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Actividad 3: Elaboración de un Plan de

Emergencia de riesgo por inundaciones.

Acción 3: Diseño de una propuesta para la implantación de un

Sistema de Ayuda a la Decisión (SAD).

Documento V1.0 De las acciones de la Fundación

Fidias correspondientes a la actividad 3 de PRAVEMA

Página I

ÍNDICE

1. Introducción. ................................................................................. 1

2. Sistema de Ayuda a la Decisión. Introducción. ............................................. 2

3. Objetivos de un Sistema de Ayuda a la Decisión. .......................................... 4

4. Arquitectura básica de un Sistema de Ayuda a la Decisión. .............................. 4

5. Ciclo de desarrollo. ........................................................................ 10

5.1. Calibración de los modelos. Cartografía. ................................................. 12

6. Análisis de los Sistemas de Ayuda a la decisión en España. ............................. 12

6.1. Sistemas Automáticos de Información Hidrológica en España. (SAIH) ................. 13

6.1.1. Sistemas Automáticos de Información Hidrológica de las Cuencas Mediterráneas

Andaluzas. (SAIH- Sur) ................................................................................... 14

6.2. Sistemas de Ayuda a la Decisión. (SAD) .................................................. 17

6.2.1. Confederación Hidrográfica del Guadalquivir. ........................................... 17

6.2.2. Confederación Hidrográfica del Júcar. ................................................... 18

6.2.3. Confederación Hidrográfica del Ebro. .................................................... 18

7. Sistema Automático de la Cuenca del Río Loukkos y complementación del mismo ... 23

7.1. Equipements d’acquisition des données. ................................................ 23

7.1.1. Sonde radar. ............................................................................... 23

7.1.2. Sonde piézométrique. ..................................................................... 24

7.1.3. Pluviomètre à bascule. .................................................................... 24

7.2. Equipements de traitement des données. ............................................... 24

7.2.1. Automate programable. ................................................................... 24

7.2.2. Centre de contrôle. ........................................................................ 24

Página II

7.3. Equipements de transmission. ............................................................ 25

7.3.1. Emetteur-récepteur. ...................................................................... 25

7.3.2. Antenne. ................................................................................... 25

7.4. Ensemble des équipements. .............................................................. 25

7.5. Recomendaciones para complementar el Sistema en la Cuenca del Río Loukkos. .... 27

7.5.1. Sensores recomendados. ................................................................. 27

7.5.2. Topología de las redes. .................................................................... 29

7.5.2.1. Red de previsión y alarma en Avenidas. .................................................. 29

7.5.2.2. Red de Gestión del Sistema hidráulico. .................................................. 31

7.5.2.2.1. A. Medición de variables hidráulicas e hidrológicas. .................................... 31

7.5.2.2.2. B. Medición de variables climáticas y ambientales ...................................... 34

7.5.2.3. Puntos de concentración / Centros de explotación. ..................................... 34

7.5.2.3.1. Centro de proceso. ........................................................................ 34

7.5.2.4. Las redes de telecomunicación. .......................................................... 36

8. Sistema de Ayuda a la Decisión. Subsistemas que se deben considerar. ............... 38

8.1. Interfaz SAIH-SAD y SAD-SAIH. ............................................................ 38

8.2. Comunicación con los servicios meteorológicos. ........................................ 38

8.3. Generador de maniobras de explotación. ................................................ 38

8.4. Simulador principal del Sistema. .......................................................... 38

8.4.1. Funcionalidades principales del Sistema. ................................................ 39

8.4.1.1. Definición de una sesión de trabajo. ..................................................... 39

8.4.1.2. Carga de datos observados. ............................................................... 39

8.4.1.3. Carga de previsiones meteorológicas. .................................................... 40

Página III

8.4.1.4. Ejecución de modelos hidrológicos. ...................................................... 40

8.4.1.5. Definición y gestión de diferentes hipótesis: Gestor de maniobras de explotación. .. 40

8.4.1.6. Ejecución de los modelos hidrodinámicos. ............................................... 40

8.4.1.7. Visualización gráfica de datos de entrada. ............................................... 41

8.4.1.8. Visualización de resultados. ............................................................... 42

8.4.1.9. Selección de hipótesis definitiva asociada a una determinada sesión de trabajo. ..... 43

8.4.1.10. Gestión de sesiones históricas. ........................................................... 43

9. Modelos del Sistema SAIH - SAD. ......................................................... 44

9.1. Modelos hidrológicos. ..................................................................... 47

9.2. Modelos de propagación. ................................................................. 48

9.3. Modelos de operación de embalses. ..................................................... 49

9.4. Modelos de predicción. ................................................................... 49

9.5. Modelo de gestión de recursos hídricos y calidad del agua. ............................ 49

9.6. Visor de GIS. ............................................................................... 50

9.7. Calibración de los modelos. ............................................................... 52

10. Aviso a la población en situación de emergencia ........................................ 53

10.1. Niveles de alerta ........................................................................... 53

10.2. Prestaciones y funciones mínimas que debe tener el software de Telecontrol de

las Sirenas. 55

10.3. Comunicaciones ........................................................................... 58

10.3.1. Introducción ..................................................................................................... 58

10.3.2. Sistema de aviso a la población ................................................................................. 58

11. Conclusión. ................................................................................. 61

Página IV

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Système de télémesure hydrologique du bassin du Loukkos. 25

Tabla 2: Sistemas de comunicación propuestos. 27

Tabla 3: Sensores del Sistema. 29

Tabla 4: Niveles de alerta, estación de aforo de M’risa. 54

Tabla 5: Sistemas de comunicación propuestos. 58

Tabla 6: Núcleos urbanos en los que se debe disponer sistema de alerta. 59

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Evolución del Caudal. 4

Figura 2. Componentes principales de un SAT/SAD. 5

Figura 3. Arquitectura básica del SAD. 10

Figura 4. Ciclo de desarrollo. 11

Figura 5. Estado de implantación de los distintos SAIH en España. 14

Figura 6. Estaciones del SAIH de la Cuencas Mediterráneas Andaluzas. 15

Figura 7. Panel sinóptico con pantalla video wall incorporada, instalados en el Centro de Control del SAIH

en Málaga. 16

Figura 8. Calado y área inundada por el Río Guadalhorce a su paso por la Estación de Cártama. 17

Figura 9. Aspecto inicial del simulador principal del SAD de la Cuenca del Guadalquivir. 18

Figura 10. Aspecto inicial del simulador principal del SAD de la Cuenca del Ebro. 19

Figura 11. Diagrama funcional del simulador principal del Sistema. 20

Figura 12. Aspecto Gestión de hipótesis: gráfica inicial de embalses. 21

Figura 13. Modelos utilizados en el SAD del Ebro. 21

Figura 14. FEWS-Cuencas-Modelos. 22

Figura 15. Caudales de la Avenida de 2007, en el Ebro. 23

Figura 16. Système de télémesure hydrologique du bassin du Loukkos. 26

Figura 17. Centro de proceso de la Cuenca Hidrográfica del Guadalquivir. 35

Figura 18. Esquemas básicos de redes. 36

Figura 19. Pantalla de Configuración del SAD. 39

Figura 20. Corrección del Caudal simulado a partir del caudal observado. 41

Página V

Figura 21. Pantalla de ejemplo de representación, en forma de mapa, de la precipitación observada en la

Cuenca. 42

Figura 22. Pantalla de ejemplo de presentación conjunta de resultados obtenidos de dos hipótesis

seleccionadas. 42

Figura 23. Pantalla de ejemplo de Gestión de sesiones. 43

Figura 24. Pantalla de ejemplo del esquema de la aplicación FEWS. 45

Figura 25. Modelización hidrológica. 48

Figura 26. Ejemplo de visualización de la zona inundable para una hipótesis seleccionada. 51

Figura 27. Ejemplo de visualización conjunta de series de precipitación, caudal y calado de un tramo de río.

51

Figura 28. Niveles de alerta meteorológica. 53

Figura 29. Estaciones pluviométricas. 54

Figura 30. Sistema de activación y supervisión de sirenas. 55

Figura 31. Ejemplo de informe de estado detallado de sirenas 57

Figura 32. Principales núcleos urbanos afectados por las avenidas. 60

Figura 33. Ejemplo de torre autosoportada de 12 metros con sistema de alerta acústica. 61

1. Introducción.

El presente documento presenta los trabajos realizados para el desarrollo de la “Actividad 3:

Elaboración de un Plan de Emergencia ante situación de riesgo por inundaciones” del

Programa de Cooperación Transfronteriza en Materia de Prevención contra Avenidas e

Inundaciones en la Zona Norte de Marruecos (PRAVEMA), perteneciente al Programa de

Cooperación Transfronteriza España-Frontera Exterior (POCTEFEX), financiado por el Fondo

Europeo de Desarrollo Regional de la Unión Europea.

En la realización del proyecto Pravema intervienen los socios: Secretaría de Medio Ambiente y

Agua (Junta de Andalucía), Fundación Centa y Fundación Ayesa. Para la realización del

proyecto se presentó una candidatura al Programa POCTEFEX, la cual fue aprobada a finales

del año 2011, y cuya primera actividad ha dado inicio el día 15 de marzo de 2012. En el

partenariado también se incluyó un socio representante del territorio marroquí, en este caso

fue la Agencia de la Cuenca Hidráulica del río Loukkos (ABHL), gestora de la cuenca

hidrográfica donde se centrará el estudio.

Más concretamente, este documento desarrolla la Acción nº 3 de esta tercera actividad

denominada “Diseño de una propuesta para la implantación de un Sistema de Ayuda a la

Decición (SAD)”, realizada por la Fundación Ayesa. Es decir se expondrán los elementos

básicos que deben ser considerados para el futuro desarrollo de un Sistema de Ayuda a la

Decisión en la Cuenca del río Loukkos.

Como parte de esta acción se ha realizado un primer análisis de los distintos SAD

implementados con éxito en distintas cuencas hidrográficas de España.

Es aconsejable disponer previamente de un sistema de información hidrológico avanzado que

proporcione datos actualizados y precisos sobre el caudal de los ríos y el nivel de los embalses

que pudiese afectar a la población. El Sistema Automático de Información Hidrológica (SAIH),

garantiza este flujo de información y ya ha demostrado en numerosas cuencas de diferentes

países, su eficacia tanto en épocas de sequía como frente a grandes inundaciones. Cuando

dicho SAIH esté operativo y a pleno rendimiento, en el mismo se implantará el

correspondiente Sistema de Ayuda a la Decisión.

En primer lugar se identifican las principales zonas en las que se deban de instalar sensores

para activar alarmas por riesgo de inundabilidad, basándonos en la previa identificación de las

principales zonas inundables de la Zona de Estudio, determinadas en la Actividad 2

“Ordenación de los usos del territorio en el ámbito del mayor riesgo”.

Seguidamente se realiza una selección de los distintos modelos conjuntos de simulación

hidrológica e hidráulica, que puedan ser alimentados en tiempo real con los datos de las

estaciones automáticas.

Finalmente se propone un sistema con capacidad de integración y de gestión conjunta de la

información, de tal modo que sirva de soporte para activar alertas hidrológicas y ayudar a la

toma de decisiones que reduzcan el riesgo de daños personales, materiales y

medioambientales.

2. Sistema de Ayuda a la Decisión. Introducción.

Las sequías y las inundaciones son los fenómenos naturales adversos más frecuentes y

extendidos a nivel mundial, provocando cada año cuantiosas pérdidas materiales y numerosas

víctimas mortales (Naciones Unidas, 2011). Tradicionalmente esta amenaza se ha abordado

mediante la ejecución de obras de regulación y de defensa de tipo estructural, bien con el

objeto de aumentar la reserva de recursos hídricos o reducir los caudales punta circulantes en

un determinado tramo mediante embalses de laminación o conducciones de by-pass o bien

incrementar la capacidad hidráulica del cauce mediante canalizaciones, o también mediante

diques de contención para la defensa de zonas en riesgo.

