... 34

7.3. Asignar objeto ‘cuenca’ ................................................................. 38

VIII. Herramientas........................................................................................ 39

8.1. Gráficos de línea ........................................................................... 39

8.2. Gráficos XY................................................................................... 40

8.3. Herramientas para resumen de datos .......................................... 43

IX. Estadística ........................................................................................... 48

9.1. Análisis de frecuencias ................................................................. 48

9.2. Valores atípicos ............................................................................ 53

i. Atípicos – Variable única: ............................................................. 53

ii. Atípicos – Múltiples variables:....................................................... 56

9.3. Análisis de datos ........................................................................... 59

7

i. Prueba de Buishand (para la media, no paramétrica) .................. 59

ii. Prueba de Fligner-Killeen (para la varianza, no paramétrica) ....... 62

iii. Prueba de Mann-Kendall (tendencia, no paramétrica) ................. 65

iv. Pruebas paramétricas (media y varianza) .................................... 67

9.4. Completación de series ................................................................ 70

i. Regresión Lineal Simple – RLS .................................................... 70

ii. Regresión Múltiple – RM .............................................................. 75

X. Variables hidrológicas ........................................................................ 77

10.1. Precipitación ................................................................................. 77

i. Curvas IDF.................................................................................... 77

ii. Hietogramas ................................................................................. 80

XI. Modelos hidrológicos ......................................................................... 83

11.1. Máximas avenidas ........................................................................ 83

i. Ecuaciones empíricas ................................................................... 83

ii. Hidrogramas sintéticos ................................................................. 85

11.2. Modelos P-E para caudales mensuales ....................................... 86

i. Modelo de Témez ......................................................................... 86

ii. Modelo Lutz-Scholz ...................................................................... 87

XII. RNA – Perceptrón multicapa .............................................................. 90

12.1. Ingreso de datos ........................................................................... 91

12.2. Configuración de red neuronal artificial ........................................ 92

12.3. Entrenamiento .............................................................................. 92

12.4. Simulación de valores ................................................................... 93

8

I. Aspectos básicos

1.1. Instalación del programa

La instalación de software puede hacerse a través del archivo

“Install_HC2_1.msi”, disponible a través de la página web de Unu Ingenieros.

(www.unuingenieros.com/HidroCalc2.html)

Debe ejecutar el archivo otorgándole permisos de administrador si los requiere.

El instalador lo guiará en todo el proceso solicitándole únicamente la carpeta

de instalación para el programa y los usuarios para los que será instalado.

Figura 1.

En todas las demás pantallas deberá dar clic en ‘Next’, en parte del proceso se

le solicitará nuevamente los permisos de administrador, los cuales deberán ser

otorgados. Al finalizar ya podrá ejecutar el programa y proceder con su

activación.

Si ha decidido probar primero las funciones gratuitas, bastará con cerrar el

formulario de licencia.


9

Figura 2.

En caso de que posteriormente desee adquirir el producto completo, puede

presionar las teclas ‘Ctrl+A’ para volver a ver el formulario de activación.

El código de solicitud debe ser enviado al correo

[email protected] junto con el comprobante de pago, o al

WhatsApp o Telegram del número +51 961304698 y el nombre y apellido

del comprador.

Por los mismos medios deberá enviar el reporte de errores o consultas junto a

sus datos si desea recibir los honores respectivos en la página web. Esto es

independiente de si es usuario de pago o gratuito.

1.2. Interfaz de usuario

El programa cuenta con una amigable interfaz gráfica de usuario, la cual varía

si es usuario de pago o gratuito. Puede ingresar los datos mediante el uso de

botones clásicos e intuitivos, sin embargo, la opción de pegado de información

mediante accesos de teclado se encuentra desactivada por seguridad de

verificación.


10

Figura 3.

Pueden identificarse los siguientes espacios

i. Menú principal (1)

Aquí se despliegan todas las funciones disponibles en la versión de

pago de HidroCalc, activo únicamente cuando se verifica la licencia

del software.

ii. Área de despliegue de información (2)

Esta área está reservada para el despliegue de los formularios de las

diferentes funciones de HidroCalc. Al dar clic derecho en el mismo,

puede visualizarse un menú que permite mostrar las barras de

herramientas o activar el programa.

11

iii. Barra de herramientas 1 (3)

Aquí se despliegan algunos accesos directos a las funciones básicas

de configuración y los archivos del programa:

Acceso directo para navegar, establecer, añadir o eliminar una

cuenca en la base de datos. NOTA: no debe ejecutarse sin antes

configurar la BD, de realizarse esta acción el programa arrojará un

mensaje de error y deberá reiniciarlo si desea configurar la base de

datos.

Acceso directo para abrir el formulario de cálculo de los

parámetros de la cuenca. Puede ejecutarse sin necesidad de

configurar la BD o la carpeta de trabajo.

Acceso directo para abrir la carpeta de trabajo donde se

encuentran los archivos que HidroCalc reconoce en el proceso de

importación. En dicha carpeta se encuentras los archivos con los datos

hidrometeorológicos y la base de datos de las cuencas.

Acceso directo a la configuración de HidroCalc.

Acceso directo que abre la BD de cuencas, solo debe

ejecutarse si se ha configurado previamente la carpeta de trabajo y

conectado la BD. NOTA: una vez configurada la carpeta de trabajo,

los archivos base no deben moverse mientras HidroCalc se encuentre

en ejecución. Posterior al cierre del programa, puede disponerse de

dichos archivos.

12

iv. Barra de herramientas 2 (4)

Aquí se despliegan las funciones disponibles de la versión gratuita de

HidroCalc, al igual que la Barra de herramientas 1, puede modificarse

su ubicación u ocultarse completamente.

Adicionalmente, la interfaz cuenta con una barra de estado que indica el

proceso de cálculo en los formularios que lo requieren.

1.3. Botones frecuentes

Algunos botones frecuentes en la interfaz gráfica son descritos a continuación:

Abre un diálogo para la apertura de archivos o carpetas de trabajo.

Abre un diálogo para grabado de archivos generados en HidroCalc.

Ejecuta sub cálculos en las funciones que requieren un análisis adicional.

Ejecuta el cálculo definitivo de los datos.

Ejecuta el formulario que contiene el gráfico de series temporales.

Ejecuta el formulario que contiene el gráfico del tipo “Plot XY”.

Importa los parámetros de la cuenca asignada al programa.

1.4. Menú principal

Figura 4.

i. Inicio

Muestra las opciones de inicio, allí se encuentran las funciones para

la serialización (botón Guardar ) del archivo de configuración y su

apertura (botón abrir ) en una nueva sesión. Además, permite

acceder al formulario de configuración del programa y a la

administración de la BD .

13

ii. Edición

Permite acceder al botón de reinicio del formulario actual cuando

se ha ingresado información errónea y a la generación de reportes

de las funciones de HidroCalc.

iii. Estadística

Muestra las opciones para acceder a los formularios de tratamiento

estadístico de información hidrometeorológica.

iv. Herramientas

Contiene las herramientas para realizar los gráficos del programa o

graficar otras variables mediante el software. También contiene las

herramientas para la generación de resúmenes de datos.

v. Variables hidrológicas

Contiene las opciones de análisis de variables hidrológicas, en esta

versión solamente permite la generación de hietogramas de diseño

de tormentas y curvas IDF.

vi. Modelamiento hidrológico

Aquí se incluyen las funciones necesarias para realizar los análisis de

Precipitación – Escorrentía (P-E) en la determinación de máximas

avenidas o disponibilidad de agua.

vii. RNA – Perceptrón Multicapa

Despliega las funciones del análisis de datos mediante Redes

Neuronales Artificiales, bajo el modelo del perceptrón multicapa.

14

1.5. Abrir y guardar archivos de configuración

HidroCalc le permite configurar opciones básicas en el formulario de

‘Configuración’, al que puede acceder a través de ‘Inicio/Configuración’,

estas serán importadas y desplegadas en todos los formularios o funciones que

lo requieran.

La principal utilidad es que estas configuraciones de los parámetros

elementales pueden no variar, o variar poco, de una cuenca a sus

subcuencas. Por esta razón, HidroCalc le permite grabar dicha información

(‘Inicio/Guardar’) en un archivo serializado en formato XML. Este archivo puede

volver a ser llamado en otra sesión(‘Inicio/Abrir’) y permite reconfigurar el

programa para trabajar en cuencas con características similares o sub cuencas.

Aun cuando estas opciones de configuraciones no son extensas, la

serialización de este archivo ha sido pensada en futuros desarrollos con mayor

cantidad de modelos P-E.

II. Base de datos

2.1. Descarga del archivo

HidroCalc permite almacenar diferentes cuencas y sus respectivos

parámetros morfológicos en una base de datos denominada

“HidroCalc_bd.accdb” creada en MS Access.

Este archivo puede ser descargado de la página de Unu Ingenieros

(www.unuingenieros.com/HidroCalc2.html) para iniciarlo como ejemplo.

Dicho archivo se encuentra configurado para recibir la información de nuevas

cuencas y los parámetros morfológicos que puede calcular en el programa.

2.2. Configuraciones mínimas de lectura

La base de datos (BD) puede ser creada por el usuario siempre que se

cumplan las siguientes condiciones para su lectura:


15

• Nombre y extensión del archivo : HidroCalc_bd.accdb”

• Cantidad mínima de elementos : 02

• Lista y configuración de campos requeridos : ver Figura 5.

Figura 5.

