modelamiento hidrológico a paso diario a nivel nacional
TRANSCRIPT
Harold Llauca, MSc.Subdirección de Estudios e Investigaciones Hidrológicas (SEH)
Karen León, MSc.Subdirección de Predicción Hidrológica (SPH)
Estudio:Modelamiento Hidrológico a paso Diario a Nivel Nacional
Sistema de ObservacióN de InundaCiones Potenciales del Senamhi (SONICS)
Evolución del Producto SONICSSONICSv1.0
SONICSv2.0
SONICSv3.0
● Basado en umbrales de precipitación.
● Precipitación antecedente [mm]● Basado en umbrales de
precipitación + pérdidas (CN).● Precipitación efectiva [mm]
● Basado en umbrales de caudales máximos.
● Transformación P-Q.● Caudales simulados [m3/s]
OBJETIVO:Monitorear potenciales inundaciones a nivel nacional.
Figura tomada de: https://thewatershedproject.org/
Área de EstudioSubcuencas a nivel nacional
(incluido transfronterizas)
Vertientes Hidrográficas:PacíficoTiticacaAtlántico
11,913Subcuencas y tramos de río
Información cortesía del programa SERVIR Amazonía
Metodología
1Reco
pilació
n de Datos
Datos grill
ados de P y
PET del producto
PISCO. Varia
bles fisio
gráficas y
clim
áticas a
nivel n
acional.
2Regionaliz
ación H
idrológica
Cálculo de Disi
militud e Id
entifica
ción de
cuenca
s donantes y
rece
ptoras.
3Modelació
n Hidrológica
Calibració
n y
valid
ación
del modelo
conce
ptual ARNO/V
IC + R
APID. Generació
n
de serie
s diaria
s de ca
udales a nive
l
nacional. 4
Generación de SONIC
S
Ajuste de CDF de ca
udales máx.
anuales a
distrib
ución te
órica. C
álculo de umbrales d
e
caudales b
asados e
n periodos d
e retorno de
2.33, 5 y
10 años.
Información Climática
Producto PISCO(SENAMHI)
P & PETResolución de 0.10º x 0.10º
Versión estable: 1981-2016Versión operativa: 1981 - actualidad
Dataset P y PET a nivel de subcuencasPeriodo: 01/01/1980 - 31/03/2020.
PISCO precipitation dataset (Aybar et al., 2019)
http://iridl.ldeo.columbia.edu/SOURCES/.SENAMHI/.HSR/.PISCO/
Información Hidrológica
43Estaciones hidrométricas a nivel nacional.
Regionalización Hidrológica basada en similitud
Fracción de
Cobertura de Bosque[Hansen et
al., 2013] (30m)
PendienteCalculado a partir de HydroSHE
D SRTM (450m)
Contenido de arcilla
SOILGRIDS 2020 (250m)
Promedio entre 0-100 cm de suelo
Precipitación media anual
PISCO Operativo
(0.1°)1981-2016
PET media anualPET
Hargreaves (0.1°)
1981-2016
Índice de Aridez
AI=PET/PValores
truncados en 10
Temperatura media anual
PISCO v1.1 (0.1°)
1981-2016
Índice de disimilitud:
Adaptado de Beck et al. (2016)
07Características climáticas y fisiográficas más relevantes
122 Zonas de parámetros
Modelo Hidrológico a Nivel Nacional
Framework for Understanding Structural Errors (FUSE)
Routing Application for Parallel computation of Discharge (RAPID)
Clark et al. (2008)
Simular el volumen de escorrentía a la salida de cada subcuenca a nivel nacional. Se seleccionó el modelo ARNO/VIC
11,913Subcuencas y tramos de río
David et al. (2011)
Simular caudales diarios en cada tramo
de río de la red hidrográfica nacional
Tomado de David (2015)
Desempeño del modelo ARNO/VIC + RAPID
Respuesta a flujos altos
Desempeño del modelo ARNO/VIC + RAPID
Error del volumen total de escorrentía
Caudales diarios simulados a nivel nacional
11,913 series de tiempo a Nivel
NacionalSalidas actualizadas diariamente
Umbrales de caudales simulados
Paso 2: Serie de Máximos Anuales
Paso 3: Ajuste CDF - GEV
Paso 1: Serie diaria simulada
Estim
ació
n de
Um
bral
esTr 10 años → Rojo → Peligro ExtremoTr 5 años → Naranja → Peligro Fuerte
Tr 2.33 años → Amarilo → Peligro Moderado
Niveles de Peligro según RM Nº
049-2020-PCM
Estimación de umbrales en
11913 tramos de río a Nivel
Nacional
Modelo operativo: Updating
Modelo ARNO-VICPlataforma
FUSEPISCOp Operativo 10Km [mm]
ET clim [mm]
Muskingum -Plataforma
RAPID
Runoff [m3]
Streamflow [m3/s]
Cálculo promedio
areal P y ET areal [mm]
Data grillada
Subcuencas
Subcuencas
Tramos de río
Generación SONICSv3.0
Umbrales de caudal simulados
Tramos de río
Nivel de peligro
Día de ayer
Modelo operativo: Forecasting
Modelo ARNO-VICPlataforma
FUSEETA SENAMHI 22Km
ET clim [mm]
Muskingum -Plataforma
RAPID
Runoff [m3]
Streamflow [m3/s]
Cálculo promedio
areal P y ET areal [mm]
Data grillada
Subcuencas
Subcuencas
Tramos de río
Generación SONICSv3.0
Umbrales de caudal simulados
Tramos de río
Nivel de peligro
+3 días
Cond. iniciales del updating
Producto SONICSv3.0
El producto puede ser descargado en formato PNG y
Shapefile
https://www.senamhi.gob.pe/?p=observacion-de-inundaciones
Comentarios Finales
❏ Se implementó satisfactoriamente el modelo hidrológico acoplado ARNO/VIC+RAPID para simular caudales diarios en 11913 tramos de río a nivel nacional para el periodo 01/01/1981-actualidad, empleando los datos operativos del producto PISCO.
❏ Se ajustó la CDF de caudales máximos anuales (1981-2018) a la distribución teórica General Extreme Values (GEV), y se calcularon umbrales de inundaciones para periodos de retorno de 2.33, 5 y 10 años en cada uno de los 11913 tramos de río a nivel nacional.
❏ El modelo hidrológico operativo (updating + forecasting) sumado a los umbrales de inundaciones permiten la generación diaria del producto SONICSv3.0, el cual tiene la finalidad de monitorear potenciales inundaciones a nivel nacional.
❏ El producto SONICsv3.0 se encuentra publicado en el portal institucional del SENAMHI, en esta primera etapa como producto experimental.