Las anteriores soluciones estructurales son válidas para reducir el riesgo en una determinada

zona, pero presentan los siguientes inconvenientes:

• Coste, en numerosas ocasiones, excesivo.

• Elevado plazo de ejecución.

• Impacto en el ecosistema fluvial.

• Contraproducente efecto educativo sobre la población, tendente a perpetuar políticas

de ocupación de llanuras aluviales insostenibles a largo plazo.

Las autoridades hidráulicas a nivel mundial, conscientes de esta problemática, están optando

cada vez más por impulsar otro tipo de medidas no estructurales (Simonovic, 2002):

• Modificación de legislaciones urbanísticas.

• La potenciación de seguros.

• Implantación de los denominados Sistemas de Alerta Temprana (SAT).

• Implantación de Sistemas de Ayuda a la Decisión (SAD) en avenidas.

Estos últimos SAT y SAD suponen además la única solución con una importante componente

activa, dado que su objetivo último es adelantarse a la ocurrencia de las crecidas (Ahmad y

Simonovic, 2006), emitiendo alertas o incluso operando embalses de forma que, por un lado,

los servicios de emergencias consigan mitigar los futuros daños mediante evacuaciones

preventivas y actuaciones de refuerzo temporal de riberas, y por otro lado las autoridades

hidráulicas consigan reducir los caudales circulantes en tramos fluviales regulados mediante

sueltas preventivas que incrementen los resguardos disponibles para laminación en los

embalses.

Las principales ventajas de los sistemas (SAT/SAD) frente a las soluciones estructurales son:

• Pequeña inversión frente a los daños potenciales.

• Reducido plazo de implantación.

• Impacto ambiental prácticamente nulo.

• Un ámbito de aplicación amplio.

En consecuencia, se caracterizan por un ratio coste/beneficio muy favorable, lo que les

convierte en una opción muy deseable para abordar de manera global el problema de las

inundaciones a nivel de cuenca o región.

La Cuenca Mediterránea y concretamente Marruecos, se caracterizan por una climatología y

orografía particulares que le confieren un régimen pluviométrico muy irregular, tanto espacial

como temporalmente. Una de las características más importantes de su territorio, desde el

punto de vista hidrológico, es su variabilidad y vulnerabilidad, pasándose de situaciones de

sequía severa a extensas inundaciones. Estas circunstancias, junto con la tradicional manera de

enfocar el problema mediante soluciones estructurales, comentado con anterioridad, ha

supuesto el desarrollo de una importante serie de infraestructuras hidráulicas con el fin de

tratar de paliar los efectos catastróficos de las situaciones hidrológicas extremas

anteriormente descritas. Esto junto con los avances experimentados en las últimas décadas en

el campo de las telecomunicaciones e informática, hacen que sea el momento adecuado para

desarrollar los sistemas SAT/SAD.

En el presente documento se plantearán las principales cuestiones que se deben de considerar

para la implantación de un sistema SAT/SAD en la cuenca del río Loukkos.

3. Objetivos de un Sistema de Ayuda a la Decisión.

El Sistema debe ser capaz de prever, con suficiente antelación, los caudales de avenida que

vayan a producirse en un futuro inmediato, a lo largo de los diferentes cauces comprendidos

en la Cuenca del Loukkos, permitiendo a los Técnicos de la Agencia de la Cuenca Hidráulica del

Loukkos (ABHL) comparar dichas previsiones con valores umbrales asociados a una red de

control ubicada en puntos estratégicos, cuya superación implicará una serie de consecuencias

para la población, permitirá también a los técnicos simular las maniobras de explotación más

adecuadas en las infraestructuras de regulación existentes que minimicen en lo posible los

efectos perniciosos de tales avenidas. Igualmente, deberá permitir, con suficiente antelación,

difundir las alertas necesarias a todos los organismos competentes en la materia y a la

población afectada.

Figura 1. Evolución del Caudal.

4. Arquitectura básica de un Sistema de Ayuda a la Decisión.

En primer lugar se requiere de un conocimiento exhaustivo de la hidrología de la cuenca, que

permita disponer en cualquier momento de una imagen precisa de su situación actual y de su

historia más reciente. Esta información es básica para poder, tanto establecer la superación de

umbrales como ajustar modelos matemáticos de simulación a emplear en la fase de

predicción.

Modelos matemáticos Predicción hidrológica

SAT/SAD INTERFACE

Superacióndeumbrales

Base de datos

Comunicación externa

Datos hidrometeorológicos en tiempo real/ Radar

Previsión meteorológica

Figura 2. Componentes principales de un SAT/SAD.

Por tanto se debe de disponer de una red de seguimiento en tiempo real compuesta al menos

por:

• Estaciones meteorológicas que controlen las precipitaciones registradas y la evolución

de la temperatura.

• Estaciones de aforo que controlen la evolución de los caudales circulantes a través de la

aplicación de curvas de gasto correctamente calibradas a las lecturas de nivel de agua

en determinadas secciones hidráulicas.

• Estaciones limnimétricas en los embalses existentes, cuyo registro pueda ser

transformado en volumen almacenado y sueltas por aliviaderos y otros órganos de

desagüe.

• La red puede completarse adicionalmente con:

• En caso necesario, la red anterior puede completarse con evaporímetros que

midan la capacidad de la cobertura vegetal de extraer humedad del suelo, y

lisímetros que proporcionen medidas directas del grado de humectación del

suelo.

• Adicionalmente, resulta recomendable disponer de campos espaciales de

precipitación obtenidos a partir de imágenes de radar meteorológico mediante

la correspondiente conversión de reflectividad en lluvia. Con su concurso se

consiguen suplir las carencias siempre presentes en la distribución geográfica

de cualquier red pluviométrica, posibilitando conocer con exactitud la variable

más determinante en la simulación hidrológica de una crecida.

Toda esta información hidrometeorológica debe ser procesada antes de su empleo.

Usualmente el tratamiento de los datos incluye labores de validación automática para la

detección de valores anómalos, el completado de lagunas en la información y la interpolación

espacial de la misma. Las series temporales resultantes deber ser convenientemente

almacenadas en una base de datos dedicada que facilite su consulta a posteriori y su

exportación a distintos formatos de intercambio.

El segundo gran componente de los SAT/SAD son los modelos de simulación hidrológica, que

deben ser capaces de representar de manera adecuada la realidad para, partiendo de la

información meteorológica, estimar los caudales circulantes en todos los puntos de interés.

Durante el periodo de observación histórica, los modelos hidrológicos se alimentan de datos

de precipitación y evapotranspiración, derivada ésta de la temperatura o medida

directamente, y en ocasiones de temperatura. Sus resultados son comparados con lecturas de

caudal en los puntos de control, pudiéndose proceder a su ajuste si se detectan desviaciones

importantes. Por motivos operativos es aconsejable limitar esta ajuste en tiempo real a

algoritmos matemáticos de corrección del error, que caractericen la naturaleza de las

diferencias observadas y apliquen la naturaleza de las diferencias observadas a las tendencias

establecidas en el periodo de predicción, se deben de minimizar las posibles diferencias entre

realidad y simulación, aspecto que se consigue efectuando una calibración previa de los

modelos matemáticos para un conjunto representativo de eventos históricos.

Dado el objetivo de cálculo, no resulta deseable la aplicación de modelos de evento, pues los

algoritmos para la simulación de la infiltración que incorporan, como el número de curva del

SCS o la formulación de Horton, necesitan establecer a priori la condición de humedad inicial,

lo que resulta muy complicado, y no permite la descarga del suelo tras un periodo de lluvia,

invalidando su empleo en tormentas con una distribución temporal compleja o relativamente

larga. Por el contrario, los modelos de simulación continua, bien conceptuales tipo tanque o

bien físicamente basados, se adaptan bien a las necesidades de los SAT/SAD, permitiendo

simular de forma completa la fase terrestre del ciclo hidrológico, en especial los ciclos de

humectación/drenaje de la capa superior del suelo y de carga/descarga de acuíferos. De esta

forma, no se requiere definir la condición hidrológica de partida de cada evento, sino que ésta

es calculada por el propio modelo en cada instante y mantenida a lo largo del tiempo en

espera de la llegada de las precipitaciones.

Otra decisión importante a la hora de escoger los modelos hidrológicos a aplicar es el tipo de

tratamiento que ofrecen para considerar la variabilidad espacial tanto de las variables

meteorológicas como de las propiedades hidrológicas del territorio.

1. Por un lado, los modelos agregados suponen el promediado a nivel de cuenca o

subcuenca de variables y parámetros, lo que disminuye su representatividad y limita la

obtención de caudales a los puntos de integración. Como contrapartida resultan de

fácil confección y calibración, y presentan gran agilidad de cálculo, por lo que resultan

indicados si se desean obtener resultados rápidos en cuencas de gran tamaño.

2. Por otro lado, los modelos distribuidos reducen la escala de trabajo a nivel de celda, con

un tamaño escogido por el usuario. De esta forma permiten incorporar las diferencias

de comportamiento dentro de una cuenca en función de los cambios en la cobertura

vegetal, la orografía, el tipo de suelo o el tipo de sustrato rocoso. Además, resultan

indicados cuando existen diferencias importantes en la distribución de las

precipitaciones, pues son capaces de alimentarse de campos de lluvias obtenidos por

interpolación espacial de pluviómetros, por observación en radar meteorológico o por

la combinación de ambos. Su elaboración requiere de un mejor conocimiento del

territorio y es más compleja, al igual que su calibración. Sin embargo, si recogen de

manera precisa la variación espacial de los principales parámetros que intervienen en

la generación de escorrentía, como por ejemplo la capacidad de campo o la

conductividad hidráulica, y su comportamiento es ajustado satisfactoriamente en

distintos puntos de control de una cuenca, permitiendo la obtención de caudales en

otros puntos del territorio con una grado de fiabilidad elevado.

Los modelos hidrológicos deben de incorporar también algoritmos de laminación. Estos

algoritmos deben ser lo más flexibles posible, dado que deben de permitir establecer

estrategias complejas de explotación de sus órganos de desagüe, como las usualmente

aplicadas a la realidad. Este hecho obliga en ocasiones a programar soluciones particulares no

contempladas en los paquetes comerciales. Por último, se debe valorar la necesidad de que los

modelos permitan la simulación completa de la traslación de la onda de avenida en cauce,

pues en ocasiones las aproximaciones a las ecuaciones de Saint-Venant, como la onda

cinemática o el método de Muskingum, no son suficientes para reflejar la capacidad de

laminación de las llanuras de inundación.

En cualquier caso se quiere recalcar los beneficios derivados de una calibración exhaustiva de

estos modelos, incluyendo un número importante de eventos históricos y de distinta

naturaleza, como mejor garantía de la calidad de las predicciones finalmente obtenidas. Así, en

la medida que se consiga con un mismo conjunto de parámetros representar diferentes

situaciones, aumentarán las posibilidades de disponer de una estimación certera de los

caudales asociados a un evento futuro y desconocido.

Una vez que se disponen de modelos hidrológicos fiables y de información en tiempo real para

alimentarlos, el tercer requerimiento de los SAT/SAD son las previsiones meteorológicas, que

pueden ser de distintos tipos:

1. Procedentes de modelos climáticos numéricos regionales anidados en otros de mayor

escala. Suelen comprender varios días y poseen las incertidumbres usuales de las

modelizaciones matemáticas, en este caso incrementadas por la complejidad de los

fenómenos atmosféricos.

