Sistema de Alerta Hidrológico para la cuenca del Río … · Control de Sedimentación de los...
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PGICH-UNSJ Junio 2008
Sistema de Alerta Hidrológico para la cuenca del Río San Juan. Introducción a la GIASE.
Programa PGICH: Gestión Integral de Cuencas Hidrográficas, Ingeniería Hidráulica y Ambiental
Dr. Ing. Oscar Raúl DöllingIng. Riveros, Joaquín CarlosIng. Oviedo, Patricia GracielaLopez, Diego SebastianLépez, Héctor Ramón Delahaye, Mariana Rosa López Gutiérrez, Ana Guadalupe Zakalik, Fernando Zárate Sández, Rubén Horacio
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Introducción
� Objetivo : presentar una visión sobre el apoyo a la toma de decisiones de los sistemas hídricos utilizando sistemas de alerta Hidrológico apoyado en tecnología SARH.
� Incorporar conceptos de GIASE
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Temas de discusión
� Situaciones hídricas extremas� Diagnóstico del sector hídrico� Apoyo a la toma de decisiones
(Sistema SARH)� Necesidades del sector hídrico
local� Oportunidades actuales
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GIASE
Gestión Integral del Agua en Situaciones Extremas
� Causas Naturales
� Causas Antrópicas (operativas)
� Causas Mixtas (Naturales+ Antrópicas)
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Problemas hídricos en Argentina
� Falta de sistemas de apoyo a la operación de Sistemas de distribución de agua.
� Inadecuado Manejo conjunto de aguas superficiales y subterráneas
� “Enredo” de Normas vigentes sobre RH superpuestas (nacionales, provinciales y municipales)
� No existe información “disponible” de alta calidad (cantidad y calidad de registros), libre y gratuita.
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Principales causas de problemas en la GIASE
� Deficiente capacidad de los pronósticos de variables climáticas (precipitaciones y temperaturas)
� Deficiente capacidad de pronósticos de eventos climáticos (vientos zonda, heladas)
� Deficiente capacidad de pronósticos de escurrimiento de caudales y crecidas por tormentas convectivas.
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Problemas Hídricos en San Juan
� Salinización de suelos problemas en el manejo conjunto de aguas superficiales y subterráneas.
� Vaciamiento de embalses en períodos hidrológicos secos.
� Crecidas fuera de control en períodos hidrológicos ricos
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Problemas Hídricos en San Juan
� Problemas interjurisdiccionales de cuencas (Desaguadero).
� Control de Sedimentación de los embalses y recuperación de caudales sólidos aguas debajo de la presas.
� Control de Sequías
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Herramientas disponibles desde la Universidad (PGICH)
� Empresas (Instrumentos de medición) � Computación hardware y software
(Modelos de simulación y optimización, Inteligencia artificial)
� Universidad (capacidad de desarrollo y transferencia, desarrollo de modelos, capacitación de personal, sustentabilidad de sistemas de información, partes diarios, internet )
� SECYT (financiamiento)
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Nuestros destinatarios
� Subsecretaría de Recursos Hídricos de la Nación
� Comités de Cuencas� Organismos de aplicación de la ley
de aguas en las provincias� Usuarios del agua (Agua potable,
energía, riego, industria, turismo,etc.)
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Componentes principales del GIASE
� Sistema de Monitoreo a tiempo real� Base de Datos (datos de ingreso y de
resultados)� Sistema de simulación Montecarlo� Base de Modelos� Base de reglas lógicas� Sistema experto que entregue
consejos al usuario
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que temas incluir?
