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Universidad Técnica Particular de LojaLa universidad católica de LojaCONGRESO NACIONALDE HIDRAULICA YIIDE MANEJO INTEGRAL DERECURSOS HÍDRICOS“Hacia la gestión sostenible del agua”Resumen y Análisis criticoHenrry Vicente Rojas AsueroEscuela de Ingeniería Civil (EIC-UTPL)Loja – Ecuador2011

Modelación de la respuesta hidrológica al cambioclimático y uso del suelo: avances y desafíosX CONGRESO DE NACIONAL DE15/11/2011Jan Feyen, Ph. DHIDRÁULICA Y II DE MANEJOINTEGRAL DEL RECURSOS HÍDRICOS¿Por qué se usan los modelos?Es de conocimiento mundialnegativos de inundacionesely sequias y a su vez para lacambioclimático,problemática de la cual sepreservacióntienen una gran cantidad deambiente.información acerca de que loestá causando, pero poca decómo podemos revertir suprogresivocrecimiento.Desde el punto de vistacientíficosedebebuscarvarias alternativas que demaneraprogresivavayandelmedioque en los últimos 40 añosaumento del nivel del marha disminuido el númerocon diques.demuertosanivelmundial, pero el número depersonas afectadas se hacambio climático a los cualesqueen la actualidad ya estamosinterrogantes.provoca conmoción mundialy una constante presión a lacomunidadcientíficaypolítica para el desarrollo depolíticas y planes de elasduplicado cada década, loinundaciones sequias, lo quequedebe acotar es el hecho dedisipando los efectos delmundial,estimade inversión para protegerconsecuencia del cambio climáticotemperaturaSeUn dato importante que setodo el mundo habrán dejado su país comocomo las elevación de la necesitaran 29000 millonesPara el año 2050 200 millones de personas enexpuestos, problemas tales¿Por qué se usanlos modelos?nosdenotavariasMientras las sequias y lasinundaciones se ucho más difícil afirmarquelafrecuenciaymagnitud de terremotos yhuracanes están vinculadasalcambioclimático.costascontrael

Modelos hidrológicos: Estado actualSepuededecirque“elSe pueden enumerar unamodelaje hidrológico es tangran cantidad de modelosantiguo como las montañas”en los que se incluyen:pero ¿Qué es un modelohidrológico?, pues bien no esmás que una simplificaciónde los sucesos hidrológicosque suceden en la realidad,que se pueden llevar a cabomediantemodelosfísicos,tales como: modelos a escalay modelos analógicos, comotambién mediante modelosmatemáticos que se basan enfórmulas que relacionan lasvariables de entrada y salida.Durante muchos años variosinvestigadoresdesarrollado Modelosconceptuales,modelosfísicos,modelos estocásticos(caja negra basada cosparavincularlasprecipitaciones a laescorrentía). Modelos de eventosdiscretos y modelosdeeventoscontinuos.hanmodeloshidrológicos que aun en laactualidad son utilizados confrecuencia tal es el caso de la“Ecuación de Darcy” quedescribe la dinámica del flujoen medios porosos, a este se Modelosnodistribuidosymodelos distribuidos Modelajedelacantidad y/o calidadde agua.unen un sin número demodelosdesarrolladosdurante el transcurso de lahistoria e incluso con másfrecuencia en la actualidad,existiendoinstitucionesdedicadas al desarrollo denuevoshidrológicos.modelos Gestión de sistemashidrográfica.ModelosHidrológicos:Estado actual -Existen demasiadosmodelos.¿Cómo seleccionarel modelo?:1. Tipo deestudio, tipo deproyecto, tipodeinvestigación2. Estudiobibliográfico.3. Estudiocomparativo4. Calibración yvalidación delmodeloseleccionado