Además, el campo ID siempre debe iniciar en el valor ‘1’ y ser correlativo,

obligatoriamente.

Dado que la BD ejemplo viene configurada con dos ítems por defecto, puede

reemplazarlos por valores reales antes de realizar la conexión en HidroCalc.

Para ello debe cambiar los campos (‘NOMBRE’), (‘EMISORNOMBRE’),

(‘EMISORLAT’), (‘EMISORLONG’), (EMISORELEV’) en MS Access. Si no los elimina,

no se alterará el trabajo en el programa dado que el editor de BD de HidroCalc

le permitirá agregar una nueva cuenca con sus respectivas características a

partir del ítem 3.

2.3. Conexión de base de datos a HidroCalc

Para conectar la base de datos: ingresar en ‘Inicio/Configuración’,

seleccionar la primera pestaña ‘General’ y buscar la carpeta de trabajo donde

se encuentra la base de datos. Opcionalmente esta carpeta puede contener la

información hidrometeorológica que importará el programa en los formularios

donde corresponde analizarla. (Ver Figura 6). Cuando la conexión se haya

realizado, el programa mostrará una adevertencia como el de la Figura 7.

16

Figura 6.

Figura 7.

III. Archivos de datos

3.1. Información reconocida por HidroCalc

HidroCalc posee funciones de análisis estadístico aplicable a todo tipo de

variables hidrológicas. Están limitadas únicamente por las mismas limitaciones

de cada uno de los métodos programados. El programa puede trabajar con

variables de precipitación, temperaturas, caudales, evaporación, entre otras.

Sin embargo, la configuración inicial solo le permite ingresar archivos de

precipitación, temperatura máxima, temperatura mínima y caudal.

Un ejemplo de cada archivo puede ser obtenido de la página web de HidroCalc

(www.unuingenieros.com/HidroCalc2.html)


17

3.2. Contenido mínimo y configuración de los archivos

i. Caudales

• Nombre del archivo : “caudal”

• Tipo de archivo : *.xlsx

• Campos obligatorios : ‘fecha’, ‘estación_1’, ‘estación_2’, etc.

ii. Precipitaciones

• Nombre del archivo : “precip”


• Encabezados : ‘fecha’, ‘estación_1’, ‘estación_2’, etc.

iii. Temperaturas máximas

• Nombre del archivo : “tmax”



iv. Temperaturas mínimas

• Nombre del archivo : “tmin”



La ruta o nombre de los archivos se puede editar manualmente para que se

puedan conectar las variables en diferentes intervalos de tiempo, sin tener que

alterar los demás datos.

3.3. Manejo de datos faltantes

El programa debe contener las fechas en orden correlativo e intervalo igual, ya

sea horario, diario, mensual o anual. Por este motivo, la existencia de

información faltante debe identificarse con el valor ‘-99.9’. El programa

reconocerá este valor como faltante en los datos y ejecutará los cálculos

omitiéndolos.

18

IV. Configuración inicial

4.1. Configuración de carpeta general

Como se ha mencionado anteriormente, HidroCalc puede trabajar con 05

archivos: la base de datos y los cuatro archivos de datos: precipitaciones,

caudales, temperaturas máximas y temperaturas mínimas. Todos deben estar

en la carpeta de trabajo (ver Figura 9), que será la que se conecte al programa

a través del formulario de configuración.

Figura 8.

4.2. Conexión de base de datos y archivos de datos

Para conectar la carpeta debe acceder a través de ‘Inicio/Configuración’, ver

Figura 9. Dar clic en y seleccionar la carpeta.

19

Figura 9.

4.3. Creación de cuenca en BD

La BD no necesita ser editada en HidroCalc forzosamente, mientras no haya

sido conectada. Sin embargo, luego de realizar la conexión, el programa le

permitirá editar los ítems de la BD accediendo en (‘Inicio/Cuenca BD’ ).

Se abrirá un formulario (ver Figura 10) en el cual puede visualizar la cantidad

de cuencas existentes en la base de datos (TOTAL DE REGISTROS), ver el ID

de la cuenca seleccionada actualmente (ID) y su (Nombre), además se

desplegarán los datos del punto emisor, tales como: (Nombre), (Latitud),

(Longitud), y (Elevación).

20

Al ingresar por primera vez al formulario, podrían no desplegarse los datos

correctamente, bastará con dar clic en cualquiera de los botones de

navegación ( , ) para actualizar los datos.

Figura 10.

La base de datos debe contar con al menos de 02 registros. El archivo BD

de ejemplo viene configurado con dichos ítems y los nombre “null” en los

campos tipo cadena de caracteres y ceros en los demás campos. Los datos

pueden editarse en HidroCalc. Tener cuenta que el ítem (cuenca) que se edita

es la que corresponde al (ID) mostrado. Para editarlos, reemplace los

valores en sus respectivos cuadros de texto y luego de clic en el botón de

actualizar .

Puede agregar y/o editar manualmente las cuencas en MS Access e incluir

los parámetros morfológicos si los tiene ya calculados, esto debe hacerlo antes

de iniciar el programa. Si desea hacerlo en HidroCalc, ubique el (ID) del

último ítem o registro y edite los datos en los respectivos cuadros de texto,

finalmente de clic en el botón de añadir . Si desea eliminarlo, puede utilizar

el botón .

No se recomienda utilizar este botón para eliminar registros intermedios, sin

embargo, puede realizar dicha acción siempre y cuando utilice MS Access para

editar el orden correlativo en el campo (ID).

21

Finalmente, ubique el (ID) de la cuenca con la que se trabajará el objeto

cuenca o a la que se le calcularán y agregarán sus parámetros geomorfológicos

en su BD.

4.4. Archivo de configuración XML

El formulario de configuraciones (‘Inicio/Configuración’), le permite establecer

los parámetros de cálculo en algunos de los métodos P-E. Estas

configuraciones, como se han mencionado anteriormente, pueden grabarse o

serializarse en un archivo en formato XML. Dicho archivo puede ser editado

haciendo uso de cualquier editor de texto, como Bloc de Notas, Brackets,

Notepad++ u otro. Además, puede visualizarse con cualquier navegador web.

V. Herramientas para ArcMap 10.x

Para automatizar el procesamiento de los parámetros de la cuenca, HidroCalc

emplea una metodología basada en el análisis de modelos digitales de

elevación hidrológicamente correctos mediante dos herramientas SIG. La

metodología es descrita con más detalle en el Manual de Referencias. Sus

limitaciones son las mismas que poseen cada uno de los métodos de cálculo

de los parámetros y, en adición, su exactitud y precisión se encuentran

limitadas por las del modelo digital de elevación (MDE) utilizado.

5.1. Instalación de caja de herramientas

Para instalar la caja de herramientas, debe descargarla de la página web

(www.unuingenieros.com/HidroCalc) y extraer el archivo comprimido en la

carpeta de su interés.

Ingresar a ArcMap y activar la caja de herramientas “ArcToolBox” y las

herramientas de “ArcCatalog”. Una vez allí debe conectar la carpeta donde

tiene extraída la caja de herramientas y agregarla al “ArcToolBox” dando clic

derecho y seleccionando ‘Add Toolbox’. Allí se mostrará un diálogo de

navegación donde debe elegir la carpeta donde extrajo la herramienta y

selecciónela. (ver Figura 11)

http://www.unuingenieros.com/hidrocalc

22

Figura 11.

5.2. Archivos requeridos

Antes de iniciar el procesamiento, es requerido que el usuario agregue a

ArcMap el punto emisor, el modelo digital de elevación (MDE), el ráster de

dirección de flujo y el ráster de acumulación de flujo: (ver Figura 12)

• SNAP : contiene el punto emisor en formato ráster.

• DEM : modelo digital de elevaciones, en coordenadas proyectadas, preferentemente.

• DIR : ráster de dirección de flujo.

• ACC : ráster de acumulación de flujo.

23

Figura 12.

5.3. Procesamiento

Deberá ejecutar el ‘Model_1’. Se requiere la creación de la carpeta

‘C:\HC_CUENCAS’ y conectarla a ArcMap, allí se almacenarán los archivos

temporales del cálculo. Adicionalmente, puede utilizar la misma carpeta por

defecto para almacenar sus datos o seleccionar otra carpeta donde grabar la

información de salida.

24

Figura 13.

Una vez finalizado, el modelo habrá agregado los resultados al mapa. Luego

debe ejecutar el ‘Model_2’, en el cual se debe configurar la misma

equidistancia en el ráster de clasificación. De igual manera puede dejar los

datos en la carpeta ‘HC_CUENCAS’ o conectar otra carpeta.

25

Figura 14.

Una vez finalizado, debe exportar al formato ‘*.csv’ las tablas de “áreas” y

“curvas”.

Se debe calcular la longitud de los ríos en el shapefile “c_rios” en metros en

el campo ‘long_m’ que ya ha sido agregado por el modelo. Realizar el resumen

de la suma de valores de este campo mediante la herramienta ‘Summarize…’

que se muestra dando clic derecho en el campo ‘GRIDCODE’, buscará el campo

‘long_m’ y activará la casilla ‘Sum’. Debe guardar el resumen con el nombre

‘rios.csv’.

El mismo procedimiento de resumen debe realizarse con el shapefile

“c_curvas” en el campo ‘CONTOUR’ a través del campo ‘LENGTH’ pero con la

longitud en kilómetros y deberá guardar el archivo con el nombre ‘curvas.csv’.