GIASE
Ordenamiento territorial Uso de suelos
Prevensión del Riesgo y
Mitigación de desastres
ante Situaciones Extremas
Conservación y mejora de recursos e infraestructura (conocimiento = recurso)
Pronósticos climáticos e hidrológicos
Uso conjunto aguas superficiales y subterráneas
GIASE
Cambios en el nivel del Mar (mm/año) 1993-2003 misión satelite Topex-PoseidonGlaciar Perito Moreno Argentina
Glaciar Perito Moreno ArgentinaAnegamiento Villa Media Agua San Juan ArgentinaGlaciar Perito Moreno Argentina
Salinización Valle del Tulúm San Juan
Puerto Vilelas, en Chaco
Freatímetros(RED de ALERTAUNSJ)
0 a 0.5 mts0.5 a 1.0 mts1.0 a 1.5 mts1.5 a 2.0 mts2.0 a 2.5 mts2.5 a 3.0 mtsmas de 3.0 mts
REFERENCIASProf. nivel freática
Villa Carlos Paz
Lago San Roque, Córdoba Argentina
Ocupación Lago San Roque, Córdoba, Argentina
Red de Drenaje 1.400 Kmts drenes
Salinización de suelos30.000 hectáreas
Valle del Tulúm, San Juan ArgentinaLago embalse Labrados , río Machángara, Ecuador.Lago Embalse Chanlud, río Machángara, Ecuador 2006
Embudo Lago San Roque, Córdoba, Argentina
Río San Antonio, Córdoba , Argentina crecida 1992 (7,56m; 6.156 m3/s) Tr:120años
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703.4
703.6
703.8
704
704.2
704.4
704.6
19/05/2008 20/05/2008 21/05/2008 22/05/2008 23/05/2008 24/05/2008 25/05/2008 26/05/2008 27/05/20080
100
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300
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500
600
40 cmts
msnm m3/seg
Qlimay: Max 508 m3/s Cota Alicura max 704.44msnm
Vol. Ingresado : 218 Hm3
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588
588.1
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588.3
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588.7
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200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
60 cmts
msnm m3/seg
Qcollón Curá Max 1284 m3/s
1198.5 m3/s
cota Piedra del Aguila 588.66 msnm
588.61 msnm
Vol. Ingresado CC : 218 Hm3
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366.9
367
367.1
367.2
367.3
367.4
367.5
367.6
367.7
367.8
19/05/2008 20/05/2008 21/05/2008 22/05/2008 23/05/2008 24/05/2008 25/05/2008 26/05/2008 27/05/2008-500
0
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1000
1500
2000
2500
msnm m3/seg
60 cmts
cota CHOCON 367.68msnm
Vol. Ingreso : 527 Hm3Vol. Egreso : 96 Hm3Vol. Almacenado: 431 Hm3
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Vol. Ingresado : 1746 Hm3
411
411.5
412
412.5
413
413.5
414
414.5
415
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1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
280 cmts
msnm m3/seg
5575.8 m3/s
4798 m3/s
Q Neuquen. Max 6179.7 m3/s Los Barreales 414.47msnm
Vol. Ingresado : 1746 Hm3
414.11msnm
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San Juan Argentina
Tulum
Ullum-Zonda
89103 ha
Superficiecultivada total104.705 ha
Salinización de suelos30.000 hectáreas
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• Sonda de presión o piezoresistiva
• Data-logger integrado, diseñada para la recolección y registro confiables de nivel de agua y temperatura.
•Longitud de cable: 50m.
• Utilizado en tuberías y pozos de 1”1/4 a 6”, pero puede también utilizarse en cuerpos de agua o contenedores.
• Con batería de litio incorporada que da una vida útil de 10 años o por lo menos 2,000,000 mediciones.
•Precisión: +/- 5cm
• Descarga de datos se realiza fácilmente a través de una lap-top, palm.
RED DE ALERTA TEMPRANA, SAN JUAN
AQUANAUT
Sensor
Orificios
Plataforma Data-
Logger
Cable resistente
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• Codificador angular con recolector de datos.
• Medición continua
• Almacenamiento de datos del nivel de aguas superficiales y subterráneas.
• Data-logger integrado que registra datos controlado por eventos.
• Intervalos de almacenamiento desde 1min a 24 horas.
• Suministro de voltaje de 1.5 V, que permite operar el sistema hasta por 15 meses.
• Descarga de datos se realiza fácilmente a través de una lap-top, palm.