2. Derivadas de proyecciones de datos radar en función de los vientos dominantes. Sólo

alcanzan varias horas y requieren un periodo de ajuste importante hasta alcanzar

resultados confiables.

En ambos casos y partiendo de la situación hidrológica actual, estas previsiones permiten

alimentar a los modelos hidrológicos y establecer la evolución probable de caudales

circulantes. Dado que esta componente es la principal causa de error en las predicciones

hidrológicas, se puede incorporar a los SAT/SAD las previsiones meteorológicas de varios

modelos o las procedentes de un mismo modelo al que se añaden pequeñas perturbaciones de

las condiciones iniciales. El conjunto de estas previsiones permitirá obtener distintos valores

de caudal en diferentes horizontes temporales, lo que posibilitará la definición de su

probabilidad en función de su grado de dispersión.

Asimismo, resulta aconsejable que los sistemas permitan a los operadores definir escenarios

de precipitación particularizados, del tipo que pasaría si, con los que se pueden testar las

consecuencias de la ocurrencia de determinados valores de precipitación a corto plazo. Estos

escenarios pueden englobar también diferentes estrategias de sueltas en embalses, de forma

que se pueda establecer la operativa óptima de los mismos para limitar los posibles daños

agua abajo.

El último componente de los SAT/SAD está formado por las consecuencias asociadas a la

ocurrencia de un determinado caudal, es decir, por la magnitud y ubicación de los daños

esperables. Una alternativa para incorporar este aspecto es la simulación hidráulica en tiempo

real del tránsito de los caudales previstos a partir de la caracterización geométrica de los

tramos de interés. Esto permitirá conocer la evolución temporal de la zona inundable en las

próximas horas/días, que superpuesta sobre una cartografía de daños en la que se identifiquen

los elementos vulnerables, proporcionaría una información vital a los servicios de emergencia

para iniciar las medidas de mitigación oportunas. Sin embargo, las elevadas exigencias

computacionales de las simulaciones hidráulicas, desaconsejan en la mayoría de los casos esta

forma de proceder en cuencas relativamente grandes. Una posibilidad más realista es la

definición de varios umbrales de alarma asociados a un punto de control. Estos umbrales

pueden corresponder a caudales cuya ocurrencia supondría la inundación de determinados

elementos o áreas, y que a estos efectos deben ser calculados a priori. De esta manera se

facilita la gestión hidrológica en tiempo real de una región o cuenca extensa en la que existan

numerosos puntos conflictivos, pues en cada instante se puede conocer en qué zonas y cuándo

se prevé la superación del umbral de inicio de daños.

Como ha quedado de manifiesto anteriormente, las operaciones requeridas para efectuar una

predicción hidrológica no son complejas, pero si repetitivas y numerosas. Además implican el

traspaso de una gran cantidad de información, lo que siempre es fuente de posibles errores.

En consecuencia son susceptibles de automatización, lo que redundará en una mayor agilidad

y fiabilidad, permitiendo disponer de un mayor tiempo para el análisis y el desarrollo de

actuaciones de protección.

Debido a esto, los SAT/SAD se deben articular alrededor de paquetes informáticos de los que

existen varias opciones en el mercado. Estos programas, a los que denominaremos gestores de

eventos, pueden ser configurados mediante la definición de distintos flujos de trabajo en

función de las necesidades específicas de cada caso, pero en general presentan la siguiente

estructura:

• La red hidrometeorológica y el radar meteorológico captan el estado actual de la cuenca

y lo envían vía radio, GSM/GPRS, satélite u otros al Centro de Control. Se recomienda

establecer formas de comunicación redundantes y lo más seguras posibles, incluso en

caso de situaciones extremas.

• La información es importada por el gestor de eventos desde sus formatos nativos en un

intervalo prefijado, procediéndose posteriormente a su tratamiento y validación,

quedando finalmente almacenada en una base de datos externa y enviándose en los

formatos requeridos a los modelos hidrológicos.

• Los organismos/agencias meteorológicas envían sus previsiones al Centro de Control. El

gestor de eventos las importa, procesa y envía a los modelos hidrológicos.

• Con una frecuencia predeterminada o a petición del usuario, el gestor de eventos

ejecuta todos los modelos hidrológicos disponibles. Los resultados en el periodo

histórico son comparados con la realidad y se precede al ajuste de la función error.

Esta función es aplicada al periodo de predicción y se obtiene la evolución futura de

los caudales en los puntos de interés.

• El gestor de eventos compara la predicción con los umbrales establecidos. En caso de

superación emite las correspondientes alarmas, pudiéndose proceder al envío de

avisos vía correo electrónico, WEB, o SMS.

• El estado hidrológico de la cuenca simulado por los modelos para el momento actual es

almacenado y servirá de inicio para simulaciones futuras.

Los requerimientos informáticos para desarrollar estas tareas suelen ser elevados, por lo que

se recomienda implantar el sistema en servidores dedicados y con alimentación de energía

asegurada en caso de caída de la red eléctrica. A dichos servidores pueden conectarse PCS

clientes con los que los operadores pueden acceder a la información recibida y a los resultados

generados, que son compartidos por todos. Asimismo, pueden efectuar pruebas en modo local

y publicar los resultados en el servidor en caso de ser validados. En la figura adjunta se

muestra un esquema de la arquitectura básica del SAD.

Bases de Datos

RED SAIH - SAICA Datos tiempo real

Predicción

Proceso

- Chequeo datos - Cálculo - Interpolación

Modelos

- Hidrológicos - Hidraúlicos - Gestión - Calidad

Maniobras embalses / Acciones

GIS

- Mapa Inundación - Calidad

ALERTAS PREVISIONES

INTERFASE

Figura 3. Arquitectura básica del SAD.

5. Ciclo de desarrollo.

Gutknetch, D.K. (1991) propone una metodología de construcción de modelos basada en la

consideración de las diferencias observadas entre la teoría y práctica de los modelos de

predicción hidrológica, caracterizada por:

• Una implicación del usuario en la construcción del modelo (construcción del modelo

interactiva).

• Un uso extensivo de algoritmos recursivos, no sólo para la actualización de las

predicciones en tiempo real, sino también para obtener información del

comportamiento del modelo y de la precisión de los datos (construcción de modelos

iterativa).

• Aplicación de modelos bayesianos para el procesamiento de incertidumbres del modelo

y de los datos.

Lo que aquí se propone es el seguimiento de un proceso continuo y cíclico de desarrollo y

utilización de herramientas de ayuda a la decisión.

En primer lugar, se considera oportuno distinguir tres agentes implicados: el desarrollador

informático, el modelador y el usuario final (sujeto predictor y decisor). Estos agentes actuarán

en ocasiones en solitario en algunas de las subfases o subprocesos que se diferencian, y en

otras en necesaria coordinación con al menos uno de los otros agentes. Cada vuelta de ciclo,

que partirá de un estudio de la problemática, tendrá como objetivo que el usuario final alcance

la situación de funcionamiento autónomo con el apoyo de las herramientas desarrolladas.

Con este ciclo se pretende lograr el ajuste de las herramientas al problema real, facilitando la

integración de las mismas en la organización, compatibilizando puntos de vista muy diferentes

desde su origen.

Estudio de la

problemática

Planificación de

solucionesDiseño

Funcionamiento

autónomoUsuario final Implementación

Modelador

Desarrollador

Seguimiento en

tiempo real

Caracterización

de parámetros

Operación

Desarrollo

Formación y

entrenamiento

Instalación

(integración) e

inicio de

funcionamiento

Pruebas con

datos históricos

Figura 4. Ciclo de desarrollo.

Se propone una primera fase en la que se realizará la implantación y calibración de los

modelos hidrológicos e hidráulicos en un conjunto de cauces o tramos piloto.

A la vez que se trabaja en esos tramos piloto se realizará la implantación y configuración de la

interfaz, de forma que en los primeros meses se pueda disponer de un mini-SAD aplicado a

estas cuenca piloto.

A continuación se comenzará a extender el proceso de calibración de los modelos al resto de la

cuenca y tramos de ríos modelizados.

5.1. Calibración de los modelos. Cartografía.

Una vez establecidos los modelos, deberán ser objeto de calibración/validación con eventos

históricos.

Los elementos dinámicos, tales como líneas de flujo, brazos secundarios, etc., son básicos para

entender cómo va a funcionar la llanura en desbordamientos, y de ahí el interés de recoger la

información de inundaciones pasadas para poder calibrar los modelos. A pesar de que se

calibre el modelo exhaustivamente, se deberá tener en cuenta que cualquier modificación

antrópica producirá una configuración del desbordamiento totalmente distinta. Así por

ejemplo, la construcción de una pequeña mota o defensa puede desviar todo el flujo a la

margen contraria, o aumentar el caudal y la velocidad aguas abajo, lo que a su vez aumentaría

la erosión hídrica y disminuiría el tiempo de llegada de la punta de la avenida. Por todo ello,

convendría actualizar los modelos con los nuevos condicionantes para estimar la peligrosidad

en la nueva situación de la gestión hídrica.

Teniendo en cuenta lo anterior, para la calibración de los modelos habrá que ensayar tanto

con los distintos parámetros que definen el estado hidrológico e hidráulico de la cuenca, como

con los datos de registros de niveles históricos en los cauces. Esta última parte se podrá revisar

bien a partir de las curvas de gasto en las estaciones de aforo, o bien a partir de niveles

registrados en infraestructuras, tales como puentes o azudes, o simplemente en el terreno.

También se debe tener en cuenta que para reconstruir la simulación de avenidas históricas

será necesario contar con la información cartográfica de la época, ya que cualquier

infraestructura reciente o reurbanización de la zona, afectará a los caudales circulantes.

Una vez calibrados los modelos, y a partir de las características propias del modelo cartográfico

en la situación actual o futura que se prevea, se podrá estudiar la propagación de la onda de

cada avenida que se analice, estableciendo en los diferentes puntos de interés que se

consideren, la evolución de caudales, niveles y velocidad del agua en función del tiempo

(análisis dinámico), así como cualquier otra variable de interés.

6. Análisis de los Sistemas de Ayuda a la decisión en España.

Como ha quedado descrito en los apartados anteriores, una primera fase para la obtención de

un Sistema de ayuda a la decisión es tener un conocimiento profundo en tiempo real de la

situación hidrológico/hidráulica de la Cuenca, esto actualmente en España lo proporcionan los

llamados Sistemas Automáticos de Información Hidrológica (SAIH), por lo que en el presente

apartado desarrollaremos cuál es el estado de implantación de dichos SAIH en distintas

Cuencas Hidrográficas españolas, y aquéllas que han completado su desarrollo hasta ser un

Sistema de Ayuda a la Decisión completo.

El SAIH es un sistema interconectado de sensores que mide, entre otros parámetros, el nivel y

caudal en distintos tramos de río, y ofrece esa información de forma instantánea para su

consulta en todo tipo de periféricos, web, teléfonos móviles, etc. El acceso rápido y sencillo a

estos datos permite vigilar el estado de aquellos cursos de agua que pueden afectar a una

ciudad, como Larache o Ksar El Kbir, o los embalses de Makhazine y Dar Khrofa. Precisamente

las alertas tempranas que puedan emitirse por el SAIH durante el inicio de las crecidas,

permitrán a los gestores de la cuenca controlar el flujo de la avenida y reducir el riesgo de

inundaciones catastróficas en los núcleos urbanos, así como mantener sobre aviso a los

responsables de emergencias de las poblaciones afectadas.