Estas cuatro tablas, deben estar en la misma carpeta.

26

Figura 15.

5.4. Consideraciones

Unu Ingenieros comparte esta información como metodología recomendada,

no siendo obligatoria para realizar el cálculo de parámetros, mismos que el

usuario puede calcular haciendo uso de diversas herramientas gratuitas o de

pago, entre ellas: QGIS o IDRISI SELVA.

27

IMPORTANTE: Las deficiencias de este método son los problemas que

pueden generarse en el cálculo de la longitud del cauce principal entre curva y

curva, y algunos errores al trabajar con cuencas menores a 20 Km2. En

cualquiera de los casos, debe realizarse una revisión manual de la información.

Queda a criterio del usuario el uso de este método, teniendo en cuenta que las

HERRAMIENTAS SIG NO FORMAN PARTE DEL SOFTWARE HidroCalc 2 y

que el usuario puede hacer manualmente el llenado de datos en el formulario

de parámetros principales para el cálculo de los demás.

VI. Herramientas para QGIS 3.10

Además del complemento para ArcMap, HidroCalc 2 brinda a los usuarios de

QGIS un paquete de herramientas destinadas a simplificar el proceso de

obtención de las tablas necesarias para la generación de parámetros

morfológicos, las cuales pueden ser obtenidas en el disco de instalación del

software o en la web (www.unuingenieros.com/HidroCalc2.html).

6.1. Instalación de caja de herramientas

La caja de herramientas no requiere de instalación como tal, solamente es

necesario descomprimir el archivo “QGisForHC2” y añadir la carpeta a las

rutas de trabajo en QGIS.


28

Figura 16.

Se recomienda extraer la carpeta dentro de una carpeta de trabajo ubicada

en “C:\HC_CUENCAS”, dado que facilitará el ingreso y salida de archivos. Al

finalizar los cálculos, se puede disponer de los datos en las carpetas donde se

estime conveniente.

6.2. Archivos requeridos

Antes de iniciar el procesamiento, es necesario que el usuario ingrese el

modelo digital de elevaciones – MDE hidrológicamente correcto y en un

sistema de coordenadas proyectadas y se conozca las coordenadas del punto

emisor en el mismo sistema. QGIS no limita los nombres de los archivos, sin

embargo, este manual utilizará una nomenclatura recomendada para el

procesamiento de información.

29

6.3. Procesamiento

El proceso se realizará ejecutando una a una las herramientas del módulo, tal

como se detalla a continuación.

La primera herramienta, “HC_1”, procesará el MDE para generar los archivos

de relleno, acumulación y dirección de flujo en formato ráster. Es necesario

especificar el nombre del MDE a procesar. Una vez finalizado el procesamiento,

el modelo habrá agregado al mapa los resultados.

Figura 17.

La segunda herramienta, “HC_2”, le solicitará las coordenadas X e Y. Tener

en cuenta que las coordenadas deben coincidir en la acumulación de flujo que

representa el cauce de la cuenca a delimitar, este proceso puede mejorar si se

realizar el quemado de la red de drenaje en el MDE, antes de aplicar las

herramientas de HidroCalc 2.

30

Figura 18.

Si se ha cambiado el nombre de los archivos de salida en la herramienta

anterior, también deberá indicar a la herramienta el nombre del archivo que

contiene el relleno de sumideros en el campo “fill”. Una vez finalizado el

procesamiento, el modelo habrá agregado al mapa los resultados.

Antes de ejecutar la tercera herramienta, será necesario descartar o eliminar

los polígonos que no pertenezcan a la cuenca de interés en el archivo

“c_shp.shp” con las herramientas de edición de QGIS.

La tercera herramienta, “HC_3”, requiere el ingreso del ráster de acumulación

de flujo, el shapefile de límite de la cuenca, el ráster relleno de sumideros y el

intervalo entre curvas. Por defecto, la carpeta con las herramientas, posee las

tablas con las curvas cada 50 y 100 m, sin embargo, el usuario puede generar

tablas personalizadas para los intervalos que desee.

31

Figura 19.

Al finalizar el proceso, la tercera herramienta generará el ráster de clasificación

de elevaciones, la tabla de áreas, la tabla de cauce, las curvas de nivel, los ríos,

el ráster de relleno de sumideros, el ráster de acumulación de flujo y el ráster

del cauce principal; todos recortados al límite de la cuenca.

La cuarta y última herramienta, “HC_4”, requiere el archivo de curvas de

nivel y el de ríos, con los cuales generará las tablas de curvas y ríos.

32

Figura 20.

VII. Parámetros morfológicos

7.1. Importar datos de cuenca existente

Cuando la base de datos ha sido llenada previamente y lo único que se requiere

es visualizar y recalcular algunos parámetros, puede conectar la BD y luego de

seleccionar la cuenca de interés tal como se explica en el apartado 4.2.

Seguidamente, debe abrir el formulario de parámetros y dar clic en el

botón ‘ Importar de BD’

33

Figura 21.

Esta acción importará los parámetros de la BD y le permitirá posteriormente

calcular los demás mediante el botón ‘Calcular faltantes’. (ver Figura 22)

34

Figura 22.

7.2. Calcular parámetros

En caso de estar trabajando con una nueva cuenca, primero debe agregar la

misma y configurarla tal como explica el apartado 4.3. Posteriormente, debe

abrir el formulario de parámetros y dar clic en el botón ‘Usar tablas’. (ver

Figura 23)

Figura 23.

El formulario que se muestra, le solicitará ingresar el área y perímetro de la

cuenca. Esta información la puede encontrar en el archivo ‘c_shp’ generado.

35

Figura 24.

Realizada esta configuración, es necesario indicarle al programa en dónde se

encuentran las tablas generadas con ArcMap o QGIS haciendo uso de los

botones ‘AG ’ o ‘Q ’ respectivamente y seleccionar la carpeta en el

diálogo emergente.

Un mensaje como el mostrado en la Figura 25 debe mostrarse en caso de que

todo funcione con normalidad. Caso contrario, debe revisar que los archivos se

encuentren en la carpeta.

Figura 25.

El botón calcula la validez de la información contenida y genera las tablas

resumen. Un mensaje como el de la Figura 26 es mostrado cada vez que el

programa encuentra un valor negativo en la longitud del cauce principal entre

36

curva y curva. A partir de ese dato, los valores siguientes se convertirán en

ceros, esta información debe ser confirmada por el usuario, verificando para

ello que la suma de las longitudes parciales sea igual a la dimensión total del

cauce. De confirmarse la información puede procederse con el cálculo, caso

contrario, se recomienda la revisión de este valor y el ingreso manual de las

longitudes parciales mediante la pestaña ‘Tablas resumen/Altitud media’ y en el

campo ‘Long. cauce (Km)’.

Figura 26.

Hecho esto, puede dar clic en el botón de calcular para que se determinen

todos los parámetros. Al retornar al formulario Parámetros morfológicos ,

puede dar clic en el botón ‘Gráficos’ para ver la curva hipsométrica y de

frecuencia de altitudes (ver Figura 27 y Figura 28). Cuando no se ha empleado

este método, no es posible acceder a dichos gráficos.

Finalmente, puede copiar estos gráficos dando clic en el botón o copiar la

información de los parámetros dando clic en (‘Herramientas/Copiar’) dentro del

formulario y pegar la información en MS Excel o MS Word. De igual manera

puede usar el botón de detalles (‘Herramientas/Detalles’) para ver información

concerniente al cálculo de los parámetros. Si desea un reporte, puede acceder

desde (‘Edición/Generar reporte’) y dar clic en el botón con el ícono del

formulario de parámetros morfológicos . (ver Figura 29)

37

Figura 27.

Figura 28.

38

Figura 29.

Finalmente, puede actualizar la BD dando clic en el botón ‘Actualizar BD’.

7.3. Asignar objeto ‘cuenca’

Puede asignar los parámetros de la cuenca en el objeto creado dentro del

programa, es necesario dar clic en el botón ‘Asignar cuenca’. Dichos parámetros

podrán importarse a los modelos P-E cuando sean requeridos.

39

VIII. Herramientas

8.1. Gráficos de línea

HidroCalc posee una herramienta para gráficos de línea diseñada para series

de tiempo hidrológicas. Se ejecuta cada vez que el usuario requiere este tipo

de gráficos en los diferentes módulos del programa, la información se envía

automáticamente y sólo es necesaria la configuración visual.

Sin embargo, si el usuario desea utilizar la herramienta para graficar

información externa a los módulos de HidroCalc, puede hacerlo abriendo la

herramienta en “Herramientas/Graficar series”.

Figura 30.

La manera más práctica de ingresar la información es pegar las variables

a graficar (con encabezados, sin ID ni fecha) desde cualquier archivo *.xls.

El ID o ‘Etiquetas X’ (ej. Fecha) se debe pegar de forma independiente en el

panel correspondiente a las ‘Etiquetas X’. También puede generarlas dando

clic en el botón ‘Generar eje’, ver Figura 31.

Si desea agregar o quitar una variable, debe dar clic en o .

Posteriormente deberá indicar el nombre de la variable y pegar los datos sin

encabezados, dando clic en el botón ‘ Pegar último’.

40

Figura 31.

Los parámetros básicos de configuración de los gráficos de las variables son

los siguientes:

- Nombre : Cadena de caracteres que indica nombre

de la variable.

- Color : Color con el que se grafica la línea que

representa la variable, dando clic derecho

se abrirá un selector, también puede elegir

uno personalizado.