RED DE ALERTA TEMPRANA, SAN JUAN
Unidad recolectora de
Datos
Tapa del compartimiento
de pila
Cable del sensor
Sensor
Rueda del flotador
Contrapeso
Flotador
THALIMEDES
-2.00
-1.80
-1.60
-1.40
-1.20
-1.00
-0.80
-0.60
-0.40
-0.20
0.00
01/0
7/20
07
08/0
7/20
07
15/0
7/20
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22/0
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29/0
7/20
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05/0
8/20
07
12/0
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19/0
8/20
07
26/0
8/20
07
02/0
9/20
07
09/0
9/20
07
16/0
9/20
07
23/0
9/20
07
30/0
9/20
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0/20
07
14/1
0/20
07
21/1
0/20
07
Niv
eles
[m]
0
20
40
60
80
100
120
Qde
rivad
o [m
3/se
g]
Dpto. 25 de Mayo San Juan - Argentina
4 dias
20.000Q total río [m3/seg]*
60.000Q
deriv
ado
[m3/
seg
]Nivel Freat. Angaco [m]**
Dotación canal Plumerillo Bosque [lts/seg]*
25 de mayo (mts)
3ra seccion
Simulación de Embalses en Serie
descargaC
RSwant
get
VOL.ALMACENADO Ullum
exceso
vol. máximo Ullum
C
RS want
get
descarga P.Negra
demandatotalCaracoles
demandatotal P.N.
C
RS want
get
VOL.ALMACENADO Punta Negra
VOL.ALMACENADO Caracoles
excesoP.N.
descarga Caracoles
Vol. Ingresoal embalse
descarga Ullum
demanda totalUllum
vol.inicial Ullum
EmbalseCaracoles
EmbalsePunta Negra
EmbalseUllum
vol. máximo Caracoles
vol. máximo P.N.
vol.inicial P.N.
vol.inicial Caracoles
Variables de estado
0 30 60 90 120 150 180 210 24069802.44
69827.14
69851.83
69876.53
69901.22
69925.92
69950.61
69975.31
70000
Time
ValuePlotter I/O
vol.almac. A.Acuifero Bombeo revinisi ingresa0 30 60 90 120 150 180 210 240
732.3622
736.9389
741.5157
746.0924
750.6691
755.2458
759.8225
764.3992
768.9759
Time
ValuePlotter I/O
vol.almac. cota embalse area embalse evaporacion
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 2405.7
227.6
Time
ValuePlotter I/O
ingraso D-riego D-Hidroenergia descarga
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 2400
315
Time
ValuePlotter I/O
ingraso D-riego D-Hidroenergia descarga
Volumen Embalse de UllumVolumen Embalse de Ullum Volumen Acumulado AcuíferoVolumen Acumulado Acuífero
Volumen Derivado a Red de RiegoVolumen Derivado a Red de Riego
Volumen Derivado a Central HidroeléctricaVolumen Derivado a Central Hidroeléctrica
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Control de embalses superficiales
0 40.375 80.75 121.125 161.5 201.875 242.25 282.625 3230
88.7976
177.5952
266.3928
355.1904
443.988
532.7856
621.5832
710.3808
799.1784
887.976
976.7736
1065.571
Time
ValuePlotter I/O
Desc.Caracoles Desc P.Negra Desc.Ullum Km47.3
0 40.375 80.75 121.125 161.5 201.875 242.25 282.625 3230
88.7976
177.5952
266.3928
355.1904
443.988
532.7856
621.5832
710.3808
799.1784
887.976
976.7736
1065.571
Time
ValuePlotter I/O
Desc.Caracoles Desc P.Negra Desc.Ullum Km47.3
0 40.375 80.75 121.125 161.5 201.875 242.25 282.625 3230
88.7976
177.5952
266.3928
355.1904
443.988
532.7856
621.5832
710.3808
799.1784
887.976
976.7736
1065.571
Time
ValuePlotter I/O
Desc.Caracoles Desc P.Negra Desc.Ullum Km47.3
1.863462 42.23846 82.61346 122.9885 163.3635 203.7385 244.1135 284.4885 324.86350
88.7976
177.5952
266.3928
355.1904
443.988
532.7856
621.5832
710.3808
799.1784
887.976
976.7736
1065.571
Time
ValuePlotter I/O
Desc.Caracoles Desc P.Negra Desc.Ullum Km47.3