El esquema en la figura demonstrar la protocolode modelación. Se incluye los análisis desensibilidad, calibración y validación delmodelo, y el análisis de incertidumbre. Modelo conceptualCódigo matemáticaAnálisis de sensibilidadAnálisis de calibración y validaciónAnálisis de incertidumbreEn un análisis de sensibilidad se determine el set deparámetros a calibrar mediante el método:1. One-Factor at aTime (OAT); o2. LH-OAT combina el muestreo HipercuboLatino, llamado la técnica de muestreo deenrejado (lattice), con la método de OAT.El objetivo es reducir la varianza (a ladode la muestreo del hipercubo latino, existetambiénelmuestreoestratificado).Análisis de sensibilidad esespecialmente útil para indicar qué inputparámetros son candidatos apropiadospara recopilar datos adicionales parareducir el grado de incertidumbre en losresultadosEstos parametros son de gran importancia parareducir la incertidumbre al momento decompletar datos para la correcta calibración delmodelamiento hidrológico.La información obtenida a partir de los S.I.Gpuede ser usada de manera efectiva para unacorrecta calibración de modelos hidrológicos,estos han venido introdociendose de maneraprogresiva a varias ramas cientificas en las quese incluye la hidrología otorgando herramientasmuy utililes y precisas para la modelaciónhidrologica.

Simulación de la respuesta hidrológica a loscambios en el clima y el uso del suelo1. Cambio �n del uso del– de gransuelo en el tiempo pasadoutilidad e importancia parayunevolución futurabuenmodelamientoSimulación de larespuestahidrológica a loscambios en elclima y el uso gionalización estadística.delhidrológico más adecuado.Regionalización por mediode nuevas técnicas modeloHoy en día regionalizaciónestadística es un campomaduroyexisteunaenorme cantidad de datos¿Cómo estimar la respuesta(observaciones, re análisishidrológica?ySerie de tiempo de climafuturo con input a un modelosimulaciones)paraaplicar esta técnica en unavariedad de mientas interactivasentre el suelo, la vegetación yenlaENSEMBLES, un ng(comoestadístico)simuladores de intercambiopuedende materia y energía entre lausuarios explorar y utilizaratmósfera y la superficie deesta información en unalavariedad de estudios.tierra,basadaenlacomprensión mecanicista delos sistemas componentes:ciclodeagua,ciclodecarbono, ciclo de azote, yotros componentes. Utilizadoporlosmeteorólogos,climatólogos, ecologistas ybiogeochemicos2. Cambio en el uso delsueloConversióndetierrasforestales y arbusto para usodelatierraagrícolayayudaralos

¿Cómo estimar la respuesta hidrológica?3. Cambio en el clima y el uso del sueloEs importante rescatar que no tiene mucho sentido realizar un modelamiento para estimar larespuesta hidrológica en función del clima, sin tener en cuenta el cambio en el uso de la tierra

Desafíos Cada día debemos plantearnos alternativas para poder obtener una mejor comprensión delfuncionamiento de la dinámica con la que se maneja nuestro planeta, teniendo una conciencia deconservación y sostenibilidad lo que nos llevará al desarrollo de modelos más precisos, lo que a suvez conlleva una mejor planificación de recursos hidrológicos. Los factores que se presentan a continuación son algunos de los cuales debemos tratar de mitigarpara la obtención de modelamientos más confiables y precisos: Longitud insuficiente de registros climáticos y uso del suelo La incertidumbre y los errores en las proyecciones del clima global (emisiones, sensibilidadtransitoria) y del cambio en el uso del suelo La incertidumbre en los escenario de input La suposición que los parámetros del modelo son constantes Limitaciones en los modelos Falta de retroalimentación entre los componentes de proceso“Aún queda un largo camino por recorrer”Conclusiones La nueva generación de hidrólogos debe ser entrenada para convertirse en analistas y síntesistas,requiriendo la disolución de la histórica y separación entre la ciencia y la ingeniería. No sólo la investigación hidrológica debe ser más integral, también el enfoque de la educación debesometerse a un cambio de paradigma de la práctica actual, de impartir un conjunto limitado deconceptos básicos a un conjunto disciplinario de habilidades para ingenieros y científicos. Del mismo modo la investigación debería mejorar la utilidad de la ciencia para los administradoresdel agua. Educación continua, diseminación y vulgarización.