- Tipo : Líneas o continua, dar clic derecho para

seleccionar el tipo.

- Ancho : Valor entero, colocar 0 si no desea

mostrar la variable temporalmente. Por

defecto tiene valor de 1.

Para graficar dar clic en si desea un gráfico de barras o en para líneas.

También debe utilizarlos para actualizar las opciones de visualización como los

títulos, la fuente o los colores de fondo.

Puede copiar el gráfico al portapapeles con el botón .

41

8.2. Gráficos XY

HidroCalc ejecuta esta herramienta cada vez que el usuario requiere este tipo

de gráficos en los diferentes módulos del programa, la información se envía

automáticamente y sólo es necesaria la configuración visual.

Sin embargo, si el usuario desea utilizar la herramienta para graficar

información externa a los módulos de HidroCalc, puede hacerlo abriendo la

herramienta en “Herramientas/Graficar XY”.

Figura 32.

La manera más práctica de ingresar la información manualmente, es añadir la

dispersión con el botones y luego copiar y pegar los valores “X” e “Y”

(sin encabezados) desde cualquier archivo *.xls.

Los parámetros básicos de configuración de los gráficos de las variables son

los siguientes:

- Color : Color con el que se grafica la línea que

representa la variable, dando clic derecho

se abrirá un selector, también puede elegir

uno personalizado.

42

- Tipo : Líneas o continua, dar clic derecho para

seleccionar el tipo.

- Ancho : Valor entero, colocar 0 si solo desea

mostrar puntos sin línea.

Para graficar dar clic en . También debe utilizarlo para actualizar las

opciones de visualización como los títulos, la fuente o los colores de fondo.

Puede copiar el gráfico al portapapeles con el botón . También puede utilizar

el botón para calcular los coeficientes de similitud entre los valores X e Y

(solamente funciona para una sola dispersión).

43

8.3. Herramientas para resumen de datos

i. Resumen mensual:

Utilice esta herramienta para obtener el resumen de datos diarios a

datos mensuales, ya sea en formato de cuadrícula o en columna.

También puede utilizarse para convertir datos mensuales en formato

de columna a formato de cuadrícula.

La información puede ser importada de los archivos conectados a la

Carpeta de trabajo o pegada desde el portapapeles, la primera

opción es más lenta. No incluir encabezados, incluir la fecha (diaria

o mensual) y el dato. La fecha debe tener el formato dd/mm/aa, para

el caso de datos mensuales usar el formato 01/mm/aa.

Figura 33.

Cuando se copia o importa la información, HidroCalc detecta

automáticamente el año de inicio y fin. Debe seleccionar si el resumen

se hará mediante suma, promedio o máximos. Para realizar el

resumen, dar clic en si no desea descartar los meses con

información faltante o en el botón si desea descartarlos.

44

En ocasiones, podrían quedar celdas en blanco, utilice el botón

para llenarlos con -99.9 de tal manera que HidroCalc los identifique

como datos faltantes.

Al dar clic en el botón se despliega el menú mostrado en la Figura

34 que permite:

- Copiar columna

Permite copiar al portapapeles los datos generados en el panel

del lado izquierdo del formulario, correspondiente a los datos

ordenados en columna. Estos datos se generan con las

herramientas “Ver meses en columna” o “Ver anuales en

columna”.

- Copiar cuadrícula

Permite copiar al portapapeles los datos generados en el panel

derecho del formulario, correspondiente a los datos

organizados en una cuadrícula de años en filas y meses en

columnas. Estos datos se generan al realizar el resumen.

- Enviar a atípicos

Envía los datos de la cuadrícula al módulo de atípicos de

“Múltiples variables” para realizar el gráfico de cajas e identificar

dichos valores.

- Ver meses en columna

Organiza los datos de la cuadrícula en una sola columna.

- Ver anuales en columna

Realiza el resumen de la cuadrícula de datos mensuales y los

organiza en una sola columna de datos anuales. Útil en

precipitaciones o caudales máximos.

45

- Añadir a BD

Permite añadir los datos de la columna del panel izquierdo a los

archivos de la Carpeta de trabajo.

Figura 34.

Finalmente, el programa le permite hacer un filtro de la información.

Puede establecer manualmente los umbrales mínimo y máximo o

importarlos del formulario de atípicos con el botón “Imp. ←”. Luego dar

clic en “Filtra X” para filtrar los datos.

El botón “Act. ↓” Importa los valores máximo y mínimo de los datos

ordenados en la cuadrícula.

46

ii. Resumen horario a diario:

Esta herramienta permite resumir información horaria en diaria.

Tenga en cuenta que HidroCalc opera la información directamente por

días. En el caso de precipitación medida a las 07 y 21 horas, en donde

la medición del día corresponde a la lectura de la noche anterior más

la lectura matutina (Organización Meteorológica Mundial), puede

utilizar el artificio de correr las mediciones un lugar hacia abajo de

tal manera que el programa identifique la lectura de la noche anterior

como la lectura correspondiente a ese día.

La información debe ser pegada desde el portapapeles , luego

deberá seleccionar si desea la suma o el valor máximo. HidroCalc

detecta la fecha de inicio y fin, sin embargo, puede modificarlas para

uniformizar registros (la fecha de inicio solamente puede extenderse

hacia periodos anteriores). Para realizar el resumen, dar clic en y

luego en para rellenar las celdas vacías con el valor de -99.9.

Puede copiar la información manualmente o utilizar el menú

desplegable , esto puede demorar algunos segundos.

Figura 35.

47

iii. Resumen automático:

La herramienta de resumen automático le permite resumir la

precipitación diaria en tres archivos correspondientes a la precipitación

total anual, precipitación mensual y precipitación máxima diaria

(máxima en 24 horas).

El archivo de entrada debe ser un *.csv delimitado por comas que

contenga en la primera columna la fecha en formato “dd/mm/aa”, y en

las siguientes columnas los datos de las estaciones.

Debe incluir los encabezados (“Fecha”, “Nombre1”, “Nombre2”, …,

“NombreN”).

Seleccionar la carpeta de salida y el prefijo que llevarán los archivos

de salida. HidroCalc da la opción de elegir si los meses con días

faltantes se descartan o no (“Descartar faltantes”). Dar clic en el

botón “ Iniciar” para realizar el proceso.

Figura 36.

Los archivos los encontrará en la carpeta que seleccionó, estos

archivos pueden ser renombrados y grabados en formato *.xls para

ser conectados directamente a HidroCalc. Debe asegurarse que el

nombre de la hoja con información lleve por nombre “Hoja1”.

Figura 37.

48

IX. Estadística

9.1. Análisis de frecuencias

HidroCalc puede realizar el ajuste al mismo tiempo a distribuciones

estadísticas de uso frecuente en hidrología. Para acceder a esta función,

ingresar al formulario (‘Estadística/Ajuste estadístico’ ).

NOTA: En el caso de precipitaciones máximas en 24 horas, es recomendable

aplicar el factor de corrección por medición de 1.13 (Organización Meteorológica

Mundial), para ello, conecte la Carpeta de trabajo y el archivo de precipitaciones

máximas en 24 horas y diríjase a “Variables

hidrológicas/Precipitación/Pmáx.*1.13”.

En el grupo ‘Datos’ hay un marco de datos que puede utilizar para ingresar la

información dato a dato o dando clic en el botón de pegar . Para pegar la

información, solo debe copiar los datos, sin encabezados. Si ha conectado la

carpeta de trabajo, puede importarlos directamente desde el botón ‘Importar’

, donde aparecerá un diálogo para la importación. (Ver Figura 39)

Figura 38.

49

Antes de calcular el ajuste, es importante revisar configuraciones en el

módulo respectivo, tales como: nivel de confianza para la prueba de Smirnov-

Kolmogorov, ecuación de probabilidad empírica o método de estimación de

parámetros (momentos, L-momentos).

Figura 39.

Para iniciar el proceso, debe dar clic en el botón ‘Calcular’ . Las versiones

anteriores estaban limitadas a un número de datos, sin embargo, la versión 2.1

no tiene dicha limitación, al dar clic en el botón se iniciará el procesamiento

de fondo, tenga en cuenta que esto bloquea el uso de redes neuronales

50

artificiales hasta que finalice. Si accidentalmente se realiza esta acción, puede

comunicarse de inmediato para recibir asistencia técnica o caso contrario

presionar las teclas ‘Cntrl+Alt+Supr’ y forzar la detención del proceso de

HidroCalc, esto hará que pierda la información y cerrará el programa.

Cuando culmine el proceso recibirá un mensaje de información y podrá

visualizar el nombre de la distribución con mejor ajuste a sus datos en la

esquina superior derecha del formulario. En ocasiones, los métodos de

momentos o L-momentos no pueden realizar el cálculo de parámetros y esto

puede generar un problema en el algoritmo de decisión del mejor ajuste, por

lo tanto, es importante revisar que la información sea la correcta yendo a la

pestaña de la distribución indicada. En caso de que el programa haya hecho

una identificación errónea de la distribución con mayor ajuste, no influirá en

posteriores cálculos, pero deberá buscar manualmente la distribución con

menor delta empírico para tomarla como mejor ajuste.

La esquina superior izquierda posee un hipervínculo que abre otro formulario

donde se muestran los Estadísticos Generales de los datos.

Figura 40.

Para el cálculo de valores según la probabilidad o probabilidad de un valor,

de clic en el botón ‘Simular valor’ .