6.1. Sistemas Automáticos de Información Hidrológica en España. (SAIH)

Son el resultado de un Programa de la Dirección General del Agua (DGA) del Ministerio de

Medio Ambiente para su desarrollo en todas las cuencas intercomunitarias, iniciado en la

Cuenca Hidrográfica del Júcar en 1983. El SAIH puede definirse como un Sistema de

Información en tiempo real, basado en la captura, transmisión y procesado de los valores

adoptados por las variables hidrometeorológicas e hidráulicas más significativas, en

determinados puntos geográficos de las cuencas hidrográficas.

Proporciona información relativa a los niveles y caudales circulantes por los principales ríos y

afluentes, el nivel y volumen embalsado en las presas, el caudal desaguado por los aliviaderos,

válvulas y compuertas de las mismas, la lluvia en numerosos puntos y los caudales detraídos

por los principales usos del agua en la cuenca.

Cada SAIH funciona de manera autónoma en cada una de las Confederaciones Hidrográficas,

sin perjuicio de que exista, en un futuro, un denominado Centro Nacional con funciones de

seguimiento en tiempo real y estadística.

Por otro lado, a lo largo de los años de su existencia, el programa SAIH ha ido incorporando las

nuevas tecnologías que se han desarrollado en los diversos sectores involucrados, lo que ha

hecho variar el enfoque de algunos de los criterios iniciales de diseño.

Por esta causa, coexisten en la actualidad, por ejemplo, sistemas que transmiten la

información vía radio terrestre, con sistemas que comunican a través del satélite HISPASAT,

puesto en órbita por España en 1992.

Los SAIH se encuentran operativos en prácticamente la totalidad de las Cuencas Hidrográficas

Intercomunitarias de España, es decir, se encuentran operativos en las Confederaciones

Hidrográficas del Júcar, Segura, Guadalquivir, Tajo, Ebro, Guadiana, Miño-Sil, Cantábrico y

Duero).

Cabe reseñar que es un sistema consolidado, que se utiliza con cotidianeidad en las

Confederaciones Hidrográficas y que está considerado muy eficaz tanto para la gestión de los

recursos ordinarios como de los fenómenos extremos, sequías e inundaciones. Se dispone de

protocolos de actuación en esas situaciones y a escala adecuada el ciudadano es informado de

la situación.

Los resultados obtenidos y la confianza en su utilización han provocado que se requiera la

ampliación de los sistemas a nuevas infraestructuras y su integración con otras redes con el

objeto de satisfacer nuevas necesidades. Se está procediendo a la integración del SAIH con el

Sistema Automático de Información de Calidad de las Aguas (SAICA) a nivel de comunicaciones

y de aplicación.

En la figura siguiente se refleja el estado de implementación de los distintos Sistemas de

Información Hidrológica.

Figura 5. Estado de implantación de los distintos SAIH en España.

6.1.1. Sistemas Automáticos de Información Hidrológica de las Cuencas Mediterráneas Andaluzas. (SAIH- Sur)

Con objeto de aportar la mayor y más actualizada información a los presentes trabajos, con

fecha 2 de abril de 2014, se realiza una visita a la oficina de la Dirección General de

Planificación y Participación en la provincia de Málaga, en la que se encuentra el Sistema de

Información Hidrológica de la Cuencas Mediterráneas Andaluzas.

El SAIH-Sur es una red de estaciones remotas distribuidas en toda la superficie de la

Demarcación Hidrográifica de las Cuencas Mediterráneas Andaluzas (aproximadamente 18.000

km2), de forma estratégica, para obtener en tiempo real, vía radio, información de las

incidencias hidrometeorológicas que se produzcqan en cada una de ellas, con el fin de poder

tomar las medidas oportunas, tanto en previsión de avenidas como en explotación de los

recursos hídricos.

Su funcionamiento comenzó en 1991, habiéndolo hecho de forma ininterrumpida desde

entonces.

El uso intensivo del SAIH por los Servicios internos del Organismo, así como su utilidad

comprobada para los Servicios de Protección Civil y la Agencia Estatal de Meteorología, lo ha

convertido en imprescindible para la gestión del agua tanto en situación de normalidad como

en las emergencias de origen hidrometeorológico.

La Red Hidrosur consta de un centenar de Estaciones de Medición, también denominada

Estaciones Remotas o Puntos de Control, dotadas cada una de ellas con el equipamiento

necesario para la adquisición de los datos y su transmisión en tiempo real al Centro de Control.

Las mediciones en las estaciones se efectúan mediante sensores adecuados. Se trata de

mediciones tanto de parámetros hidrometeorológicos (niveles de agua, caudales,

pluviometría, nivometría, estacioens meteorolócias, captadores de posición de compuertas de

los embalses, detectores de tormenta, etc. ..), como de parámetros necesarios para

comprobar el buen funcionamiento y la seguridad de las estaciones (tensión de baterías,

tensión de red, fallo de comunicaciones, apertura de puertas, etc.).

Figura 6. Estaciones del SAIH de la Cuencas Mediterráneas Andaluzas.

El Sistema de comunicaciones está compuesto por una Red Primaria y una Red Secundaria, a

través de las que se envían comandos y peticiones desde el centro de control a todas las

estaciones y se reciben las respuestas (datos, estados, etc.) en el sentido contrario.

Todos los datos procedentes de las estaciones se transmiten al Centro de Control ubicado en el

edificio de la Demarcación Hidrográfica de las Cuencas Mediterráneas Andaluzas, en Málaga.

Allí se reciben, visualizan, analizan y se almacenan los datos procedentes de las estaciones.

Figura 7. Panel sinóptico con pantalla video wall incorporada, instalados en el Centro de Control del SAIH en

Málaga.

Los datos horarios son almacenados y se mantienen en una base de datos de SQL en varios

ordenadores (como medida de seguridad).

Se emplean programas computacionales de simulación hidrológico-hidráulica acoplados a un

Sistema de Información Geográfica (SIG) y conectados a la base de datos, permite obtenerse

en cada instante, la evolución de las áreas inundables en una avenida, según el Modelo Digital

de Elevaciones (MDE) de la Zona.

Figura 8. Calado y área inundada por el Río Guadalhorce a su paso por la Estación de Cártama.

6.2. Sistemas de Ayuda a la Decisión. (SAD)

Tal y como se ha expuesto anteriormente, los SAD son una evolución de los Sistema de Alerta

Hidrológica, esto unido a la actual situación de crisis ha dado lugar a un menor desarrollo de

los Sistemas de Ayuda a la Decisión.

Indicar que en distintas Cuencas existen diversas experiencias que permitirán en un futuro la

implantación de los mismos. Seguidamente se describen tres implantaciones de SAD en

España.

6.2.1. Confederación Hidrográfica del Guadalquivir.

Se realizaron trabajos para la implantación de un Sistema SAD en la Cuenca del Guadalquivir,

que diera aún más valor al SAIH del Guadalquivir, que viene funcionando desde el año 1997.

Dicho SAD, que se realizó a partir de la experiencia del SAD de la Cuenca del Ebro, estuvo

operativo durante algún tiempo, estando en estos momentos en desuso por motivos

presupuestarios. En la actualidad la Cuenca del Guadalquivir se basa en el SAIH y la Previsiones

Meteorológicas que reciben periódicamente, junto con la dilatada experiencia de sus técnicos

para establecer las acciones necesarias, tanto de operación en embalses, como el

establecimiento de Alertas en coordinación con los Servicios de Emergencias, para reducir en

lo posible los daños que puedan provocar las inundaciones.

Figura 9. Aspecto inicial del simulador principal del SAD de la Cuenca del Guadalquivir.

6.2.2. Confederación Hidrográfica del Júcar.

Dicha Confederación también ha realizado trabajos en el sentido de complementar la

información procedente del SAIH. La experiencia se ha realizado en dos Subcuencas, en las que

se ha implementado un modelo hidrológico TETIS en el sistema de predicción de avenidas

DELFT FEWS. La filosofía del entorno utilizado fue el proporcionar una serie de herramientas

que permitieran la integración de cualquier modelo hidrológico o hidráulico de propagación de

avenidas en ríos con disponibilidad de datos hidrometeorológicos y previsiones numéricas a

partir de modelos meteorológicos.

6.2.3. Confederación Hidrográfica del Ebro.

La Cuenca del río Ebro se sitúa en el NE de la Península Ibérica. Ocupa una superficie de 85.362

km2 repartida entre los países de España (99% abarcando 9 comunidades autónomas), Francia

(0,5%) y Andorra (0,5%). La gestión de los recursos hídricos de la Cuenca del Ebro es

competencia de la Confederación Hidrográfica del Ebro (CHE). La CHE dispone de un Sistema

Automático de Información Hidrológica (SAIH), que está formado por una red de estaciones de

control repartidas por toda la cuenca hidrográfica que captan, de forma automática, las

distintas variables hidrometeorológicas e hidráulicas de interés en cada una de ellas y las

transmiten, en tiempo real, al centro de proceso de cuenca situado en Zaragoza. El Sistema de

Ayuda a la Decisión (SAD) surge como una herramienta complementaria al SAIH. Es el más

desarrollado en España para una gran Cuenca. La primera versión se desarrolló ex profeso y se

implementó en el SAIH de la Cuenca del Ebro a finales del año 2002. Desde entonces, a través

del sistema SAD se han venido obteniendo previsiones de caudal en numerosos puntos de su

cuenca, actualizados todos los días. Por otra parte, al sistema inicial se le han ido incorporando

diferentes modificaciones y mejoras, como consecuencia del incremento de fuentes de

información que lo alimentan.

El Sistema de Ayuda a la Decisión frente a inundaciones, comprende un conjunto de modelos y

herramientas informáticas que permiten simular en tiempo real, los caudales de avenida

previsibles en la Cuenca en un futuro inmediato, así como las maniobras de desembalse más

adecuadas en los embalses principales de la misma. Tras la introducción de un conjunto de

modificaciones y mejoras, el Sistema actual puede utilizarse en otras Cuencas, adaptándose a

sus condiciones específicas, como lo demuestra la adaptación que se realizó en el año 2008 a

la Cuenca del Guadalquivir.

Figura 10. Aspecto inicial del simulador principal del SAD de la Cuenca del Ebro.

El entorno utilizado es la aplicación FEWS (Flood Early Warning System) de WL (Delft

Hydraulics), que garantiza la integración con los sistemas actuales a través de interfaces

abiertas, que permiten la incorporación y proceso de la información de medidas y previsiones

provenientes de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET), que puede incorporar

numerosos modelos de diferentes suministradores y facilita la visualización y difusión de las

previsiones realizadas.

El simulador principal incluye diferentes módulos. Su esquema de funcionamiento básico se

representa en la siguiente figura.

Figura 11. Diagrama funcional del simulador principal del Sistema.

Trabaja con dos bases de datos de diferente tipo; la primera se encarga de interactuar con

otros sistemas o fuentes de información (SAIH o servicios meteorológicos, identificada en el

diagrama como Base de Datos de intercambio y cuya estructura y formato puede adaptarse

según las necesidades de la Confederación de que se trate); la segunda, que se encarga del

control de funcionamiento del propio SAD y de almacenar toda la información generada por

éste, identificada en el diagrama como Base de datos SAD y cuya estructura y formato son

fijos.

Su diseño viene condicionado por la posibilidad de simular – y poder comparar- los resultados

obtenidos manejando diferentes maniobras de explotación en embalses, combinadas con

predicciones meteorológicas distintas. Desde ese punto de vista, el denominado Gestor de

hipótesis se alza como la pieza fundamental del simulador. Por otra parte, la inclusión de dicho

módulo lleva aparejada la del Gestor de sesiones de trabajo, encargado de controlar los

conjuntos de hipótesis que pueden compararse entre sí.

Figura 12. Aspecto Gestión de hipótesis: gráfica inicial de embalses.

Dicho entorno facilita la utilización de distintos modelos, como puede verse en la siguiente

figura que representa los utilizados en la Cuenca del Ebro.

