avances en previsión de crecidas angel luis aldana valverde dr. ingeniero de caminos, canales y...
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Avances en previsión de crecidas
Angel Luis Aldana ValverdeDr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
[email protected]://hercules.cedex.es/hidraulica
Director de programaCentro de Estudios Hidrográficos del
CEDEX
Coordinador de la red temáticaPROHIMET
del programa CYTED
Avances
● Nuevas aplicaciones de métodologías científico-tecnológicas
– Informática y computación
– Meteorología
– Hidrología
● La expansión de las telecomunicaciones
● Disponibilidad de nuevos medios de observación
– Satélites
– Radares meteorológicos
– Sensores de medida de variables hidrológicas
● Desarrollo de los Sistemas de alerta temprana
● Hacia un nuevo enfoque de la planificación, desarrollo e implementación de soluciones
● Procesos participativos
Avances en informática y computación
● Aumento de capacidades: memoria y proceso
– Grandes volúmenes de información
– Plataformas multimodelo
– Autocalibración de parámetros
– Análisis multicriterio y multiobjetivo con formulaciones compleja
● Capacidades gráficas
– Interactividad con el usuario
– Supervisión de resultados
● Respuesta a tiempo
Computación evolutiva
● Ventajas
– Flexibilidad en la elección o definición de la función objetivo– Solución a planteamientos con estructura altamente no lineal– No necesitan discretización de variables ni aproximaciones
sucesivas en la función objetivo o en su derivada– Libertad en la definición del espacio problema– Baja variación del esfuerzo de computación con la
dimensionalidad del problema– Ofrecen soluciones en casos en los que hay múltiples o
infinitas soluciones óptimas– Permite buscar simultáneamente la forma funcional y sus
coeficientes de ajustes (programación evolutiva, soluciones simbólicas).
● Inconvenientes
– Incertidumbre asociada al resultado● Carácter marcadamente aleatorio
– Fijación de parámetros de comportamiento● Base experimental● Análisis de sensibilidad
Ejemplo de aplicación: EDIMACHI-SIPROP
Simulación
Previsión
Operación de
embalse
Calibración de modelos
Operación de embalses
Enlace entre meteorología e hidrología
HIRLAM
PAP-INM
RADAR
Fuente INMhttp://www.inm.es
Estimación de precipitaciones: radar y pluviómetros
Combinación de información
Fiabilidad = 0.5Forma = 0.5
Método fiabilidad-forma de combinación de funciones.
Previsión hidrológica SIN previsión de lluvias
Instante de previsión
Futuro(horizonte de previsión hidrológica)
Pasado(período de simulación hidrológica)
D
Hipótesis de lluvia futura
Hidrogramas resultantes
P
Q
t
Previsión hidrológica CON previsión de lluvias. Caudales
Instante de previsión
Futuro(horizonte de previsión hidrológica)
Pasado(período de simulación hidrológica)
D
Hipótesis de lluvia futura
Hidrogramas resultantes
Previsión de lluvias
P
Q
t
Previsión hidrológica CON previsión de lluvias. Volúmenes
Futuro (horizonte de previsión hidrológica)
Pasado (período de simulación hidrológica)
Instante de previsión
P
Q
t
P5, Q5: Prob(P>P5)= Prob (Q>Q5) = 5
P50, Q50: Prob(P>P50)= Prob (Q>Q50) = 50
P95, Q95: Prob(P>P95)= Prob (Q>Q95) = 95
Tiempo de respuesta < intervalo de salida de resultados del modelo meteorológico
Tabla resumen de aplicación al caso español (2003)
Previsión de lluvia /
Plazo
Sin previsión específica
Inmediata Corto (hasta 4 días)
Medio (hasta 10 días)
Ejemplo de previsión
Hipótesis de futuro subjetiva.
Extrapolación radar
Modelos autoregresivos
Radar + satélite
HIRLAM (primeros intervalos)
Análogos
Resolución espacial
- 2 km - 2 km 22 km 50 x 60 km
Resolución temporal
- 0.5 horas Cualquiera 1 hora 3 horas 24 horas
Tiempo de previsión de lluvias
0 hasta 2 horas hasta 2 horas hasta 6 horas hasta 48 horas hasta 3 días
Tiempo de previsión de caudales
TP+D No hay previsión
Tiempo de previsión de volúmenes
TP+D TP
Diferentes horizontes de previsión
Medio plazo (hasta 3 días)
Inm ediata (1 -2 horas)
Corto plazo (hasta 4 -6 horas)
Previsión de lluvias
Sin previsión específica
Caudales/volúmenes previstos
Instan te de previsión
Fu turo (horizon te de previsión h idrológica)
Pasado (período de sim ulación hidro lóg ica)
D D
D P
Q
t
Previsiones de caudales
Futuro (horizonte de previsión hidrológica )
Pasado (pe ríodo de sim ulación hidrológica)
Instante de previsión
D D
D
P
Q
t
Previsiones de volúmenes
Multimodelo
M1
UsuarioM2
M3
Interfase
Sistema real
Escenarios
Sistema real
M Usuario
Interfase
e2
e3
e1
e2
e3
e1
Nueva línea: Predicción, multimodelos y escenarios
● Meteorología: Sistemas de predicción por conjuntos
– (EPS: Ensemble Prediction Systems)
● Hidrología: multimodelos
● Escenarios
● Propagación de incertidumbres
p(P>Px)< 5 %
p(P=Pm)= 50 %
p(P<Pn)< 5 %
Instante de previsión
Futuro(horizonte de previsión hidrológica)
Pasado(período de simulación hidrológica)
P
Q
t
Qx
Qm
Qn
Cooperación iberoamericana
PROHIMETRed iberoamericana
para el monitoreo y pronóstico
de fenómenos hidrometeorológicos
Red 405RT0266 del programa CYTED
http://hercules.cedex.es/hidraulica/PROHIMET/
Necesidades detectadas
● Aumento de cooperación entre administraciones e instituciones
● Formación continua de profesionales
● Divulgación de conocimiento acerca de riesgos y soluciones
● Cambios en marco legal-administrativo que proporcionen encaje
y coherencia a los nuevos enfoques y avances
● Recursos destinados al mantenimiento de sistemas
● Calidad de la información
Gracias por su atenciónGracias por su atención
Angel Luis Aldana ValverdeDr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
[email protected]://hercules.cedex.es/hidraulica