51

Dando clic derecho en el cuadro de texto de ‘Valor de P’, puede convertir el

valor ingresado como periodo de retorno a probabilidad de ocurrencia.

Puede copiar los datos y pegarlos MS Excel o MS Word.

Figura 41.

Figura 42.

Si desea determinar los valores de la variable para diferentes probabilidades o

periodos de retorno al mismo tiempo para todas las distribuciones

ajustadas, puede ingresar al botón . Puede pegar la lista con los respectivos

valores del periodo de retorno en años o la probabilidad entre 0 y 1. Para

calcular los valores de clic en .

Figura 43.

52

El botón de ‘Asignar’ se utiliza para grabar en la sesión actual los periodos de

retorno y los valores estimados para la distribución seleccionada. Esta

información puede ser importada después en los módulos como Curvas IDF e

Hietogramas, para esto recuerde convertir los valores de probabilidad a

periodo de retorno y vuelva a calcular, si los ha ingresado como tal.

El programa permite generar un gráfico múltiple con todas las funciones de

distribución acumulada (FDA) dando clic en el botón .

Figura 44.

También puede utilizar la opción (‘Edición/Generar reporte’) para generar el

reporte del análisis, tenga en cuenta que la herramienta genera el reporte

solamente de los formularios abiertos.

IMPORTANTE: La información del análisis se pierde al salir de este

formulario.

53

9.2. Valores atípicos

Para el cálculo de valores atípicos se disponen de dos formularios, el primero

analiza una sola variable con un mayor detalle, el segundo puede analizar

varias variables o periodos de una misma variable.

i. Atípicos – Variable única:

Debe entrar en (‘Estadística/Valores atípicos/Variable única’) . En el

grupo ‘Datos’ puede ingresar la información dato a dato o dando clic

en el botón de pegar . Para pegar la información, solo debe copiar

los datos, sin encabezados. Es obligatorio que los datos lleven un

identificador ‘ID’ que puede ser, por ejemplo, la fecha.

También es posible hacer la importación de los datos con el botón de

importar , la ventana emergente le permitirá importar los datos de la

estación indicada y colocará la fecha en el campo ‘ID’

automáticamente. Los datos vacíos deben eliminarse previamente

estando ya en el formulario con el botón . Esta acción se hace

puesto que HidroCalc puede utilizarse en variables que presenten

estos valores numéricos como datos, y en ocasiones no deben ser

eliminados. Si sus datos se han configurado con el valor ‘-99.9’ como

datos faltantes, en esta ocasión debe eliminarlos obligatoriamente.

Se brinda la opción de estandarizar la variable antes de realizar el

cálculo por el método de Tukey o gráfico de cajas. Para ello, debe

marcar la casilla ‘Estandarizar’.

En el grupo ‘Estadísticos’ puede indicar, mediante selección de las

casillas correspondientes, que el programa elimine

automáticamente los valores considerados como atípicos leves,

atípicos extremos o ambos.

La configuración por defecto de estas casillas puede cambiarla en las

configuraciones (‘Inicio/Configuración/Estadística’). Realizada esta

configuración, puede dar clic en el botón de calcular y el programa

54

mostrará en el grupo ‘Clasificación’ los datos clasificados según el

rango en el que se encuentren respecto al método.

El grupo ‘Eliminados’ mostrará los datos libres de atípicos. Es

importante mencionar que la eliminación es puramente estadística,

por lo general no se recomienda el uso de estos datos sin analizarlos

geográficamente o a través de las hojas de metadatos de las

estaciones.

La información más aprovechable en este caso es la del grupo

‘Clasificación’, que puede ser seleccionada por completo y copiada

al portapapeles. (ver Figura 45)

Figura 45.

El botón le brindará el gráfico de cajas acompañado de los datos

de la variable, tal como lo muestra la Figura 46. Este formulario no se

encuentra disponible para reporte, pero puede copiar el gráfico al

portapapeles si lo requiere.

55

Figura 46.


formulario.

56

ii. Atípicos – Múltiples variables:

Este formulario permite identificar atípicos de varias variables a la

vez, que pueden estar relacionadas entre sí, o evaluar, por ejemplo,

periodos de una misma variable.

Un típico ejemplo es el análisis de atípicos de los datos mensuales

de una misma estación, separados y ordenados por meses. (ver Tabla

1)

Tabla 1. Ejemplo – atípicos de múltiples variables AÑO Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

1965 -99.9 -99.9 14.7 14.4 14.6 15.7 14.4 15.2 16.1 16.2 15.7 16.2

1966 16.4 16.4 16.0 16.9 15.9 14.7 16.0 16.3 16.4 15.8 15.9 15.2

1967 15.3 15.5 15.4 15.6 15.1 15.2 15.0 15.8 15.7 15.8 16.9 17.6

1968 16.2 16.3 15.2 15.8 15.2 14.9 14.7 16.1 16.4 16.2 16.3 17.0

1969 17.2 16.5 16.7 16.6 15.6 15.8 15.4 -99.9 16.4 -99.9 16.4 16.2

1970 16.2 16.9 16.6 -99.9 16.0 14.8 14.7 15.5 15.5 16.5 15.7 16.2

1971 16.7 15.2 15.2 15.2 15.3 15.2 14.7 14.9 14.6 15.4 15.1 15.6

1972 15.4 16.1 15.5 15.5 15.7 15.3 16.7 16.1 -99.9 16.4 16.4 17.0

1973 16.8 16.2 16.4 16.3 15.5 16.0 15.2 16.2 15.3 15.6 16.0 14.7

1974 15.5 15.3 15.3 16.2 15.4 14.8 14.9 15.4 15.4 16.0 16.2 15.4

1975 15.7 15.1 14.8 15.3 14.1 -99.9 13.6 14.1 15.1 15.4 15.9 16.1

Se debe incluir un identificador (ej. Fecha) y los nombres de las

variables (ej. Meses), se presenta la Tabla 1 como ejemplo.

Esta función también le permite estandarizar los datos, si desea

hacerlo, debe marcar la casilla ‘Estandarizar’ antes de calcular .

La eliminación de faltantes en este caso no es necesaria, puesto

que el módulo está preparado solamente para trabajar con datos

hidrológicos en cuyas variables no se espera el valor de ‘-99.9’, por

tal motivo, serán leídos automáticamente como faltantes.

57

Figura 47.

El grupo ‘Atípicos’ muestra los datos atípicos en su posición dentro

de la matriz de datos. En el caso de haber seleccionado la opción de

‘Estandarizar’, se mostrarán los atípicos estandarizados en el grupo

con el mismo nombre.

Finalmente, puede presionar el botón de graficar y se graficarán las

cajas en la pestaña ‘Gráfico de cajas’, ubicada en la parte izquierda

del formulario. (ver Figura 47)

El gráfico también puede copiarse y configurarse según el usuario lo

determine.

58

Figura 48.


formulario.

59

9.3. Análisis de datos

Este formulario le permite ejecutar el análisis de homogeneidad y tendencias

de la información mediante pruebas no paramétricas, las cuales se detallan en

el Manual de Referencias.

No se necesita conectar la Carpeta de trabajo, el programa puede ejecutar

los cálculos simplemente copiando y pegando la información. Sin embargo,

tener la conexión le facilita el registro del procesamiento de la información

mediante grabar/modificar/actualizar y/o agregar información.

Figura 49.

: actualiza los datos en la BD, muestra un diálogo (Figura 50)

donde seleccionará la variable a actualizar.

: agrega los datos a la BD, despliega el menú donde debe

indicar en qué archivo de la Carpeta de trabajo se agregarán

los datos. Le pedirá el nombre de la columna a añadir.

Figura 50.

i. Prueba de Buishand (para la media, no paramétrica)

Entrar en ‘Estadística/Análisis de datos/Buishand’. Debe ingresar los

datos en el grupo ‘Datos’. Se pide un ‘Id’ (ej. Fecha) y el valor de la

variable en la columna ‘Dato’.

Esta información puede ingresarse con copia y pega desde una

hoja de cálculo, o importar desde la información contenida en la

Carpeta de trabajo.

Para ejecutar el cálculo debe dar clic en el botón .

60

Figura 51.

- Gráficos

HidroCalc permite llevar un control de la información a través de

análisis visuales de gráficos típicos.

: gráfico de línea de los datos originales,

se ubica en la esquina superior derecha del

formulario.

: gráfico de línea del estadístico de

Buishand, se ubica dentro del panel de

estadísticas

: compara el estadístico de Buishand con

los datos evaluados en un gráfico de barras

y líneas. Se ubica en la parte inferior

izquierda.

: compara los datos originales y los

Corregidos. Se ubica en la parte

inferior izquierda.

61

- Corrección de datos

Cuando los valores críticos indican rechazo y se considera

necesaria la corrección de datos, HidroCalc le permite

homogeneizar las medias mediante un factor, puede ser

multiplicativo o aditivo y se aplica a los datos dudosos.

Se indica los ‘Id’ inicial y final del periodo dudoso y confiable

en el panel mostrado en la Figura 52. Debe elegir el tipo de

factor a aplicar y calcular su valor dando clic en el cuadro de texto

resaltado con una elipse en la Figura 52.

Para realizar la corrección, se da clic en el botón . Si desea

deshacer los cambios, dar clic en el botón . Tener en cuenta

que los cambios solamente se pueden deshacer un paso hacia

atrás, no se pueden deshacer correcciones sucesivas.

Figura 52.