Diseño de sistemas colectivos de riego a presiónRafael Pérez García, Ph. DConferencia MagistralLos Hechos En regiones semiáridas, el porcentaje deagua utilizado para el riego es del 80%aproximadamente. La entrada de agua se puede realizarmediantesistemasindividualesocolectivos. Existen diferentes métodos para laaplicación del agua de riego: riego porsuperficie y riego presurizadoLos sistemas de distribución por canales soncolectivos, debido a la naturaleza de la captacióny la entrega del agua. Los sistemas de distribuciónpuedenserindividuales-Mayor eficiencia de aplicaciónLa medida de los caudales consumidos esrelativamente sencilla y económica.La regulación es más sencilla y económicaEn riego localizado, podemos aplicarfertilizantes directamente en el agua deriego desde el cabezal.Inconvenientes de los sistemas de riego apresión¿Sistemas individuales o colectivos?presurizadosVentajas de los sistemas de riego a presión:-Mayor tecnificación: Mayor costo dematerialEl material de riego está expuesto al roboy al vandalismo.ocolectivos. En los sistemas colectivos se presentansiempre economías de escala, y por tanto, unmenor costo por capital.Modalidades para el manejo de los caudalesentregados.Riego Libre (Simultaneidad de Consumo)¿Riego por superficie o riego a presión?Se diseña la red para que cualquier regante(parcela, o toma) pueda regar en lar el caso de que todas las tomasfuncionen de forma simultánea (Garantía desuministro 100%)Riego a la demandaSe diseña la red para que cualquier regante(parcela, o toma) pueda regar en cualquierinstante con una garantía lo suficientementegrande (Garantía de suministro 100%).

Riego por turnosSe diseña la red para que cualquier reganteSi las bocas de riego alimentan a superficies(parcela, o toma) pueda regar en el turno dediferentes, la ecuación anterior se puede expresartiempo que le corresponda, con garantías plenascomo:(Garantía de suministro 100% dentro del turnoasignado).Riego a la demanda (Método de Clément)Clément (1966) consideraba que la garantía desuministro (GS) sigue una distribución normal,que todas las bocas de riego eran iguales ysiempre que funcionaban lo hacían con la máximaCon la correcta utilización de la teoría expuestapor Clément se puede optimizar de una maneracorrecta y eficiente los sistemas de riego.Programación óptima de turnos de riego-Para conseguir el diseño adecuado de unared, es de capital importancia la correctaasignación de los consumos, tanto en laestimación temporal en un horizontecomo en lo referente a la modalidad deconsumo.-La correcta asignación de los consumostampoco es una garantía suficiente parapoder obtener un diseño adecuado en lared.-En determinadas actividades es posibleorganizar la entrega de caudales de talmodo que se puedan obtener diseños máseconómicos (redes de riego industriales)dotación. En este caso, la aleatoriedad del riegoconsidera boca de riego totalmente abierta(probabilidad p) o totalmente cerrada (1 - p). Laprobabilidad que en un momento dado estén xbocas abiertas de un total de n se puededeterminar considerando una distribuciónbinomial:siendo la media y desviación típica:Si se considera que el número de bocas de riego esmuy grande, la función de distribución seConclusiones-aproxima a una normal. En este caso, x será:donde U es la variable tipificada de ladistribución normal. Se determina según lagarantía de suministro (Granados, 1990).El caudal circulante por el tramo será, según laecuación anterior:-Se constata que cuanta más rigidezexperimenta la demanda, los diseñosresultantes serán más económicos.Se ha puesto de manifiesto que la garantíade suministro real es siempre inferior a laprefijada.Se ha presentado una metodología quepermite realizar una asignación óptima decaudales por turnos, óptima en el sentidodel diseño resultante, mediante elacoplamiento de un AG para la asignaciónde turnos y otro procedimientoconvencional, PNL en este caso para eldiseño óptimo correspondiente a cadaasignación de turnos.