Post on 25-Jul-2015
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Aspectos fundamentales de la previsión hidrológica
Angel Luis Aldana Valverde
Consultor OMM
Coordinador de PROHIMET (http://www.prohimet.org)
angel.l.aldana@prohimet.org
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Términos y sus referencias
PrevisiónAnuncio preciso o estimación estadística de la aparición de un hecho futuro
Fuente: Glosario Hidrológico Internacional (http://hydrologie.org/glu/aglo.htm)Prever
Ver con anticipación.Conocer, conjeturar por algunas señales o indicios lo que ha de suceder
Fuente: Diccionario de la Lengua Española de la Real Academia Española (http://www.rae.es )
Pronosticar.Conocer por algunos indicios lo futuro
Fuente: Diccionario de la Lengua Española de la Real Academia Española (http://www.rae.es )
PredicciónAnunciar por revelación, ciencia o conjetura algo que ha de suceder
Fuente: Diccionario de la Lengua Española de la Real Academia Española (http://www.rae.es )
ProyecciónEvolución potencial futura de una cantidad o conjunto de cantidades, a menudo calculadas con la ayuda de una simulación. La proyección se diferencia de una ‘predicción’ para enfatizar que la proyección se basa en hipótesis sobre, por ejemplo, avances tecnológicos y socioeconómicos futuros, que se pueden o no realizar, y está sujeta a una gran incertidumbre.
Fuente: Glosario de términos. IPCC. http://www.ipcc.ch/pdf/glossary/tar-ipcc-terms-sp.pdf
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Términos. Propuesta
PrevisiónConocimiento de un suceso futuro
Conocer: Averiguar por el ejercicio de las facultades intelectuales la naturaleza, cualidades y relaciones de las cosas
Previsión hidrológica o pronóstico hidrológicoConocimiento de las condiciones hidrológicas en el futuro
PredicciónAnuncio de un pronóstico
ProyecciónPrevisión de gran incertidumbre debido a las hipótesis de que depende
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Avances en predicción hidrometeorológica
Dependencia de materias relacionadasTecnologías de la información y las comunicaciones (TIC)Ciencias de la computación (cálculo numérico)Ciencias hidrometeorológicas
Nuevas aplicaciones de métodologías científico-tecnológicasInformática y computaciónMeteorologíaHidrología
La expansión de las telecomunicacionesDisponibilidad de nuevos medios de observación
SatélitesRadares meteorológicosSensores de medida de variables hidrológicas
Enlace entre meteorología e hidrología
Desarrollo de los Sistemas de alerta tempranaHacia un nuevo enfoque de la planificación, desarrollo e implementación de soluciones
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Bases para la previsión. Medios y métodos existentes
Acceso a medidas de precipitaciones, niveles y caudales en tiempo real
SAIH: Sistemas automáticos de información hidrológica
Posibilidades que ofrecen las tecnologías de la información
Acceso a la informaciónEjemplo: Meteorología
Manejo de grandes volúmenes de informaciónModelos operativos en tiempo real
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Bases para la previsión. Naturaleza de los fenómenos
Desfases entre causa y efecto (D)Transformación lluvia escorrentía
Ejemplo: Desfase en hidrograma unitario
Hidrograma unitarioLluvia de
volumen unidad
D
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Bases para la previsión. Naturaleza de los fenómenos
Desfases entre causa y efecto (D)Propagación en cauces
Ejemplo: Desfase en método de Muskingum
Hidrogramaaguas abajo
Hidrogramaaguas arriba
D
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Incertidumbre y previsión
Fuentes de incertidumbresDatos pasadosSimulaciones pasadasPosibles escenarios
Horizonte de previsiónTiempo de respuestaError asumible en la previsión
Variable de decisiónNivelCaudal
Ver gráfico ->
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Horizonte de previsión
Instante de previsión
Futuro(previsión hidrológica)
Pasado(período de simulación hidrológica)
H
Hipótesis de lluvia futura e
hidrogramasfuturos
Hidrogramasresultantes
P
Q
t
Divergencia asumible
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Horizonte de previsión. Ejemplo 1/4
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
0.0
500.0
1000.0
1500.0
2000.0
2500.0
3000.0
01 00:00 01 12:00 02 00:00 02 12:00 03 00:00 03 12:00
mm
m3/s
Tiempo total
Q calc Pas (m3/s) Q P max crec (m3/s) Q P max dec (m3/s) Q P cte (m3/s)
Q P nula (m3/s) P (mm) P neta (mm) P max crec (mm)
P max dec (mm) P cte (mm) P nula (mm)
Area 500 km2NC= 80
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Horizonte de previsión. Ejemplo 2/4
