Avances en previsión de crecidas

Angel Luis Aldana ValverdeDr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Angel.L.Aldana@cedex.eshttp://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

Angel.L.Aldana@cedex.eshttp://hercules.cedex.es/hidraulica