0 26.91667 53.83333 80.75 107.6667 134.5833 161.5 188.4167 215.3333 242.25 269.1667 296.0833 32344.5824
129.6648
214.7472
299.8296
384.912
469.9944
555.0768
640.1592
725.2416
810.324
895.4064
980.4888
1065.571
Time
ValuePlotter I /O
V.E.Caracoles V.E.P.Negra V.E.Ullum ingreso Caracol
0 26.91667 53.83333 80.75 107.6667 134.5833 161.5 188.4167 215.3333 242.25 269.1667 296.0833 32344.5824
129.6648
214.7472
299.8296
384.912
469.9944
555.0768
640.1592
725.2416
810.324
895.4064
980.4888
1065.571
Time
ValuePlotter I/O
V.E.Caracoles V.E.P.Negra V.E.Ullum ingreso Caracol
0 26.91667 53.83333 80.75 107.6667 134.5833 161.5 188.4167 215.3333 242.25 269.1667 296.0833 32344.5824
129.6648
214.7472
299.8296
384.912
469.9944
555.0768
640.1592
725.2416
810.324
895.4064
980.4888
1065.571
Time
ValuePlotter I/O
V.E.Caracoles V.E.P.Negra V.E.Ullum ingreso Caracol
Volumen Descargado Volumen Almacenado
0 26.91667 53.83333 80.75 107.6667 134.5833 161.5 188.4167 215.3333 242.25 269.1667 296.0833 3230
34.6351
69.27021
103.9053
138.5404
173.1755
207.8106
242.4457
277.0808
311.7159
346.351
380.9861
415.6212
450.2563
484.8914
519.5265
554.1616
588.7967
623.4319
658.067
692.7021
727.3372
761.9723
796.6074
831.2425
Time
ValuePlotter I/O
D. Rio-1 D.RÝo-2 exceso Exceso P.N.
Vol. Derivado al Río Tramo 2Vol. Derivado al Río Tramo 2Río Km 47.3Río Km 47.3
CaracolesCaracoles
Punta NegraPunta Negra
UllumUllum
0 30 60 90 120 150 180 210 24069802.44
69827.14
69851.83
69876.53
69901.22
69925.92
69950.61
69975.31
70000
Time
ValuePlotter I/O
vol.almac. A.Acuifero Bombeo revinisi ingresa
Volumen Almacenado en Acuífero
Volumen Almacenado en Acuífero
Control del Acuífero
0 30 60 90 120 150 180 210 2400
6.455297
12.91059
19.36589
25.82119
32.27649
38.73178
45.18708
51.64238
Time
ValuePlotter I/O
vol.almac. A.Acuifero Bombeo revinisi ingresa
Bombeo para controlar el anegamiento
Bombeo para controlar el anegamiento
0 30 60 90 120 150 180 210 2401.853473
8.077086
14.3007
20.52431
26.74792
32.97154
39.19515
45.41876
51.64238
Time
ValuePlotter I/O
vol.almac. A.Acuifero Bombeo revinisi ingresa
Volumen de ingreso acuífero
Volumen de ingreso acuífero
GIASE GIASE (Gesti(Gestióón Integral del agua en Situaciones Extremas)n Integral del agua en Situaciones Extremas)
Pronósticos de escurrimientosModelo de Red Neuronal Artificial
Armado de árboles de Decisión Bayesiano
Reglas de OperaciónDeterminísticas
Representación del Sistema HídricoModelo de Simulación Continua
Factores de ponderación de Propósitos y
medidas de efectividad
Generación de seriessintéticas
Objetos: atributos, enlaces, variables, interacción entre
variables, medidas de efectividad
Datos hidroclimáticosde la cuenca
Parámetros de hidrología sintéticos
Encapsulamiento del espacio de estadosModelo de Red Neuronal Artificial
Ejemplos de estados factibles
Generación aleatoria de variables climáticas
Parámetros de hidrología sintéticos Generación aleatoria de estados iniciales
Reglas de operaciónparametrizadas
Generación del de M.E.G.S. Y
Estados finales
Ejemplos de estados factibles
Camino MEGS mínima entropía
Generación aleatoria de parámetros operativos
Generación de seriessintéticas
paso de información por elModelo de Red Neuronal Artificial
parámetros operativos alternativos
Armado de árboles de Decisión Bayesiano
Estados iniciales
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Que hacer ?
