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Comparación Temez Integrado Distribuido

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Pablo Gamazo

on 1 September 2014

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Transcript of Comparación Temez Integrado Distribuido

El Departamento del Agua de la Regional Norte propone a la DINAGUA estudiar la viabilidad del Modelo de Témez en versión distribuida como herramienta para la estimación de caudales.

La DINAGUA financia la primera de dos etapas previstas para este estudio

Los resultados que se presentan a continuación son producto la primer etapa ya concluida y de la segunda aún en marcha
El modelo de Témez en versión distribuida con una resolución espacial de 4000mx4000m produce mejores predicciones que la versión integrada para las cuencas estudiadas
Directivas de diseño hidrológico – hidráulico de pequeñas represas” IMFIA 2002
IMFIA, Calibración y regionalización de un modelo de balance Hídrico mensual en cuencas uruguayas utilizando un Algoritmo genético multiobjetivo, 2006
Manual de diseño y construcción de pequeñas presas IMFIA-DINAGUA, 2011
Modelación de los recursos hídricos y sus principales usos en la cuenca de aporte a rincón del bonete: Evaluación económica comparativa, Tesis maestría Magdalena Crisci Karlen, 2012
PlanAgua DINAGUA 2013-2014
Balance Hídrico Cuenca del Plata 2013-2014

Algunos antecedentes del modelo de Témez en Uruguay
Departamento del Agua
Regional Norte
 Universidad de la República
(+598) 473 20410 int. 105
www.agua.unorte.edu.uy

Muchas Gracias
Una de las herramientas más utilizadas por la administración para estimar caudales son los coeficientes de escurrimiento C (cociente entre el escurrimiento E y la precipitación P)
C=E/P

En Uruguay se miden caudales en una extensa red de monitoreo, pero es necesario estimarlos en puntos donde no existen mediciones
Gestión del agua en Uruguay
Calibración mediante Algoritmos genéticos
Metodología

Son métodos de optimización y búsqueda inspirados en los mecanismos de evolución de poblaciones de seres vivos (selección natural y supervivencia del más apto)
Número de Nash Sutcliffe
Diferencia en volumen de escorrentía simulado y medido

Definimos 2 funciones objetivo:
Metodología

Calibración de los parámetros del modelo Témez (integrado, distribuido) mediante el algoritmo genético de MOSCEM-UA para el aforo de aguas abajo (MATLAB)
Esta modelo ha sido implementada por el CEDEX en el modelo hidrológico SIMPA (SIMulación Precipitación-Aportación) considerando celdas de 1Kmx1Km
Al calcular el caudal natural para cada celda, la metodología permite obtener fácilmente el caudal asociado a cualquier subcuenca
Témez distribuido:
Algoritmos genéticos
Metodología

Se genera aleatoriamente una muestra de puntos separados en el espacio hiperdimensional y a lo largo del procedimiento la muestra evoluciona en conjunto hasta que los puntos se concentran en una región muy pequeña en la que está localizado el punto óptimo.
Compararemos resultados del Témez distribuido con el Témez integrado en cuencas con más de dos puntos de aforo (período 1980-2010).

Témez distribuido: ¿estima mejor el caudal natural en puntos interiores de la cuenca?
Carta de agua disponible grupos CONEAT 1/20.000
Agua disponible escala 1/1.000.000
Utilizaremos el aforo de aguas abajo para calibrar y el o los de aguas arriba como control

¿Tiene sentido aplicar Témez distribuido dada la información de base en Uruguay?