Es recomendable realizar otro cálculo con la información

corregida, con la finalidad de verificar si la corrección fue

efectiva.

- Reporte y paso a siguiente prueba

: genera el reporte de Buishand, buscar el botón en

el formulario de reportes (‘Edición/Generar

Reporte’).

: envía los datos a la prueba de Fligner-Killeen.

62

ii. Prueba de Fligner-Killeen (para la varianza, no paramétrica)

Entrar en ‘Estadística/Análisis de datos/Fligner-Killeen’. En HidroCalc,

la prueba de Fligner Killeen (F-K) necesita un ‘Id’ (ej. Fecha), el valor

de la variable en la columna ‘Dato’, y el ‘Grupo’ de análisis al que

pertenece (ej. Confiable o dudoso). El grupo de análisis se identifica

con un solo caracter. Esta información puede ingresarse mediante:

Copia y pega desde una hoja de cálculo, acepta pegar el ‘Id’ y los

‘Datos’, también se puede incluir el ‘Grupo’.

Importar desde la información contenida en la Carpeta de trabajo.

Enviar datos desde la prueba anterior (Buishand).

Cuando solamente se ingresan ‘Id’ y ‘Datos’ puede generar los grupos

en el panel de ‘Generar Grupos’, ubicado en la parte inferior izquierda.

Debe dar clic en el botón ‘Act’ para actualizar con la información

ingresada. Seleccionar el primer ‘Id’ y asignar un grupo, luego debe

seleccionar los puntos de cambio respectivos, y dar clic en ‘Ok’, tal

como muestra la Figura 53.

Figura 53.

Para iniciar el análisis, de clic en el botón calcular .

63

Figura 54.

- Gráficos





formulario.



inferior izquierda.


Cuando el p-value es menor que el nivel de significancia elegido

y se considera necesaria la corrección de datos, HidroCalc le

permite homogeneizar las varianzas mediante un factor

multiplicativo o una ecuación, que se aplica a los datos

dudosos.

64

Se indica los ‘Id’ inicial y final del periodo dudoso y confiable

en el panel mostrado en la Figura 55. Debe elegir el tipo de

corrección a aplicar y calcular su valor dando clic en el cuadro

de texto resaltado con una elipse en la Figura 55.





Figura 55.


corregida, con la finalidad de verificar si la corrección fue

efectiva.


: genera el reporte de F-K, buscar el botón en


Reporte’).

: envía los datos a la prueba de Mann-Kendall.

65

iii. Prueba de Mann-Kendall (tendencia, no paramétrica)

Entrar en ‘Estadística/Análisis de datos/Mann-Kendall’. La prueba de

Mann-Kendall necesita un ‘Id’ (ej. Fecha) y el valor de la variable en la

columna ‘Dato’. Esta información puede ingresarse mediante:

Copia y pega desde una hoja de cálculo, acepta pegar solo ‘Id’ y

‘Datos’ o también se puede incluir el ‘Grupo’.


Enviar datos desde la prueba anterior (Fligner-Killeen).

Para ejecutar el cálculo debe dar clic en el botón .

Figura 56.

- Estimación de la tendencia

HidroCalc permite estimar la tendencia de un periodo específico de los

datos analizados.

66

En el panel mostrado en la Figura 57, se selecciona el inicio y fin del

periodo donde se desea evaluar la tendencia, luego se da clic en

calcular . HidroCalc encontrará la ecuación de ajuste por mínimos

cuadrados y dará el valor de la pendiente (componente de

tendencia).

Figura 57.


La eliminación de la componente de tendencia se hace luego de

evaluarla, HidroCalc quita la componente de tendencia del periodo

analizado al hacer clic en el botón . Puede deshacer los cambios si

los resultados no son satisfactorios.

- Reporte

: genera el reporte de M-K, buscar el botón en


Reporte’).


formulario.

67

iv. Pruebas paramétricas (media y varianza)

En HidroCalc, las pruebas paramétricas de T-Student y F-

Fisher/Snedecor, requieren que el usuario ingrese el ‘Id’ (ej. Fecha),

el valor de la variable en la columna ‘Dato’, y el ‘Grupo’ de análisis al

que pertenece (ej. Confiable o dudoso). El grupo de análisis se

identifica con un solo caracter. Esta información puede ingresarse

mediante:

Copia y pega desde una hoja de cálculo, acepta pegar el ‘Id’ y los

‘Datos’, también se puede incluir el ‘Grupo’.


Cuando solamente se ingresan ‘Id’ y ‘Datos’ puede generar los grupos

en el panel de ‘Generar Grupos’, ubicado en la parte inferior izquierda.

Debe dar clic en el botón ‘Act’ para actualizar con la información

ingresada. Seleccionar el primer ‘Id’ y asignar un grupo, luego debe

seleccionar los puntos de cambio respectivos, y dar clic en ‘Ok’, tal

como muestra la Figura 58.

Figura 58.

Para iniciar el análisis de ambas pruebas, debe dar clic en el botón

calcular .

Si solamente desea ejecutar la prueba T-Student, ubíquese en la

pestaña correspondiente y de clic en el botón . Hacer lo mismo para

la prueba F-Fisher/Snedecor.

68

- Gráficos





formulario.



inferior izquierda.


Cuando los valores críticos indican rechazo en alguna de las

pruebas y se considera necesaria la corrección de datos,

HidroCalc le permite homogeneizar las medias mediante un

factor, puede ser multiplicativo o aditivo, o una ecuación que

se aplica a los datos dudosos.

Puede elegir los periodos dudoso y confiable o puede utilizar los

mismos que usó para el análisis. Para lo primero, se indica los

‘Id’ inicial y final del periodo dudoso y confiable en el panel

mostrado en la Figura 59. Debe elegir el tipo de factor a aplicar

y calcular su valor dando clic en el cuadro de texto verde de la

Figura 59.





Figura 59.

69


corregida, con la finalidad de verificar si la corrección fue efectiva.


: genera el reporte de las pruebas T y F, buscar el

botón en el formulario de reportes (‘Edición/Generar

Reporte’).


formulario.

70

9.4. Completación de series

HidroCalc permite hacer análisis de regresión simple y múltiple. Aunque la

principal aplicación de este módulo es la completación de datos faltantes,

también se puede utilizar para análisis de modelos de regresión en diversas

variables.

i. Regresión Lineal Simple – RLS

Este módulo realiza la completación de series temporales por el

método de Regresión Lineal Simple. Entrar en

‘Estadística/Completación de Series/RLS’ .

Se hace el análisis de correlación entre todas las variables ingresadas

en columnas y calcula la mejor similitud entre ellas basado en el

coeficiente de correlación de Pearson.

Independientemente de la técnica de correlación que se desee aplicar

(cruzada, con desfases o autocorrelación), el usuario debe ingresar

los datos ya ordenados según la técnica a aplicar, en columnas.

Aparte de esto, HidroCalc permite reordenar los datos

automáticamente en intervalos de tiempo definidos por el usuario

(mensual, bianual, trimestral) para ejecutar una autocorrelación

cruzada. Esta función se recomienda si la información tiene

demasiados ceros o los datos extremos (inicial y final) se

encuentran incompletos en todas las variables.

A continuación, se explica cómo proceder para ejecutar ambos tipos

de correlación.

- “Análisis directo entre variables” (correlación cruzada)

Se requiere el ingreso de las variables con encabezados y sus

datos ordenados en columnas (ej. E1, E2, E3), con la fecha en la

que se midieron. Esta información puede ingresarse mediante:

71

Copia y pega desde una hoja de cálculo, acepta pegar la

‘Fecha’ y las variables con encabezados y sus datos.

Importar desde la información contenida en la Carpeta de

trabajo, le permite seleccionar toda la información contenida en

uno de los archivos *.xls (ej. Precipitación, temperatura, caudal).

Importar específicos le permite importar solamente las

variables o estaciones de interés desde los archivos de la Carpeta

de trabajo.

Manualmente añadiendo o eliminando el nombre de las

variables e ingresando las fechas y los datos.

En el tipo de análisis debe seleccionar “Análisis directo entre

variables”

Para determinar los coeficientes de correlación entre variables

(matriz de correlaciones) debe dar clic en . Debe verificar que

las variables poseen una buena correlación con al menos una de

las demás antes de proceder a completar los datos faltantes.

HidroCalc permite completar con la media los periodos

faltantes comunes en todas las variables o estaciones, debe

indicar el intervalo de sus datos y dependiendo de este intervalo,

no puede haber más de dos faltantes seguidos en todas las

variables o estaciones.

Para completar el proceso, debe dar clic en el botón calcular .

Y en el panel indicado con el número (4) de la Figura 60, se

mostrará la información completa.

72

Figura 60.

Nota del proceso: El método de completación en cada variable o

estación se realizará buscando el dato faltante en la estación con

mejor correlación, de no existir información, pasará a la siguiente

con mejor correlación, hasta encontrar el dato requerido. Sin

embargo, de no existir el dato en ninguna de las estaciones,

HidroCalc mostrará un mensaje indicándole esto. Si ha elegido en

el formulario alguno de los intervalos de tiempo especificados

(‘Diario’, ‘Mensual’ o ‘Anual’), el programa completará esta

información basándose en los periodos pasados de sí misma, en

el caso de diarios, empleará el dato del día anterior y del día

siguiente, en el caso de mensuales seleccionará el mes del año

73

anterior con el mes del año siguiente y en el caso de anuales

seleccionará el año anterior con el año siguiente. En todos los

casos, el dato faltante será completado con el promedio de esta

información seleccionada. Esta opción puede desactivarse si se

estima conveniente (‘No usar’).