Figura 13. Modelos utilizados en el SAD del Ebro.

Esta característica de FEWS de ser tan abierta, ha facilitado su utilización en distintas Cuencas

Hidrográficas en España, utilizando distintos tipos de modelos, como queda reflejado en la

siguiente figura.

Figura 14. FEWS-Cuencas-Modelos.

Desde su puesta en marcha, el SAD del Ebro ha demostrado en numerosas ocasiones su gran

utilidad, como ejemplo en la siguiente figura se muestra la evolución de los caudales en la

gestión de la avenida producida en abril de 2007, en la que se puede observar la importante

reducción que se produjo en los caudales punta.

Figura 15. Caudales de la Avenida de 2007, en el Ebro.

7. Sistema Automático de la Cuenca del Río Loukkos y complementación del mismo

Atendiendo al esquema más general posible, puede decirse que el Sistema SAIH de cada

cuenca hidrográfica capta los datos por medio de distintos dispositivos sensorizados y los

transmite a través de un red de comunicaciones, dentro de un sistema jerarquizado en

dos/tres niveles, estructurado de la forma siguiente: Puntos de control, Puntos de

concentración/explotación y Centro de proceso.

En la actualidad, la ABHL cuenta con un Sistema Automático de captura y transmisión de datos

hidrometeorológicos, que según la información suministrada por la propia Agencia Hidráulica,

consta de:

7.1. Equipements d’acquisition des données.

7.1.1. Sonde radar.

La sonde radar utilisée dans les stations de télémesure de l’oued Martil et de Loukkos est un

capteur radar VEGAPULS, VEGAPULS 62 pour le premier système et VEGAPULS 61 pour le

deuxième, qui a fait ses preuves dans la mesure continue de niveau des fuites. En effet, grâce

à son faible encombrement et à sa grande focalisation de signal, il peut être installé à

proximité de la paroi de bac. Son principe de mesure sans contact le rend totalement

indépendant des conditions météorologiques et le dispense de toute maintenance journalière,

contrairement aux autres types de capteurs. De plus, vous pouvez utiliser son signal niveau

pour générer plusieurs seuils dans un système de conduite centralisé.

7.1.2. Sonde piézométrique.

Cette sonde est immergeable dans l’eau, de la marque Endress + Hauser, elle consiste à

mesurer la pression de l’eau à la profondeur dans laquelle est située. Le capteur piézorésistif

transforme la pression exercée sur lui en une grandeur électrique, enfin un convertisseur la

transforme en une autre grandeur analogique de type 4-20mA.

7.1.3. Pluviomètre à bascule.

C’est un pluviomètre automatique de type KW 3 – 02 de la marque ORTRAT S.L., il mesure la

quantité d’eau de pluie tombée et il envoie un signal à chaque fois que le réservoir reçoit 4

cm3 d’eau de pluie. Le signal d’impulsion est ensuite envoyé jusqu’à l’automate qui sert de

compteur. La quantité de pluie étant directement proportionnelle aux nombres d’impulsions

émises par le pluviomètre (une impulsion pour 2mm/m2).

7.2. Equipements de traitement des données.

7.2.1. Automate programable.

L’automate utilisé dans toutes les stations et de marque Motorola, c’est un appareil électrique

qui permet, comme dans le cas d’une réalisation câblée, de collecter via ces interfaces

d’entrée les informations en provenance des capteurs, des interfaces de dialogue. Ensuite, il

utilise ces informations pour piloter et surveiller en temps réel, via ces interfaces de sorties, le

déroulement du processus. C’est le cerveau de chaque station du réseau de télémesure.

7.2.2. Centre de contrôle.

C’est un serveur de marque HP sur lequel est programmé une base de données dynamique

capable d’afficher des variations instantanées des grandeurs mesurées. Son interface

graphique permet de visualiser toutes les stations du réseau de télémesure.

7.3. Equipements de transmission.

7.3.1. Emetteur-récepteur.

Les communications entre les stations de mesures, les stations relais et le centre de contrôle

sont assurées par des liaisons radio. La radio modem utilisée est de marque Motorola dont le

type est GM 340 fonctionnant à 25W dans la bande UHF.

7.3.2. Antenne.

Deux types d’antennes sont utilisés dans ce réseau de télémesure. Des antennes directives

pour les stations de mesures et le poste de contrôle, et des antennes multidirectionnelles pour

les relais existants aux sommets de Hafa safa et Bouhani. Les antennes sont de marque

Lambda antenas.

7.4. Ensemble des équipements.

Les stations hydrologiques et barrages qui composent le système de télémesure hydrologique

du bassin du Loukkos sont en total 9 qui sont sur le tableau suivant:

N°Poste

Station de mesure

Coordonnées Type de données

X Y Z Pluviométrie Hauteur d’eau Oxygène dissous

1 BAB TAZA

517.7500 495.300 860 X

2 MDOUAR

489.700 489.050 84 X X

3 BARRAGE OUED EL MAKHAZINE

460.050 482.150 60 X X

4 MRISSA

449.000 490.625 12 X X

5 OULED JOUABER

455300 495870 9 X X

6 DAR KHROFA

464.250 514.650 70 X X

7 SIDI AYAD SOUSSI

454.850 504.900 8 X X

8 STATION DE POMPAGE K1

452.500 487.500 50 X X

9 BARRAGE DE GARDE

437.123 506.144 4.3 X X X

Tabla 1: Système de télémesure hydrologique du bassin du Loukkos.

La figure suivante représente les station de mesure précédentes.

Figura 16. Système de télémesure hydrologique du bassin du Loukkos.

De plus, le système de télémesure comprend:

• Un poste de supervision et de traitement de données au niveau du siège de

l'Agence du Bassin Hydraulique du Loukkos. Le logiciel de supervision et de

contrôle (INTOUCH) est installé au niveau de ce poste.

• Deux relais installés aux niveaux des monts Hafa Safa surplombant la ville de

Tétouan et Bouhani.

En somme, le matériel composant le système de télémesure de Martil est récapitulé comme

suit:

Désignation Nombre

Coffret 12

Automate 12

Radio Emetteur –Récepteur 12

Antenne 12

Panneau solaire 24

Batterie 12

Désignation Nombre

Alimentation chargeur de batterie 4

Radar pour mesure de niveau d’eau au niveau des stations hydrologiques 8

Pluviomètre 9

Cellule piézoélectrique pour mesure du niveau d’eau au niveau des barrages 1

Ordinateur du poste de contrôle et de supervision 1

Tabla 2: Sistemas de comunicación propuestos.

7.5. Recomendaciones para complementar el Sistema en la Cuenca del Río Loukkos.

En el presente apartado se realiza una recopilación de las principales variables que deben ser

conocidas, para en el caso necesario completar el actual sistema de captura de datos de la

Cuenca.

7.5.1. Sensores recomendados.

Las variables principales que se deben medir y, por tanto disponer de los sensores

correspondientes, son:

� Pluviómetros.

� Embalses, presas y azudes:

• Niveles de embalse

• Posición de compuertas

• Posición de válvulas

• Potencia turbinada

� Ríos, ramblas, canales y conducciones:

• Nivel y caudal en ríos

• Nivel y caudal en canal

• Caudal en conducciones

� Estaciones meteorológicas:

• Precipitación

• Temperatura

• Humedad

• Radiación solar

• Evaporación

• Velocidad del viento

• Dirección del viento

• Presión atmosférica

� Señales integradas

� Alarmas de nivel y caudal

Estos sensores, de modo individual o agrupados, se integran formando los siguientes tipos de

puntos de control.

TIPO DESCRIPCIÓN

A Aforo en río

C Aforo en canal

D Puntos de concentración

E Embalse

H Central hidroeléctrica

I Impulsión

L Estación meteorológica aislada

M Marco de control

O Conducciones

OT Otros (subconcentrador,

depuradoras, piscifactorías, etc)

P Pluviómetro aislado

Q Calidad del agua

TIPO DESCRIPCIÓN

R Repetidor

X Centros de Cuenca, de Zona, etc

Z Pozo piezométrico

Tabla 3: Sensores del Sistema.

7.5.2. Topología de las redes.

La red general de puntos de control del SAIH está fundamentalmente integrada, a su vez, por

otras subredes principales que responden a las necesidades de información que requieren los

dos grandes objetivos del Sistema: la previsión y alarma en avenidas, y la optimización de la

gestión de los recursos hídricos.

Estas subredes no son independientes entre sí por lo que se refiere a los puntos de control que

las conforman. Cuentan con elementos comunes, ya que un mismo punto puede proporcionar

información relativa tanto a la previsión de avenidas como a caudales de explotación normal.

Por ejemplo en determinados embalses y estaciones de aforo.

� Red de previsión y alarma en avenidas

� Red de gestión

7.5.2.1. Red de previsión y alarma en Avenidas.

--Condicionantes iniciales

El primer aspecto contemplado en la definición de la red de avenidas es el que resulta de la

conjunción de dos elementos primordiales:

Determinación de los objetivos a proteger.

Puntos que pueden aportar información hidráulico-hidrológica.

--Clasificación de cuencas

Dado que las avenidas se producen, normalmente, como consecuencia de la escorrentía

generada a partir de las precipitaciones ocurridas en algún lugar de la cuenca, se puede hacer

una primera clasificación de las mismas en función del tiempo de respuesta; esto es, en

función del tiempo que transcurre desde que se producen las lluvias hasta que llegan los

caudales resultantes. De esta forma, las diferentes subcuencas parciales pueden ser

clasificadas según los dos grandes grupos siguientes:

a) Cuencas de respuesta lenta

b) Cuencas de respuesta rápida

Cuencas de respuesta lenta

Las cuencas de respuesta lenta son, por lo general, cuencas de dimensiones importantes, con

cursos de agua de gran longitud y pendiente longitudinal relativamente pequeña. También

pueden ser de este tipo las cuencas que, sin cumplir con los requisitos anteriores, cuentan con

un número importante de embalses sucesivos. En ambos casos la respuesta de estas cuencas

frente a las lluvias es mucho más lenta que en otros casos y, en general, bastará a los efectos

de previsión y alerta, con disponer adecuadamente suficientes controles del caudal para poder

deducir, con suficiente exactitud, la evolución del hidrograma a lo largo del curso del río a

partir de los modelos de propagación de caudal.

En este tipo de cuencas es normal que los daños, de enormes proporciones, se produzcan en

los tramos medios y finales de los grandes ríos, que en general acogen el asentamiento de los

núcleos de población más importantes.

Cuencas de respuesta rápida.

Se entiende por cuencas de respuesta rápida aquellas en las que el tiempo que transcurre

entre la ocurrencia de la lluvia y la presentación de la avenida es mínimo. Es el caso de muchas

de las cuencas de los litorales mediterráneo y cantábrico, y también de las de cabecera de los

afluentes a los grandes ríos. Es obvio que, en estos casos, el sistema de previsión y alarma

deberá basarse en el conocimiento en tiempo real de las precipitaciones, de forma que

permita el adelanto máximo en la predicción, y la ganancia del mayor tiempo posible a los

efectos de generación de alarmas y de decisión respecto al empleo de medidas de protección.

Para la determinación de una estimación suficiente de la lluvia total, y de su distribución areal,

se requiere el concurso tanto de los datos proporcionados por los pluviómetros instalados por

el SAIH - disponibles en tiempo real pero con representatividad espacial limitada-, como de la

información proveniente de radares meteorológicos que proporciona la Agencia Estatal de

Meteorología.

7.5.2.2. Red de Gestión del Sistema hidráulico.

El objetivo de la red de gestión es el de proporcionar la información necesaria, en términos de

volúmenes de agua almacenados y de caudales circulantes, que permita a los responsables de

la explotación de recursos tomar decisiones que aseguren su aprovechamiento óptimo,

buscando la satisfacción de las demandas existentes, sean éstas consuntivas o no.