Se basa en el principio de conservación de masa
Define leyes de transferencia entre términos del balance
Normalmente considera un intervalo temporal de 1 mes (permite obviar almacenamientos intermedios y propagación de flujo en la cuenca y ríos)

Reproduce procesos de transporte de agua en diferentes etapas del ciclo hidrológico

Modelo Témez
Región de Pareto
El algoritmo de MOSCEM-UA se encarga de buscar los parámetros para “construir” la región de Pareto
Departamento del Agua, Regional Norte, Universidad de la República
Miércoles 27 de agosto 2014, XXV CONGRESO LATINOAMERICANO DE HIDRÁULICA SANTAGO, CHILE 

Pablo Gamazo, Nicolás Failache, Marcelo Bondarenco, Pancracio Cánepa, Joan Soler
COMPARACIÓN DEL MODELO DE TÉMEZ EN VERSIÓN INTEGRADA Y DISTRIBUIDA PARA LA ESTIMACIÓN DE CAUDALES EN URUGUAY
Témez integrado se suele calcular P considerando polígonos de Thiessen
Calculada en cada celda (inverso de la distancia al cuadrado de 3 estaciones)

Para Témez distribuido se promedian todas las celdas de la cuenca
Precipitación para Témez integrado y distribuido
Metodología
Promedio ponderado por el área para cada celda dela cuenca

Promedio ponderado por el área para toda la cuenca

Carta de agua disponible grupos CONEAT 1/20.000

Delimitación de cuencas:
Modelo digital del terreno ASTER (30mx30m)
Información vectorial de ríos SGM
Agua disponible escala 1/1.000.000
AD Témez distribuido

AD Témez integrado

Metodología
IV Definición de Ai,
Aportación subterránea al rio

III Definición de I, Infiltración
(porción del excedente total que infilitra)

II Balance de humedad del suelo en función P, ETP y antecedentes de humedad

I Definición de T, Excedente total (porción de la precipitación que drena al río)
Modelo precipitación-escorrentía Témez
Vol

Nash

CHmax

Imax

alfa

C

Sensibilidad parámetros
Valores ETP ETP Penman-Monteith Estaciones INIA

Isolíneas de ETP media mensual de Penman

Calculada en cada celda (inverso de la distancia al cuadrado de 3 estaciones)

Calculada en el baricentro de la cuenca

ETP Témez distribuido

ETP Témez integrado

Metodología

Las personas físicas o jurídicas que requieran el uso de aguas superficiales y subterráneas en todo el territorio nacional, deben tramitar una habilitación de la DINAGUA y quedar inscriptos en el Registro Público de Aguas.
La Dirección Nacional de Aguas (DINAGUA), del Ministerio de Vivienda Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente (MVOTMA), es la institución encargada de la evaluación, administración y control de los recursos hídricos.
Un elemento clave para la gestión de un recurso es conocer su disponibilidad
DIN
AGUA
Dirección Nacional de Aguas
DIN
AGUA
Dirección Nacional de Aguas
DIN
AGUA
Dirección Nacional de Aguas
Río Queguay (7837 Km^2)
Río Tacuarembó (6602 Km^2)
Río Tacuarí (3573 Km^2)
Río Cebollatí
(7947 Km^2)
Río Santa Lucía (4914 Km^2)
Algoritmos genéticos
Metodología

Región de Pareto
Resultados
Río Tacuarí (Paso Dragón)
Río Tacuarí (Paso Broches)

Resultados
Conclusión
DIN
AGUA
Dirección Nacional de Aguas
Delimitación de cuencas (int.=dist.)
Cálculo de AD(≠), ETP(≠) y P(=) en la cuenca
Calibración en aforo aguas abajo (=)
Comprobación en aforos aguas arriba (=)
Metodología
Témez integrado: Un único balance
Témez distribuido: Balance en celdas de 4000m x 4000m
Cargos efectivos de profesor asistente y profesor adjunto para el Departamento del Agua, de la Universidad de la República, Uruguay

Preferentemente maestría o doctorado en alguna de las siguientes áreas: Hidrología e Hidrología Urbana o Tratamiento y Gestión Ambiental del Agua.

gamazo@unorte.edu.uy
http://www.agua.unorte.edu.uy
http://www.universidad.edu.uy
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