- “Análisis espacio-temporal en grupos” (autocorrelación

cruzada)

Se requiere el ingreso de las variables con encabezados y sus

datos ordenados en columnas (ej. E1, E2, E3), con la fecha en la

que se midieron. Esta información puede ingresarse mediante:

Copia y pega desde una hoja de cálculo, acepta pegar la

‘Fecha’ y las variables con encabezados y sus datos.

Importar desde la información contenida en la Carpeta de

trabajo, le permite seleccionar toda la información contenida en

uno de los archivos *.xls (ej. Precipitación, temperatura, caudal).

Importar específicos le permite importar solamente las

variables o estaciones de interés desde los archivos de la Carpeta

de trabajo.

Manualmente añadiendo o eliminando el nombre de las

variables e ingresando las fechas y los datos.

En el tipo de análisis debe seleccionar “Análisis espacio-

temporal en grupos de” e ingresar el intervalo en el cual se

formarán los grupos (ej. 12 en datos mensuales para analizar por

años, 6 para analizarlos en bimestres, etc.).

Para determinar los coeficientes de correlación entre los periodos

reordenados (matriz de correlaciones) debe dar clic en . Debe

verificar que los periodos poseen una buena correlación con al

74

menos uno de los demás antes de proceder a completar los datos

faltantes.

HidroCalc no permite completar con la media los periodos

faltantes comunes en todas las variables o estaciones cuando

se utiliza esta función.

Para completar el proceso, debe dar clic en el botón calcular .

Y en el panel indicado con el número (4) de la Figura 61, se

mostrará la información completa.

- Gráfico



formulario.

- Grabado de información

: agrega los datos a la BD, añade la

información completada al archivo

conectado a la Carpeta de trabajo que haya

sido seleccionado.

- Reporte

: genera el reporte de regresión lineal

simple, buscar el botón en el formulario de

reportes (‘Edición/Generar Reporte’).


formulario.

75

ii. Regresión Múltiple – RM

Este módulo realiza el análisis de regresión lineal y/o exponencial

múltiple mediante la determinación de ecuaciones de ajuste por el

método de mínimos cuadrados entre múltiples variables

independientes (x1, x2, …, xn) y una variable dependiente (y). Entrar

en ‘Estadística/Completación de Series/RM’.

Se debe seleccionar el tipo de modelo (lineal o exponencial) con el

cual se desean completar los datos.

La información puede añadirse con copia y pega en los grupos

correspondientes a las variables independientes (Estaciones base)

y la variable dependiente (Estación interés), incluir los

encabezados, no se necesita ID ni fecha.

También puede importar de la Carpeta de trabajo o añadir

manualmente las variables y los datos .

Solamente la variable dependiente puede contener datos

faltantes, los cuales serán completados según las ecuaciones de

Regresión múltiple que calcule el programa.

Una recomendación es escalar los datos cuando son muy variados

en magnitud para mejorar el desempeño del algoritmo.

Para calcular las ecuaciones y completar los datos según la ecuación

lineal o exponencial seleccionada, dar clic en .

El programa mostrará las ecuaciones calculadas, que, según el tipo

de análisis, puede copiar y utilizar en los procesos que estime

conveniente.

No se disponen de herramientas del gráfico o reporte en este módulo,

sin embargo, puede añadir la información completa a los archivos

76

conectados en la Carpeta de trabajo con el botón ubicado en la

esquina superior derecha.

Figura 61.


formulario.

77

X. Variables hidrológicas

10.1. Precipitación

Los módulos que se describen a continuación, requieren que la información

procesada sea corregida de medición, por el factor de 1.13 (Organización

Meteorológica mundial), para esto, debe hacerlo manualmente o utilizar

“Variables hidrológicas/Precipitación/Pmáx.*1.13”. es recomendable

realizar el proceso antes del análisis de frecuencias.

i. Curvas IDF

HidroCalc posee un módulo con el cual puede calcular las curvas IDF

a partir de datos de precipitación máxima en 24 horas para diferentes

periodos de retorno. Dicha información puede agregarse

manualmente o importarse de la información asignada en el

módulo de 9.1. Análisis de frecuencias, ver Figura 43.

- Dick y Peschke

Se requiere la precipitación en mm para los diferentes periodos

de retorno en los cuales se generarán las curvas IDF.

También debe ingresar las duraciones de tormenta, tener en

cuenta las limitaciones del método. Además, puede pegarlas de

un archivo de texto o *.xls dando clic derecho en el cuadro de

‘Duraciones’, o restaurar las que HidroCalc tiene por defecto, ver

Figura 62.

Figura 62.

Para procesar, dar clic en el botón , luego puede graficar las

curvas con el botón . Puede asignar la ecuación con el botón

‘Asignar’ para poder generar hietogramas posteriormente.

78

Figura 63.

- SCS

Se requiere la precipitación en mm para los diferentes periodos

de retorno en los cuales se generarán las curvas IDF. No son

necesarias las duraciones, HidroCalc utiliza las duraciones del

método del SCS hasta para 24 horas y reemplaza cualquier otro

valor ingresado previamente.

Para procesar, dar clic en el botón y seleccionar el tipo de

tormenta SCS para las curvas IDF, luego puede graficar las

79

curvas con el botón . Puede asignar la ecuación con el botón

‘Asignar’ para poder generar hietogramas posteriormente.

Figura 64.

- Reporte

: genera el reporte curvas IDF, buscar el

botón en el formulario de reportes

(‘Edición/Generar Reporte’). Mantener

abierto el módulo de gráficos para incluirlos

en el reporte.


formulario. Recuerde asignarla a la memoria interna del programa para

importarla en otros módulos/formularios.

80

ii. Hietogramas

HidroCalc permite calcular y graficar hietogramas de diseño de

tormenta con los métodos del Bloque Alterno y el SCS.

- Bloque alterno

Ubicar la pestaña “Bloque alterno” e ingresar. Se requieren los

valores de los coeficientes K, m y n de la ecuación de ajuste de

las curvas IDF, estos valores pueden ser importados de la

información asignada o ingresarlos manualmente en las casillas

correspondientes y dar clic en .

También es necesario indicar el periodo de retorno

correspondiente al hietograma a calcular, así como la duración y

el intervalo en el cual se determinarán las alturas de precipitación

en mm. Finalmente, dar clic en para procesar la información.

Figura 65.

81

- SCS

Ubicar la pestaña “SCS” e ingresar. Se requiere el valor de la

altura de precipitación en mm. No es posible importar.

Debe seleccionar el tipo de tormenta según la zona de análisis y

por último dar clic en para iniciar el proceso.

Figura 66.

- Gráficos

: curva IDF para la tormenta establecida.

: intensidades para la tormenta establecida.

: hietograma de tormenta calculado.

- Reportes

: genera el reporte del hietograma de

diseño, buscar los botones en el formulario

de reportes (‘Edición/Generar Reporte’) y

seleccionar el del método utilizado.

82

Figura 67.


formulario.

83

XI. Modelos hidrológicos

11.1. Máximas avenidas

HidroCalc tiene dos opciones para la determinación de máximas avenidas, la

primera aplica ecuaciones empíricas y la segunda a través de hidrogramas

sintéticos.

La precisión o validez de los resultados, viene limitada por la misma que la de

los métodos y/o ecuaciones (consultar en el Manual de Referencias).

Los cuadros de texto del tipo , implican que su valor puede importarse

de la información asignada. En el caso de los cuadros de texto del tipo ,

significan que puede ingresar manualmente el dato o calcularlo presionando

la tecla ‘TAB’ en el cuadro de texto anterior.

i. Ecuaciones empíricas

El módulo incluye el Método Racional, Método Racional Modificado,

Método de Envolventes de Creager, Método de Envolventes de

Creager Modificado (Perú), Método de Envolventes de Lowry y

Método del Número de Curva. Para abrirlo puede utilizar el botón de

la barra de herramientas , o entrar en “Modelamiento

hidrológico/Máximas avenidas/Ecuaciones empíricas”

Si ha asignado el objeto cuenca, los datos concernientes a la misma

serán importados a todos los cuadros de texto donde correspondan

dando clic en el botón .

Existen casos en los que se presentan botones de selección como

los mostrados en la Figura 69, con ellos, puede seleccionar si calcula

el valor a partir de los datos anteriores presionando la tecla ‘TAB’, o si

desea ingresar el valor.

84

Figura 68.

Figura 69.

Las unidades en las que deben ingresarse los datos son

especificadas al lado derecho de cada uno de los cuadros de texto.

Para calcular el método seleccionado, dar clic en .


formulario.

85

ii. Hidrogramas sintéticos

HidroCalc permite calcular el Hidrograma sintético SCS Triangular y el

Hidrograma Sintético de Snyder. Entrar en “Modelamiento

Hidrológico/Máximas avenidas/Hidrogramas sintéticos”.

Figura 70.

Figura 71.

Los botones y sirven para importar los datos del objeto

cuenca donde son requeridos. El botón calcula cada uno de los

métodos.

Puede graficar individualmente el hidrograma que haya calculado

dando clic en el botón o graficar ambos para compararlos, si los ha

calculado, dando clic en .

En el caso del hidrograma SCS Triangular, el valor ‘(CN)’ puede

cambiarse o configurarse en el formulario de configuración .