Los criterios básicos utilizados en la selección de los puntos de esta red persiguen una tipología

que asegure el control de:

• Las estructuras de regulación de la cuenca que tengan asociadas demandas

significativas.

• Las conducciones más relevantes, tanto en cabecera como en sus principales

derivaciones.

• Las tomas en los cauces naturales, bien sean elevaciones, derivaciones, etc.

El objetivo es el de contar con una red que permita conocer en todo momento las reservas de

agua existentes en los embalses de regulación y, por tanto, la garantía de servicio de las

demandas asociadas a cada escenario concreto. La red de gestión permite, además, tener una

idea actualizada del estado de los caudales circulantes por las conducciones y, eventualmente,

detectar situaciones anómalas como roturas u otros desperfectos a partir del simple balance

entre los caudales circulantes y los derivados.

7.5.2.2.1. A. Medición de variables hidráulicas e hidrológicas.

A.1. Medición en presa.

A.1.1. Altura de lámina de agua.

La medición de la altura de la lámina de agua en un embalse viene determinada por dos

condicionantes principales:

� El amplísimo rango a medir, acompañado de exigencias de alta resolución (en el orden

del centímetro)

� Las dificultades de instalación, debidas a las características particulares de la

infraestructura en cada emplazamiento

Los sistemas utilizados pueden ser los siguientes:

� Sondas de cuarzo sumergidas

� Balanzas con instalación hidrostática y neumática

� Sistema de flotador y contrapeso

� Sondas de cuarzo con instalación hidrostática y neumática

A.1.2. Caudales desaguados por aliviadero, tomas y desagües de fondo.

El primer objetivo es el de intentar medir directamente el caudal instantáneo.

Cuando es el caso de flujo circulando por una conducción en carga, se utiliza

preferentemente uno de los dos siguientes sistemas:

� Caudalímetro electromagnético

� Caudalímetro por ultrasonidos

No obstante, en la mayoría de las ocasiones no es posible la medición directa del

caudal, y se debe recurrir a su estimación a partir de la posición de las válvulas y

compuertas de paso.

En estos casos, la tipología de estos sensores es muy variada, aunque se pueden

destacar los siguientes:

� En compuertas de sector:

• Pendulares

� En válvulas y compuertas no de sector:

• Mecánicos

• Ópticos

• Capacitivos

• Potenciométricos

A.2. Medición en ríos.

El objetivo principal de la medición en ríos es el de conocer el caudal circulante por

el cauce. La medición del caudal directo es difícil o muy costosa, por lo que se

suele recurrir al procedimiento indirecto basado en la medición del nivel de la

lámina de agua – en una estación de aforo -, en la que, en función de su diseño, y

con el tarado en campañas periódicas, se puede calcular el caudal correspondiente

con suficiente precisión. Los principales sistemas utilizados en la medición de este

nivel son los siguientes:

� De boya y contrapeso

� Piezorresistivos

� Neumático compactado

� De ultrasonidos

� Radar

A.3. Medición en canales.

El objetivo de la medición en canales es similar al caso de los ríos, dirigido a la medición del

caudal circulante por los mismos. Cuando es posible, se recurre al cálculo del caudal a

partir de la medida de nivel por razones de fiabilidad, precisión y coste. Sin embargo, no

siempre es posible, puesto que, en muchas ocasiones, el régimen en el canal resulta

alterado por efectos de remanso (compuertas), o es difícil – o imposible -, por instalar la

infraestructura necesaria.

Cuando se mide el nivel, los sistemas de medida son los mismos que los utilizados para la

medición en ríos. Cuando ello no es posible, hay que recurrir a la medida de la velocidad

del agua. En este caso, los sistemas utilizados son dos.

� Ultrasonidos por tiempo de tránsito

� Perfiladores ultrasónicos por efecto doppler

A.4. Medición en impulsiones.

La magnitud a controlar es el caudal bombeado. La medición se efectúa de manera directa con

la disposición de caudalímetros en tubería. Los equipos a emplear son los mismos que para la

medición en conducciones de presas.

7.5.2.2.2. B. Medición de variables climáticas y ambientales

B.1. Medición de precipitación líquida

El objetivo es el de medir la lluvia precipitada con el empleo de pluviómetros con capacidad

ilimitada para minimizar el mantenimiento, lo ideal es instalar pluviómetros de balancín, estos

equipos recogen la lluvia sobre una superficie cónica que dirige el agua hacia un orificio

calibrado. Las gotas de agua caen en uno de los dos recipientes de un balancín que se va

llenando. Una vez lleno, vuelca el balancín, dando un pulso, vaciando el agua, y quedando

preparado para comenzar el llenado del otro recipiente.

7.5.2.3. Puntos de concentración / Centros de explotación.

Los Puntos de Concentración son los que transmiten la información recibida desde sus Puntos

de Control al Centro de Proceso de Datos de la Cuenca, y vinieron condicionados en un

principio por las necesidades de diseño de la transmisión de datos vía radio terrestre.

La utilización de las comunicaciones vía satélite ha supuesto una variación importante en este

esquema, en el que los Puntos de Concentración pierden su sentido. En estos casos se han

reconvertido hacia los denominados Centros de Explotación o Centros de Zona, que, en

definitiva, no son más que puestos internos que utilizan los datos que le son enviados desde el

Centro de Proceso.

El aumento de las prestaciones de los sistemas de comunicaciones empleados, están

permitiendo que en determinadas ubicaciones se reciban subconjuntos de información, por

ejemplo: en presas importantes o en oficinas de las Confederaciones.

7.5.2.3.1. Centro de proceso.

Normalmente ubicados en las oficinas centrales de la Confederación, es donde se:

� Recibe y archiva de modo automático todos los datos.

� Procesa la información y la aplica a la gestión del agua y a la previsión de avenidas, con

ayuda de modelos informáticos y sistemas expertos, convenientemente desarrollados

e implantados en el sistema, de acuerdo con los requerimientos específicos de cada

cuenca.

� Presenta la información según las necesidades de los diferentes usuarios.

� Difunde la información a usuarios internos y externos del organismo.

En el Centro de Cuenca, en las oficinas de la Agencia de la Cuenca Hidráulica del río Loukkos

(ABHL), se dispondrá de salas para la explotación, operación y mantenimiento del Sistema,

para reuniones, especialmente en situaciones de crisis y para el alojamiento de los sistemas

informáticos.

Figura 17. Centro de proceso de la Cuenca Hidrográfica del Guadalquivir.

El núcleo del equipamiento de los Centros de Proceso de Cuenca debe estar constituido por

sistemas informáticos de altas prestaciones, diseñados para trabajar en tiempo real incluso

ante una eventual caída de la red eléctrica. Otra característica importante es la utilización de

arquitecturas de alta disponibilidad, e incluso redundantes, para asegurar el funcionamiento

permanente de los sistemas.

RADIO TERRESTRE SATÉLITE

Figura 18. Esquemas básicos de redes.

7.5.2.4. Las redes de telecomunicación.

Las redes de comunicación son un factor clave en los Sistemas, que pretenden interconectar

puntos especialmente dispersos, en tiempo real y de forma fiable en situaciones adversas. La

consecución de los objetivos previstos en un sistema de información hidrológica, requiere la

adopción de un medio de transmisión que garantice un transporte adecuado y fiable de los

datos de telecontrol que se manejan.

El núcleo de los sistemas se divide según los siguientes tipos:

� Sistema de comunicación vía radio utilizando una red propietaria de estaciones

repetidoras terrestres.

� Sistema de comunicaciones vía satélite utilizando terminales VSAT y un operador

externo

Los sistemas de comunicaciones empleados en las redes de los SAIH adoptaron, en un primer

momento, una estructura condicionada por una serie de especificaciones iniciales de diseño,

entre las que destacan las siguientes:

� La magnitud del volumen de información a transmitir y la tipología de la estructura

distribuida de explotación de los datos.

� La adopción de un medio de transmisión según una red de radio terrestre. La razón

fundamental de esta selección estriba en su seguridad de funcionamiento, siendo la

radio terrestre el que resulta más fiable, para las situaciones con condiciones

climatológicas adversas que son de prever.

� La elección de una estructura jerarquizada para la red de telecontrol.

La estructura jerárquica ha supuesto la necesidad de proceder al diseño de dos redes de radio

de comunicaciones superpuestas.

La primera, denominada red secundaria de datos o de acceso, es la que une las estaciones de

telecontrol con los puntos de concentración. Se trata de una red con topología de estrella

formada por enlaces monocanales, en un principio, o por enlaces trunking digitales TETRA en

los últimos sistemas.

La segunda, que recibe el nombre de red primaria o de transporte, es la que formaliza la unión

de los puntos de concentración con el centro de proceso de datos de la cuenca. En un principio

también se utilizaron enlaces monocanales. Posteriormente se optó por utilizar una estructura

basada en enlaces multicanales, con una mayor capacidad de transmisión. Asimismo se optó

también por utilizar una estructura mallada, lo que permite disponer de rutas redundantes de

comunicaciones entre los puntos de concentración y el centro de proceso de datos de la

cuenca.

Posteriormente se diseñaron varios sistemas utilizando como soporte principal de las

comunicaciones una red de terminales VSAT conectados con el centro de control mediante

una estación alojada en un satélite.

La utilización de los sistemas de comunicaciones por satélite supone un cambio significativo en

la estructura de la red de comunicaciones del SAIH, pues se hace necesario pasar de una red

mallada a una red en estrella, con concentración de enlaces. Además, las características de los

centros de control de comunicaciones de satélite han aconsejado recurrir a operadores

externos que presten este servicio.

Actualmente los sistemas han ido evolucionando hacia sistemas mixtos utilizando diferentes

medios, optimizando las redes y mejorando las prestaciones.

8. Sistema de Ayuda a la Decisión. Subsistemas que se deben considerar.

8.1. Interfaz SAIH-SAD y SAD-SAIH.

Comprende el software necesario para trasladar la información disponible en tiempo real

capturada por el SAIH al sistema SAD, así como los resultados generados por el SAD que

interese visualizar a través del SAIH.

En el primer caso, se traslada la información hidrológica capturada por los sensores

distribuidos por toda la cuenca –convenientemente transformada para su utilización por el

SAD- y en el segundo caso, sería posible enviar los niveles y caudales previstos por el SAD en

determinados puntos que interese conocer a todos los usuarios del SAIH.

8.2. Comunicación con los servicios meteorológicos.

Comprende el establecimiento de mecanismos que permitan al SAD capturar en tiempo real la

información generada por la Dirección Meteorológica Nacional de Marruecos que le resulte de

interés. Se deberá llegar a un acuerdo con los servicios meteorológicos de Marruecos, para

que suministren, preferentemente al menos cada seis horas, la última previsión alfanumérica

de precipitaciones y temperaturas horarias para la Cuenca del Loukkos.

8.3. Generador de maniobras de explotación.

Aplicación informática que permita modificar las maniobras de explotación a efectuar en cada

uno de los embalses simulados –mayor o menor apertura de compuertas en cualquier

momento de la simulación-, de forma que puedan compararse los efectos derivados de tales

maniobras en los cauces situados aguas abajo.

8.4. Simulador principal del Sistema.

Constituye el núcleo central del Sistema y comprende el desarrollo del software necesario para

efectuar diversas simulaciones iterativas de la cuenca.

