MODELO DE OPERACIÓN DE EMBALSE ADAPTATIVO INCORPORANDO PREDICCIÓN DE FLUJO NO ESTACIONARIO

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Recientemente, sin embargo, el término no estacionariedad se ha utilizado para implicar un comportamiento de proceso que es sinónimo, de forma única, con el cambio y, por inferencia, con cambio climático. El comentario más citado por Milly (2008) con el título "Stationarity is Dead: Whither Water Management?" es un ejemplo de ello. Este uso ha dado lugar a una considerable malentendido porque, en realidad, la estacionalidad y la no estacionariedad son esencialmente indistinguibles salvo cuando los cambios en un proceso subyacente son tan dramáticos que ninguna evaluación estadística es necesario .Teniendo en cuenta que los conceptos de estacionalidad y no estacionariedad son fundamentales para el campo práctico de la planificación y el diseño de los recursos hídricos, es esencial que la comunidad hidrológica tenga un conocimiento profundo de lo que estos términos .

Antes de continuar, es necesario reconocer una verdad fundamental: todo sistema natural son no estacionarias, de manera inequívoca e incondicional. El tema, por lo tanto, no es si los sistemas hidroclimáticos son estacionarias o no estacionarias, sino más bien en como respondemos la siguiente pregunta: ¿Es la no estacionariedad lo suficientemente sustancial como para requerir una compleja caracterización determinista del proceso, o puede un simple modelo estocástico estacionario representar con precisión el proceso? Responder a esta pregunta no es un ejercicio puramente académico; tiene importantes implicaciones para la práctica de la planificación y diseño de los recursos hídricos.

DEFINICION

Estacionariedad es una propiedad de un proceso estocástico subyacente, y no de los datos observados lo describen como:

Sea ut, t =. . ., -1, 0, 1,. . ., Sean las variables aleatorias que describen los términos sucesivos de una serie de tiempo. Además, permitirá que la distribución de cualquier conjunto de consecutivos de u, es decir sea:[pic 1]

[pic 2]

Entonces, si F es independiente de t para todo n> 0, la serie de tiempo es estrictamente estacionario. Es decir, la distribución conjunta de cualquier conjunto de n variables consecutivos es la misma, independientemente del lugar en la serie que se elige.

Es importante destacar, sin embargo, esta descripción también implica que la distribución conjunta de cualquier conjunto de u de (no necesariamente consecutivos) depende sólo de sus posiciones relativas en la serie.

En contraste, la no estacionariedad simplemente puede definirse como procesos que no son estacionarios y que tienen propiedades estadísticas que son funciones deterministas de tiempo. La demostración de no estacionariedad es más compleja que la estacionariedad.

Con respecto a los procesos hidrológicos, no estacionariedad climática parece ser una fuente relativamente insignificante de variabilidad en comparación con otras fuentes conocidas de no estacionariedad como la construcción de presas y uso de la tierra.

- EMBALSE MIYUN

Ubicado a 100 km al noreste de la ciudad de Beijing, a 75 m sobre el nivel del mar, es un embalse de valle de montaña. Fue construido en septiembre de 1960, y es el embalse más grande en el área de Beijing. Dos ríos principales, Chaohe y Baihe, desembocan en el embalse Miyun. La cuenca es de unos 15.788 km2, se compone de montañas y piedemontes y carece de grandes empresas industriales. Los sedimentos y nutrientes de tierras agrícolas, de pastoreo y forestales que entran en el depósito con el flujo superficial son las principales fuentes de contaminación.

Fue construido 1957-1961 y diseñado principalmente para el control de inundaciones. Sin embargo, el uso de este embalse ha sido modificado varias veces debido a los cambios, tanto en la demanda de agua y la disponibilidad de agua.

Inicialmente, las operaciones cambiaron de control de inundaciones a riego para impulsar la producción agrícola y luego cambió de nuevo de riego a abastecimiento urbano de agua para satisfacer la creciente demanda de agua.

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Ubicación del embalse Miyun

El volumen de flujo anual total del embalse Miyun tiene una clara tendencia a la baja desde 1957 hasta 2009 como se muestra en la Fig. 1 debido al impacto climático y las actividades humanas.

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Figura 1

Flujo de entrada total anual del embalse Miyun 1957-2009

Sin embargo, desde 2003, el embalse Miyun ha estado recibiendo agua extra trasferida de otros embalses para mantener su flujo de entrada, revirtiendo así la tendencia decreciente del flujo. El embalse Miyun fue elegido como caso de estudio para demostrar la optimización de operación de embalse con flujos no estacionarios.

- ADAPTIVE MANAGMENT

Muchas situaciones de planificación requieren un énfasis en la capacidad de adaptación y flexibilidad. Anticipatory management se basa en la flexibilidad para anticipar las condiciones futuras. "Frente a una multiplicidad de futuros plausibles, un decisor podrá resolver sobre las acciones a corto plazo, pero el plan para ajustarlos de manera específica como nueva información hace que algunos futuros inverosímiles y otros más probable" (Lempert y otros, 2003). Las decisiones futuras deben "ser capaces de responder a la nueva información con las correcciones de rumbo mediados" que permite tiempo para aprender y cambiar de rumbo.

Adaptive managment es un proceso de decisión que "promueve la toma de decisiones flexible que se puede ajustar en la cara de incertidumbres como los resultados de las acciones de gestión y otros eventos se entenderán mejor " Adaptive managment ofrece un marco donde se pueden considerar criterios de decisión. El manejo adaptativo es un proceso iterativo de seis pasos: (1) evaluar el problema, (2) el diseño, (3) implementar, (4) el seguimiento, (5) evaluar y (6) ajustar.

Organismos de gestión del agua han asociado principalmente a “Adaptive managment” con la gestión ambiental y la restauración de ecosistemas. El manejo adaptativo se ha utilizado para la evaluación de las liberaciones de embalses alternativos con el fin de mejorar el hábitat acuático de aguas abajo .El manejo adaptativo en realidad se puede utilizar para cualquier sistema dinámico en el que existe incertidumbre sobre el futuro. Describe un proceso similar llamado planificación