Sistema de Alerta Hidrológico para la cuenca del Río … · Control de Sedimentación de los...

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


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


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


GIASE

Gestión Integral del Agua en Situaciones Extremas

� Causas Naturales

� Causas Antrópicas (operativas)

� Causas Mixtas (Naturales+ Antrópicas)


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.


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.


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


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


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)


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.)


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


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


Vertedero Dique San Roque


Medias del mes de mayo Anomalías de temperaturas

Temperaturas


Acumuladas mes de mayo Anomalías de precipitaciones

Precipitaciones


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

200

300

400

500

600

40 cmts

msnm m3/seg

Qlimay: Max 508 m3/s Cota Alicura max 704.44msnm

Vol. Ingresado : 218 Hm3


588

588.1

588.2

588.3

588.4

588.5

588.6

588.7

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

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


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

500

1000

1500

2000

2500

msnm m3/seg

60 cmts

cota CHOCON 367.68msnm

Vol. Ingreso : 527 Hm3Vol. Egreso : 96 Hm3Vol. Almacenado: 431 Hm3



411

411.5

412

412.5

413

413.5

414

414.5

415

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

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


414.11msnm


Crecida Río Neuquén (Los Barreales) 20 de mayo de 2008


Anegamientos operativos reales

� Caso del río San Juan, Argentina


San Juan Argentina

Tulum

Ullum-Zonda

89103 ha

Superficiecultivada total104.705 ha

Salinización de suelos30.000 hectáreas


• 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


• 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

07

22/0

7/20

07

29/0

7/20

07

05/0

8/20

07

12/0

8/20

07

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

07

07/1

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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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.


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.


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.


Inversión Argentina en I+D


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)

PGICH-UNSJ Junio 2008Dr. Ing. Oscar Dölling Argentina

MUCHAS GRACIAS

“El Agua bien Gestionada es Vida”

Sistema de Alerta Hidrológico para la cuenca del Río … · Control de Sedimentación de los...

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