Debe ser capaz tanto de recopilar la información necesaria para la ejecución de los modelos

hidrológicos e hidráulicos requeridos para la obtención de los caudales de avenida necesarios,

como de la ejecución de los mismos y de la visualización de los resultados obtenidos tras su

ejecución. Además, debe integrar las unidades necesarias para la definición de diferentes

maniobras de explotación en embalses, la ejecución de diferentes alternativas considerando

distintas maniobras en los mismos, y la visualización conjunta de resultados que permita

comparar los efectos que las diferentes maniobras consideradas puedan tener en los caudales

de avenida esperados en diferentes puntos situados aguas abajo de aquéllos.

8.4.1. Funcionalidades principales del Sistema.

A continuación se describen distintas funcionalidades que se recomienda que tenga la

aplicación principal.

8.4.1.1. Definición de una sesión de trabajo.

En ella quedará fijado el periodo temporal que va a ser simulado, distinguiéndose en él dos

periodos consecutivos: el primero del que se disponen de datos observados – tanto

hidrológicos como meteorológicos - , y el segundo del que sólo se dispondrá de predicciones

meteorológicas y que aún no ha transcurrido en el momento de efectuar las correspondientes

simulaciones. La definición de una sesión de trabajo llevará aparejada la identificación de las

diferentes previsiones meteorológicas que se van a utilizar durante las simulaciones.

Figura 19. Pantalla de Configuración del SAD.

8.4.1.2. Carga de datos observados.

Implica la captura de todos los datos observados durante el periodo inicial correspondiente al

intervalo temporal anteriormente citado y su correspondiente almacenamiento – en la base de

control – para la posterior obtención de los ficheros de entrada aptos para la ejecución de los

diferentes programas de modelización. Los datos observados, tanto de variables

meteorológicas (lluvia y temperatura) como hidrológicas (caudales circulantes o desaguados

por las diferentes infraestructuras, niveles de embalse, etc.) son facilitados por el SAIH, que

debe disponer de datos en tiempo real cada diez o quince minutos.

8.4.1.3. Carga de previsiones meteorológicas.

Implica la captura de las previsiones meteorológicas ligadas a la sesión de trabajo y su

almacenamiento, convenientemente transformadas, en la base de control, para la posterior

obtención de los ficheros necesarios para la ejecución de los modelos hidrológicos e

hidrodinámicos correspondientes a las diferentes simulaciones. La captura se realiza a partir

de las referencias existentes en la denominada base de intercambio, en la que se encuentran

el nombre y directorio de los archivos que contienen las previsiones meteorológicas facilitadas

por la Dirección Meteorológica Nacional de Marruecos.

8.4.1.4. Ejecución de modelos hidrológicos.

Implica la generación de los ficheros de entrada a tales modelos, la propia ejecución de los

modelos hidrológicos e hidráulicos incorporados a la aplicación, los cuales se describen en

siguientes apartados, y la obtención de los ficheros de resultados necesarios para la posterior

ejecución de modelos hidrodinámicos de transmisión de onda. La aplicación debe ser lo más

flexible posible para integrar en un futuro distintos tipos de modelos.

8.4.1.5. Definición y gestión de diferentes hipótesis: Gestor de maniobras de explotación.

Este módulo integrado en el Simulador, será el encargado de definir diferentes hipótesis de

simulación, cada una de ellas correspondiente a la utilización de un determinado modelo

hidrológico, en conjunción con una determinada previsión meteorológica y en combinación

con unas determinadas maniobras de explotación específicas en cada uno de los embalses de

regulación modelizados por el Sistema, así como posibles correcciones de caudal a efectuar en

función de los datos observados en las estaciones de aforo modelizadas.

Esta utilidad será la encargada de dar de alta y definir cada una de las hipótesis consideradas

en una determinada sesión de trabajo y de generar los ficheros necesarios para ejecutar las

pasadas de modelización hidrodinámica correspondientes, tantas como hipótesis pretenda

analizarse. Cada hipótesis de simulación conlleva la selección del modelo hidrodinámico a

utilizar en la hipótesis, selección que debe establecerse al mismo tiempo que las

anteriormente citadas (la del modelo hidrológico, la de la previsión meteorológica a utilizar,

junto con las maniobras previstas en los diferentes embalses de regulación).

8.4.1.6. Ejecución de los modelos hidrodinámicos.

Este módulo será el encargado de ejecutar los modelos hidrodinámicos que simulan la

transmisión hidráulica de onda a lo largo de los cauces principales de la Cuenca, integrando la

gestión de los embalses principales existentes y las posibles correcciones de caudal en los

distintos puntos de aforo. Al igual que ocurre con los modelos hidrológicos, el diseño de la

aplicación debe ser lo más flexible posible, para facilitar la incorporación de distintos modelos

hidrodinámicos en el futuro, y puedan ejecutarse de manera conjunta o separadamente.

Figura 20. Corrección del Caudal simulado a partir del caudal observado.

Tras la ejecución de cada uno de los modelos integrados, la aplicación transformará los

ficheros de resultados y los almacenará en la base de control para su posterior utilización en la

visualización de resultados.

8.4.1.7. Visualización gráfica de datos de entrada.

Esta utilidad servirá para la obtención de diferentes mapas y gráficos que permitan la

visualización más eficaz de los datos de entrada recogidos por el SAIH: gráficas de evolución de

diferentes variables (caudales circulantes, niveles de embalse, lluvia y temperatura registradas

en diferentes estaciones, etc.), mapas de distribución de lluvia y temperatura registrada o

prevista. Todas las representaciones gráficas y mapas se deben confeccionar a partir de los

datos almacenados en la base de control del Sistema SAD.

Figura 21. Pantalla de ejemplo de representación, en forma de mapa, de la precipitación observada en la

Cuenca.

8.4.1.8. Visualización de resultados.

Esta utilidad permitirá la obtención de mapas y gráficos relativos a resultados obtenidos en

cada simulación, similares a los descritos en el apartado anterior, y la obtención de gráficos

comparativos entre simulaciones. Como en el caso anterior, la información debe estar

almacenada en la base de control.

Figura 22. Pantalla de ejemplo de presentación conjunta de resultados obtenidos de dos hipótesis

seleccionadas.

8.4.1.9. Selección de hipótesis definitiva asociada a una determinada sesión de trabajo.

Utilidad que obligará al usuario a seleccionar una de las hipótesis modelizadas, dentro de una

sesión, como la hipótesis definitiva de la misma. Se recomienda que la aplicación no permita

tener abiertas a la vez más de una sesión de trabajo.

Figura 23. Pantalla de ejemplo de Gestión de sesiones.

8.4.1.10. Gestión de sesiones históricas.

Utilidad que permitirá al explotador del Sistema, en un momento dado, simular nuevamente

algún episodio histórico de interés, ocurrido previamente durante el periodo de

funcionamiento del SAIH. Para ello, será necesario tener almacenada e identificada, la base de

datos de control correspondiente al episodio histórico de interés. A partir de ese momento,

podrán plantearse cuantas hipótesis de simulación hidráulica asociada a la sesión de trabajo

histórica sean convenientes, como si el episodio a simular se estuviera produciendo en ese

momento. De esta forma, podrá analizarse si las maniobras de desembalse que se practicaron

en tiempo real fueron las más adecuadas o pudieron optimizarse, y podrán cuantificarse otras

variables del episodio, tales como lluvias observadas y previstas, caudales y volúmenes de

avenida, etc.

9. Modelos del Sistema SAIH - SAD.

En el presente apartado se exponen los distintos modelos que deben ser considerados en el

desarrollo de un Sistema de Ayuda a la Decisión en el campo de la Gestión de una Cuenca

Hidrológica.

El SAIH contará con una herramienta informática compuesta por un conjunto de rutinas, en el

que el control del conjunto se efectuará a través de una geodatabase propia, que se encargará

de transmitir la información principal entre unos módulos y otros, simulando y comparando los

resultados obtenidos manejando diferentes maniobras de explotación en embalses,

combinadas con predicciones meteorológicas distintas.

El simulador presentará los resultados obtenidos, tanto en forma de mapa (GIS) como de

gráficos. En el mapa de la Cuenca, todos los elementos modelizados: tramos de ríos, embalses,

estaciones hidrométricas, se colorearán en función de los valores calculados, comparándolos

con unos valores patrón previamente establecidos, verde, amarillo o rojo, según que

permanezcan por debajo o superen determinados valores umbrales, respectivamente.

También será posible visualizar gráficos de evolución temporal (a lo largo de la simulación), en

los que se representarán diferentes variables: niveles de embalse, caudales circulantes, etc.,

correspondientes a la última y otras posibles simulaciones previas.

Igualmente, cabe reseñar que una vez seleccionada la hipótesis que se considere más

conveniente en cada momento, será posible enviar los resultados de la hipótesis seleccionada

al sistema SAIH, para que se puedan transmitir las maniobras de explotación de la hipótesis en

cuestión a los diferentes encargados de presa.

El gestor de eventos del SAIH – SAD manejará conjuntamente toda la información, y constituirá

la herramienta para establecer las alertas, y seguir y gestionar las mismas en tiempo real. Entre

los objetivos principales del SAD estarán los de servir de sistema de información en tiempo real

para:

• Gestión de avenidas: minimización de daños por una mejor gestión de las

infraestructuras hidráulicas y por un aumento en el plazo y en la garantía de los avisos

a Protección Civil y a la Unidad Militar de Emergencia (UME), aumento de la

información relativa a la seguridad de las presas y mantenimiento de los resguardos.

• Gestión de sequías: facilitará el seguimiento de la sequía y de las medidas que se

adopten, vigilancia de dotaciones y control de caudales en las tomas.

• Gestión de riegos: vigilancia del cumplimiento de las dotaciones acordadas,

modificación de los caudales por cambio de condiciones, por ejemplo un episodio de

lluvia o un descenso de la evapotranspiración, lo que se traducirá en un ahorro del

recurso como consecuencia de una gestión más eficiente.

• Gestión de caudales ecológicos: permitirá conocer el cumplimiento de los caudales

ecológicos y anticipar posibles problemas.

• Gestión de la calidad del agua: suministrará datos de caudal junto con datos tomados

de las estaciones de control de la calidad, lo que permitirá adoptar soluciones en

tiempo real para mantener los parámetros físico químicos del agua en el rango más

adecuado.

• Gestión del riesgo: mejorará el conocimiento de la cuenca, lo que repercutirá en

numerosas actividades de planificación y explotación, y por tanto, en menos

situaciones de alerta.

Partiendo de estos condicionantes, se realizará un análisis del estado del arte de los entornos

de gestión y previsión en tiempo real y de la modelación hidrológica e hidráulica, y se

recogerán experiencias en sistemas similares y el conocimiento adquirido por otros equipos de

explotación de los SAIH.

En concreto, cabe reseñar que la aplicación más recomendada en la actualidad por los

expertos de reconocido prestigio, es el software Flood Early Warning System (FEWS),

desarrollado por Delft Hydraulics.

Figura 24. Pantalla de ejemplo del esquema de la aplicación FEWS.

Esto es debido a su interfaz abierta (.XML y .NET), que garantiza la integración con los sistemas

actuales, permitiendo la incorporación y procesado de la información de medidas, así como las

previsiones procedentes de otros organismos oficiales, como por ejemplo la Dirección General

de Meteorología de Marruecos, lo que permite incorporar numerosos modelos de diferentes

suministradores, y facilitar la visualización y difusión de las previsiones realizadas.

En concreto, se incorporará la información pluviométrica procedente de los radares

meteorológicos, las salidas del modelo de previsión meteorológica, o información aportada

por satélites.

Esta información, adecuadamente procesada, junto con los datos del estado hídrico

procedentes del SAIH, serán las entradas principales a los modelos de previsión. El entorno

permitirá disponer de diferentes modelos, los cuales se utilizarán en función del ámbito

geográfico o de la situación hídrica a analizar.