GIASE
Generar información (Clima e Hidrología)Sistemas de Alerta (internet)
Desarrollar M.E.G.S. SARH (inteligencia artificial)
Tecnificar S.Hídricos
Revisar Leyes de aguas
Crear Comités de cuencas
Sistema de alerta HidrolSistema de alerta Hidrolóógico rgico ríío San o San JuanJuanwww.unsjcuencas.com.arwww.unsjcuencas.com.ar
� COIRCO:Comité interjurisdiccional del río Colorado
� AIC: Autoridad interjurisdiccional de cuencas del río Limay, Neuquén y Negro.
� COREBE: Comisión técnica interjurisdiccional del río Salí Dulce
� ACRA: Autoridad de la cuenca del río Azul
� Comisión Interjurisdiccional de la Cuenca de la Laguna La Picasa (Cdba,BsAs,StaFe)
� Consejo de cuencas en las provincias de Buenos Aires, Mendoza, Córdoba y Santa Fé.
� Comisión Binacional para el desarrollo de la alta cuenca del río Bermejo y el río Grande de Tarija
PGICH-UNSJ Junio 2008
MESA DE DECISIONES (NEGOCIACIÓN O CONCENSO?)Función Objetivo Dinámica (mínimo)
∑ ∑= =
=N
i
P
j jiax
jiIjipibSGEM
1 1 ),(Im),(*),(
*)(....
VULNERABILIDADFRECUENCIA DE FALLOS(1 – RESILENCIA)
Peso del sector
Peso del indicadorADIMENSIONAL
PGICH-UNSJ Junio 2008
Qué significa esto
� Si no empezamos por aumentar nuestra capacidad de monitoreo de los procesos hidrológicos nunca lograremos una correcta GIASE
Necesidades básicas� Educación sobre GIASE� Sistemas de información� Modelos de pronóstico y optimización� Reglas de aplicación adecuadas que
permitan implementar políticas de corto, mediano y largo plazo en base a resultados de los sistemas de apoyo.
PGICH-UNSJ Junio 2008
Pasos siguientes
� Formular acuerdos de cooperación mutua Universidad-estado-empresas (nacionales e internacionales) destinados a desarrollar aplicaciones para GIASE.
� Fortalecer la inserción de estos conceptos en las escuelas primarias y secundarias para disminuir los tiempos de cambio.
� Crear Comités de cuencas con participación de todos los actores.
PGICH-UNSJ Junio 2008
Acciones Necesarias GIASE
� Aumentar el monitoreo a bajo costo.� Aumentar la capacidad de nuestros
Sistemas de Apoyo a las Decisiones.� Tecnificar los sistemas de distribución y
almacenamiento de agua.� Aumentar la cooperación mutua
(nacional e internacional) � Aumentar conciencia de la Gestión
integral del agua.� Aumentar capacidad de financiamiento
de sistemas de manejo complejos.� Aumentar capacidad de seguimiento y
mantenimiento de los sistemas de monitoreo.
PGICH-UNSJ Junio 2008
Mensaje final
� 1- ADMITIR errores
� 2- CONCENSUAR decisiones
� 3- PRIORIZAR CALIDAD DE VIDA POLACION / INTERES PART.
� 4- CONSERVAR recursos e infraestructura
� 5- MEDIR clima, hidrología, impactos
� 6- DIFUNDIR INFORMACION (abierta y gratis)
� 7- ADIMENSIONALIZAR Indicadores de fallo
� 8- INNOVAR herramientas de gestión
� 9- TECNIFICAR operación SH
� 10- PLANIFICAR a C, M, L plazo
� 11- EDUCAR (4 niveles)