Pueden configurarse los valores ‘(Ct)’ y ‘(Cp)’ del hidrograma de

Snyder. La información se pierde al cerrar el formulario.

86

11.2. Modelos P-E para caudales mensuales

HidroCalc le brinda dos modelos para el cálculo de caudales mensuales

mediante transformación de precipitación en escorrentía.

i. Modelo de Témez

Entrar en “Modelamiento Hidrológico/Modelo P-E/Modelo Témez”.

Deben llenarse todos los valores requeridos o importarse, los que

sean posibles, desde el objeto cuenca con el botón .

Debe ingresar o pegar los datos de precipitación y

evapotranspiración sin faltantes y en el mismo periodo de tiempo en

que se requiere generar los caudales.

Los datos deben pegarse sin encabezados y deben corresponder a

cada mes de cada año a generar, tal como de muestra en la Tabla 2.

Debe copiarse al portapapeles lo que se encuentra rodeado por las

líneas punteadas.

Tabla 2. Datos ejemplo para pegar en modelo Témez, caso de precipitaciones o ETP. AÑO ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC

1965 44.4 43.6 23.3 91.7 291 136.6 79.5 52.7 24.3 27.2 104.8 9.1

1966 39.8 29.7 41.7 83.9 388.6 113.5 73.6 47.7 37.4 65.2 78.9 24.5

1967 30.5 29.4 36.5 94.8 165.9 75.6 166 46.5 58.8 147 23.4 53.9

1968 36.5 47.1 67.6 102.3 216.4 145.8 138.4 67.9 7.5 38.8 10.5 44.8

1969 87.3 46.8 35.1 167.4 192.7 275.5 245.1 52.9 38.7 32.7 74.6 18.5

1970 48.2 33.6 58 219.3 301.9 137 281.3 53.9 50.3 84.5 16.1 115.3

1971 46.1 85.2 334.9 194.8 257.9 37.3 320.2 69.6 32.2 233 57.5 95.7

1972 150.8 66.3 187 200 131.1 210.2 139.3 51.4 47.8 6.6 21.8 68.6

1973 113.1 38.2 95.6 81.2 170.8 449.5 63.6 52.1 40.8 105.8 13.3 48.7

1974 124.7 40.8 29.7 107.3 80.8 53 288.8 59.2 10.8 11.4 59.5 62.8

1975 17.9 69.6 52.8 115.5 250.1 52.4 321.5 93.1 74.6 84.4 24 52.1

1976 16.7 28.2 68.1 51.3 623.9 152.8 183.6 83.4 25.7 50.6 43 36.3

1977 38.4 65.5 112.3 14.2 261.1 617.3 43 56.7 41.4 75 177.2 30.4

1978 11.6 47.6 25.8 73.9 149.8 390.9 122.5 56.4 46.9 76.5 36.3 31.4

1979 12.9 41.8 37.5 50.1 285.1 121.4 87 20.5 58.8 5.6 29.2 11.2

1980 41.4 90.8 51.9 66.2 224.1 153.8 173.4 103.3 33.8 24.4 272.5 30.1

87

Puede modificar los parámetros requeridos por el modelo según la

información específica de la cuenca a modelar. El botón calcular

le permitirá generar los caudales en el periodo de tiempo requerido.

ii. Modelo Lutz-Scholz

Entrar en “Modelamiento Hidrológico/Modelo P-E/Modelo Lutz

Scholz”. Deben llenarse todos los valores requeridos o importarse,

los que sean posibles, desde el objeto cuenca con el botón .

Puede modificar los parámetros de entrada principales. Debe

configurar la región hidrológica de la cuenca para establecer los

coeficientes de abastecimiento (ver Figura 72). Para ello basta con

seleccionar alguna de las opciones predeterminadas o

personalizarlos (ver Figura 73), dar clic en aceptar para establecer la

configuración. Esta configuración será grabada al momento de

serializar el archivo como indica el apartado 4.4.

Datos como ‘L’, ‘P’, ‘D’, ‘C’, ‘a’, no necesitan ser ingresados puesto

que HidroCalc posee ecuaciones para su cálculo. Sin embargo, el

valor ‘a’ puede ser personalizado por el usuario.

Figura 72.

88

Figura 73.

- Herramientas de calibración/validación

HidroCalc posee herramientas para realizar el cálculo de

coeficientes de validación: Correlación de Pearson, Eficiencia

de Nash-Sutcliffe, Error de balance de masas (BIAS), Raíz error

cuadrático medio, Desviación acumulada y Criterio de Schultz.

Puede consultar el Manual de Referencias para mayor

información de los valores aceptables.

En primero lugar, debe pegar los caudales medidos en el

mismo intervalo de tiempo que los caudales generados, puede

incluir los faltantes con el valor de -99.9 si no posee caudales

medidos en todo el periodo que desea generar.

89

Se requieren como mínimo 3 datos para calcular los

coeficientes con el botón , pero por validez de resultados es

recomendable al menos 5 años de registros.

Figura 74.

- Gráficos

: Grafica la serie generada.

: Grafica el comparativo entre la información

generada y la medida.

: Gráfico de dispersión entre información generada

y medida.

- Otras herramientas

: Establece un umbral mínimo de datos, útil en

cuencas pequeñas donde la aleatoriedad puede

ocasionar algunos valores negativos.

: Limpia los parámetros que requieren recálculo

en el proceso de calibración de Lutz Scholz, sin

alterar los datos modificados en la calibración.


formulario.

90

XII. RNA – Perceptrón multicapa

HidroCalc permite realizar el entrenamiento de redes neuronales artificiales

mediante el uso del algoritmo de propagación inversa, bajo el esquema del

perceptrón multicapa. Para ello, puede consultar el Manual de Referencias y

poder observar algunas aplicaciones de esta técnica.

Para acceder al formulario, puede entrar a través de (“RNA-Perceptrón

multicapa/Entrenar”)

Figura 75.

91

12.1. Ingreso de datos

Antes de ingresar la información, debe aplicar las transformaciones de tal

manera que tanto los datos de entrada como las salidas de la red (Patrones de

entrenamiento) se encuentren entre -1 y 1 o entre 0 y 1, dependiendo de la

función de activación a utilizar. Basta un cambio en las unidades (prefijos)

pero es más recomendable utilizar funciones de escalado. Esto permite que

la red neuronal brinde respuesta más rápida y con menos iteraciones y evita el

colapso de las funciones de activación. HidroCalc no realiza estas

transformaciones de manera automática.

Figura 76.

Para insertar la información, debe copiar incluyendo los encabezados. (ver

Figura 76).

NOTA: HidroCalc solamente permite ingresar una variable de salida.


formulario.

92

12.2. Configuración de red neuronal artificial

Debe ingresar la configuración de la RNA, seleccionar la ‘Función de

activación’, la ‘Tasa’ o ritmo de aprendizaje y la cantidad de ‘Iteraciones’ o

épocas de entrenamiento. Además, indicar el número de capas con los botones

y la cantidad de neuronas por capa, modificando los valores en la tabla.

(ver Figura 77)

Figura 77.

12.3. Entrenamiento

Para realizar el entrenamiento, es necesario verificar el número de iteraciones

o épocas a ejecutar. HidroCalc le pedirá confirmación antes de iniciar el

entrenamiento al dar clic en el botón .

El programa iniciará las iteraciones como procesamiento de fondo, cuyo

avance podrá verse en la barra de estado del programa (ver Figura 78),

permitiéndole ejecutar otras tareas dentro del programa o fuera del él sin

esforzar el ordenador.

Tenga en cuenta que ordenadores con procesadores con menos de 4 núcleos

no deben ejecutar más de 20000 iteraciones si no tienen un buen sistema de

enfriamiento.

93

Figura 78.

Al finalizar el entrenamiento, HidroCalc mostrará un mensaje. Puede comparar

los valores entrenados con los reales, dando clic en el botón graficar .

Se determina también el coeficiente de correlación de Pearson y otros

parámetros que debe tomar en cuenta para validar el entrenamiento. De no

estar conforme con las salidas, puede variar los parámetros de la red y realizar

una nueva simulación.

12.4. Simulación de valores

Puede ingresar valores no entrenados con la finalidad de simular sus salidas,

para ello, debe pegar los datos al igual que se hizo en las ‘Entradas de la red’,

incluyendo los encabezados (pasos 6 y 7 de la Figura 75).

Finalmente, debe dar clic en el botón ‘Simular valores’ y el programa

ejecutará la propagación hacia adelante utilizando los datos del entrenamiento.

12.5. Herramientas de grabado

HidroCalc permite grabar los parámetros de las redes entrenadas con el botón

en el formato *.txt y en una carpeta. Solamente se guarda información de la

red entrenada pero no de los datos.

Puede abrir una red entrenada anteriormente seleccionando la carpeta

donde se encuentran los archivos *.txt que genera HidroCalc al momento de

grabar la red. Una vez que haya abierto o cargado la red, puede realizar

nuevamente la simulación de valores , por supuesto, ya no es necesario el

entrenamiento.

94

Este documento, los logos y las

imágenes de HidroCalc 2 están

protegidas por la Ley de Derechos

de autor y los tratados

internacionales de la propiedad

intelectual.

Queda prohibida su venta o

reproducción sin el consentimiento

explícito y por escrito de la

empresa y el o los autores.

© Unu Ingenieros.

online

hidrocalc - unu ingenierosunuingenieros.com/files/musuariohc2.pdf · 2021. 6. 13. · 3 términos y...

Documents