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
0.0
500.0
1000.0
1500.0
2000.0
2500.0
3000.0
03 00:00 03 03:00 03 06:00 03 09:00 03 12:00
mm
m3/s
Previsiones
Q P max crec (m3/s) Q P max dec (m3/s) Q P cte (m3/s) Q P nula (m3/s)
P max crec (mm) P max dec (mm) P cte (mm) P nula (mm)
Tiempo de punta: 12 horas
Horas (futuro) Q P max crec (m3/s) Q P max dec (m3/s) Q P cte (m3/s) Q P nula (m3/s) Max Min Dif Dif/Min*1003 1203.9 1282.4 1239.3 1192.2 1282.4 1192.2 90.2 86 1397.5 1636.4 1503.3 1318.9 1636.4 1318.9 317.4 2412 1457.2 1762.4 1591.6 1336.1 1762.4 1336.1 426.4 32
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Horizonte de previsión. Ejemplo 3/4
Tiempo de punta: 6 horas
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
0.0
500.0
1000.0
1500.0
2000.0
2500.0
3000.0
03 00:00 03 03:00 03 06:00 03 09:00 03 12:00
mm
m3/s
Previsiones
Q P max crec (m3/s) Q P max dec (m3/s) Q P cte (m3/s) Q P nula (m3/s)
P max crec (mm) P max dec (mm) P cte (mm) P nula (mm)
Horas (futuro) Q P max crec (m3/s) Q P max dec (m3/s) Q P cte (m3/s) Q P nula (m3/s) Max Min Dif Dif/Min*1003 1918.5 2132.3 2015.1 1890.4 2132.3 1890.4 241.9 136 1599.4 2388.0 1950.1 1369.2 2388.0 1369.2 1018.8 7412 1543.4 2541.6 1984.2 1179.2 2541.6 1179.2 1362.4 116
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Horizonte de previsión. Ejemplo 4/4
Tiempo de punta: 3 horas
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
0.0
500.0
1000.0
1500.0
2000.0
2500.0
3000.0
03 00:00 03 03:00 03 06:00 03 09:00 03 12:00
mm
m3/s
Previsiones
Q P max crec (m3/s) Q P max dec (m3/s) Q P cte (m3/s) Q P nula (m3/s)
P max crec (mm) P max dec (mm) P cte (mm) P nula (mm)
Horas (futuro) Q P max crec (m3/s) Q P max dec (m3/s) Q P cte (m3/s) Q P nula (m3/s) Max Min Dif Dif/Min*1003 1639.6 2316.6 1945.6 1553.7 2316.6 1553.7 762.9 496 975.9 2867.1 1811.7 309.0 2867.1 309.0 2558.1 82812 1090.6 2906.6 1879.8 132.6 2906.6 132.6 2774.0 2091
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Aspectos temporales: periodos críticos de respuesta
Respuesta hidrológicaTiempos de recopilación, tratamiento, análisis y previsiónEl desfase hasta la difusiónLa respuesta de los agentes externos al servicio SAIHRepercusiones: posibilidades en cauces principales y limitaciones en sistemas de respuesta rápida
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Tiempos y difusión. Fenómenos observados
TD.- Tiempo de disponibilidad de la informaciónTci.- Captación de informaciónTdb.- Proceso de datos básicosTva.- Obtención de variables de decisión en instante actualTvf.- Obtención de variables de decisión en instante futuroTdi.- Difusión de información
TA.- Tiempo de acción de protecciónH.- Horizonte de previsión (Tiempo de previsión)
Dependiente del tiempo de respuesta del sistema hidrológico
Observación o predicción de la causa
Presentación del fenómeno
respuesta
Disponibilidad de la
información sobre
respuesta
Acción de protección
Tci Tdb Tva Tvf Tdi TA
H
H >= TD+TA
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La realidad de los modelos
Modelos como aproximación a la realidadNo hay modelo para todas las áreas y todos los fenómenos
Exigencias de uso de modelos en tiempo realConfiguración inicial, mantenimiento y calibraciónModelo como base para un SAD
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La elección de un modelo de previsión
La elección de un modeloNaturaleza de los fenómenos localesFinalidad última del problema que se pretende resolverVariable objeto del análisisAbundancia, calidad y disponibilidad de datos (distribuciones espaciales y temporales de los datos)Perfil de usuario
Exigencias de un modelo para su uso en tiempo realSencillez de usoCapacidad de adaptación a datos y condiciones existentesCapacidad de calibración automática de parámetrosRobustez internaTiempo de ejecución breve
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Uso de modelos en tiempo real
PodemosImplementar modelos para la previsión de crecidas en tiempo real
interactivoscon capacidades de autocalibración
PeroQuien va a ...
usarlos ?supervisar su correcto funcionamiento ?interpretar sus resultados ?
Las instituciones necesitan recursos humanos con formación y entrenamiento continuo
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Modelos, observación e información
Un modeloEs una representación de una parte de la realidadEncierra gran simplicidad frente a la complejidad del mundo realSe fundamenta en hipótesis simplificadorasNecesita datos de entrada
CalidadCantidad
Puede complementar pero no sustituir la observación y medida.
Solo la observación y la medida pueden validar un modelo