Aspectos fundamentales de la previsión hidrológica

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Aspectos fundamentales de la previsión hidrológica

Angel Luis Aldana Valverde

Consultor OMM

Coordinador de PROHIMET (http://www.prohimet.org)

[email protected]

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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


PredicciónAnunciar por revelación, ciencia o conjetura algo que ha de suceder


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

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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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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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Previsiones




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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

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