En resumen, la herramienta informática finalmente seleccionada estará compuesta por un

conjunto de rutinas, en el que el control del conjunto se efectuará a través de una

geodatabase de datos propia, que se encargará de transmitir la información principal entre

unos módulos y otros.

Su diseño vendrá condicionado por la posibilidad de simular, y poder comparar, los resultados

obtenidos manejando diferentes maniobras de explotación en embalses, combinadas con

predicciones meteorológicas distintas. Desde ese punto de vista, la pieza fundamental del

simulador será un GESTOR DE HIPÓTESIS que llevará aparejada la introducción de un GESTOR

DE SESIONES DE TRABAJO, encargado de controlar los conjuntos de hipótesis que pueden

compararse entre si.

El GESTOR DE HIPÓTESIS permitirá dar de alta diferentes hipótesis de modelización (dentro de

la sesión de trabajo activa) e introducir los datos que caractericen cada hipótesis, que

comprenderán las maniobras de explotación correspondientes a cada uno de los embalses, así

como la selección de la predicción con que va a simularse. La primera hipótesis asociada a cada

sesión podrá realizarse, bien simulando todos los embalses en función de las Reglas

establecidas en sus correspondientes Normas de Explotación, bien prolongando las maniobras

seleccionadas en la sesión de trabajo precedente (cuando esto último sea posible). El resto de

hipótesis podrán confeccionarse en base a la información transmitida desde otra hipótesis

previa.

Una vez definidos los datos de una determinada hipótesis, ésta podrá modelizarse mediante el

programa seleccionado, por ejemplo MIKE Flood Watch. Ello supondrá la ejecución conjunta

(en todas las subcuencas) del modelo de predicción meteorológica (Mike 11 FF), del modelo

hidrológico (Mike 11 RR, NAM), del modelo de propagación (Mike 11 HD, Mike 21, Mike

Flood), del modelo de regulación de embalses (Mike Basin) y del modelo de operación de

estructuras (Mike 11 SO). Todo ello estará integrado en un GIS, al que se podrá acceder desde

el Gestor de Eventos.

Tras la ejecución del módulo hidrodinámico, el simulador presentará los resultados obtenidos,

tanto en forma de mapa (GIS) como de gráficos. En el mapa de la Cuenca, todos los elementos

modelizados: tramos de ríos, embalses, estaciones de aforo, se colorearán en función de los

valores calculados, comparándolos con unos valores patrón previamente establecidos (verde,

amarillo o rojo), según que permanezcan por debajo o superen determinados valores

umbrales.

También será posible visualizar gráficos de evolución temporal (a lo largo de la simulación), en

los que se representarán diferentes variables: niveles de cauce y embalses, caudales

circulantes, etc., correspondientes a la última y otras posibles simulaciones previas.

Igualmente, cabe reseñar que una vez seleccionada la hipótesis que se considere más

conveniente en cada momento, será posible enviar los resultados de la hipótesis seleccionada

al sistema SAIH, para que se puedan transmitir las maniobras de explotación de la hipótesis en

cuestión a los diferentes encargados de presa.

Como ya se ha comentado, para la interfaz se propone el software Flood Early Warning System

(FEWS), desarrollado por Delft Hydraulics. En dicha interfaz abierta se podrán incluir todos los

modelos que se deseen, pero en una primera fase se proponen implementar las aplicaciones

del software Mike, desarrolladas por DHI, que además de tener buena reputación, han sido

implementadas con éxito en el SAD del Ebro. Posteriormente se podrán incluir otras

aplicaciones de software libre, o desarrollos propios de terceros. Seguidamente se describen

los modelos propuestos para el SAD.

9.1. Modelos hidrológicos.

En cuanto a los modelos hidrológicos, se encargarán de calcular los caudales generados por un

conjunto de subcuencas que, entre todas, deben abarcar la cuenca completa de que se trate.

Una misma subcuenca puede modelizarse mediante diferentes tipos de modelos hidrológicos,

de manera que puedan compararse los resultados obtenidos según los modelos considerados

en cada hipótesis de simulación.

Para ello, es necesario definir previamente diferentes conjuntos de modelización y, para cada

uno, con qué modelo y con qué parámetros debe modelizarse cada una de las subcuencas que

conforman la cuenca completa. Para los modelos hidrológicos integrados se proponen los

siguientes:

De tipo agregado: En esta categoría se propone el modelo Mike NAM, abreviatura de “Nedbør

Afstrømnings Model”, desarrollado por el Departamento de Hidrodinámica de la Universidad

Politécnica de Dinamarca, y puesto a punto por el Danish Hydraulic Institute (DHI). Se encarga

de modelizar de forma continua la fase terrestre del proceso de transformación de la lluvia en

escorrentía, calculando diferentes componentes de dicho proceso.

De tipo distribuido: En esta categoría se plantea el modelo Mike 11 Drift (Discharge River

Forecast), que tiene en cuenta una representación semidistribuida de las principales

características hidrológicas, tales como la variabilidad espacial y temporal de la lluvia, la

humedad del suelo y la heterogeneidad de las propiedades geológicas, morfológicas y

antrópicas. Emplea un número limitado de parámetros con una clara interpretación física, a la

vez que permite una calibración relativamente fácil de la cuenca. Mike 11 Drift garantiza un

alto nivel de fiabilidad, incluyendo cuencas bastante montañosas.

Figura 25. Modelización hidrológica.

9.2. Modelos de propagación.

Los modelos de propagación se encargan de transmitir hidráulicamente, a lo largo de los

distintos cauces considerados, los caudales generados por las subcuencas modelizadas

mediante los modelos hidrológicos citados anteriormente. Al igual que en éstos, cada tramo

puede modelizarse con cualquiera de los tipos integrados, de manera que puedan compararse

los resultados obtenidos según los modelos considerados en cada hipótesis de simulación.

Para ello, es necesario definir previamente diferentes conjuntos de modelización y, para cada

uno, con qué modelo y con qué parámetros debe modelizarse cada uno de los subtramos de la

red a simular.

Los modelos de propagación integrados que se sugieren son los siguientes:

• El primero de ellos, el modelo Muskingum, que permite calcular los caudales circulantes

en un punto en diferentes intervalos en función de los obtenidos en otro punto

situado aguas arriba, utilizando dos coeficientes de transmisión. Este método de

transmisión resulta muy sencillo de utilizar, lo que permite obtener resultados en muy

breve tiempo, permitiendo estimar rápidamente los caudales que puedan producirse

en todos los puntos de la cuenca que interesen.

• El segundo, el modelo MIKE11, MIKE 21 o MIKE FLOOD, desarrollados por el Danish

Hydraulic Institute (DHI), resuelven, para un conjunto de ríos interconectados entre sí,

las ecuaciones diferenciales planteadas en función del flujo hidráulico en régimen

variable, ya sea unidimensional, bidimensional o mixto, respectivamente.

9.3. Modelos de operación de embalses.

Los modelos de operación de embalses se encargan de simular, en conjunción con los

anteriores, diferentes maniobras de explotación en los embalses asociados a los ríos

modelizados hidráulicamente. Las maniobras de explotación en un embalse se definen en

función de los caudales que pretenden verterse por el embalse a lo largo del período de

predicción a simular. En cada embalse e hipótesis de simulación, estas maniobras pueden

fijarse siguiendo las reglas establecidas en las Normas de Explotación de la presa para el

conjunto de órganos de desagüe de la misma. Para este módulo se propone MIKE 11 SO.

9.4. Modelos de predicción.

Los modelos de predicción pronostican los valores en función de datos observados, lo que

permite distinguir, en una determinada simulación, dos períodos de tiempo diferenciados y

consecutivos. El primero de ellos, ya transcurrido en el momento de la simulación, y en el que

se dispone de datos meteorológicos e hidrológicos observados, y el segundo, aún no acaecido,

en el que sólo se estiman los datos meteorológicos de partida. El módulo de corrección se

encarga de modificar los valores en el periodo de previsión inicialmente calculados por el

sistema, en función de las diferencias observadas durante el periodo de observación. Para

dicho módulo se propone MIKE 11 FF.

9.5. Modelo de gestión de recursos hídricos y calidad del agua.

La herramienta AquatoolDMA, desarrollada por la Universidad Politécnica de Valencia (UPV),

permite realizar simulaciones tanto sobre la gestión de los recursos hídricos (SIMGES), como

sobre la calidad de los mismos (GESCAL), y todo ello sobre una misma topología, lo que evita

incongruencias y duplicidades entre ambos modelos. Además, dicha topología única es la base

de partida de los escenarios futuros, por lo que sólo habría que actualizar un esquema del

modelo para cada escenario que se plantee.

Simges es un módulo de simulación detallado de la gestión de un sistema de recursos hídricos

(cuenca o subcuenca), con intervalo de tiempo mensual. El usuario define los elementos que

componen el sistema a representar, la vinculación de los elementos, las características de cada

elemento y sus reglas de operación. El sistema optimiza mes a mes las decisiones,

representando la relación entre el agua superficial y el agua subterránea. El programa permite

fácilmente realizar modificaciones en el sistema, tanto incluyendo como eliminando

elementos, o modificando las características y reglas de operación de los mismos.

Gescal es un módulo específico para la modelación de la calidad del agua a escala de cuenca.

Analiza la evolución espacio temporal de la calidad en los sistemas modelados, fruto de las

diferentes alternativas de gestión, depuración, contaminación y usos del recurso, etc. La

característica fundamental de esta herramienta es la posibilidad de modelizar tanto embalses

como tramos de río, de una forma integrada con el resto de elementos del sistema. De este

modo, la calidad en un tramo de río o en un embalse no sólo depende de los procesos que se

producen, sino también de la gestión del sistema y de la calidad de los diferentes elementos

que tengan relación con el elemento en cuestión.

La ventaja de AquatoolDMA es que permite hacer simulaciones con relativa facilidad, teniendo

en cuenta tanto la gestión de los recursos hídricos como la calidad ambiental de la misma,

adaptándose a la nueva realidad de la cuenca (demandas, caudales ambientales, prioridades,

asignación y reserva de recursos, etc.), o estimando la respuesta del sistema a las medidas

correctoras propuestas para evitar las presiones e impactos.

También es bastante útil para desarrollar los planes especiales de actuación en situaciones de

alerta y eventual sequía (PES), estimando las nuevas reglas de explotación de los sistemas.

9.6. Visor de GIS.

Se facilitará una geodatabase con las zonas inundables para distintas hipótesis de cálculo

hidrológico e hidráulico, por lo que en tiempo real se podrán seleccionar las hipótesis que más

se asemejen al caudal que en ese momento se esté registrando en las estaciones automáticas

del SAIH, o que más se aproxime a las predicciones de la Dirección General de Meteorología de

Marruecos para las siguientes horas.

Todo ello se hará desde una herramienta gratuita de GIS, MapWindows, la cual contendrá un

menú personalizado específicamente para el cliente, para poder seleccionar las hipótesis más

probables con objeto de visualizar la llanura de inundación correspondiente, junto con

información del calado, velocidad y caudal alcanzados en distintos puntos de especial

relevancia.

Asimismo, para dichas hipótesis también se podrán observar las zonas de riesgo para distintos

periodos de retorno, lo que permitirá alertar a la población para reducir el riesgo de pérdida

de vidas y de daños materiales y ambientales.

En las figuras adjuntas se muestran un ejemplo de visualización de la llanura de inundación

para una hipótesis seleccionada desde el menú de la aplicación GIS MapWindows, y un

ejemplo de visualización conjunta de series de precipitación, calado y caudal en un tramo de

río seleccionado.

Figura 26. Ejemplo de visualización de la zona inundable para una hipótesis seleccionada.

Precipitación y caudales máximos registrados en el Puente de Hierro de Écija (A17)

0

200

400

600

800

1000

1200

01/2001 01/2003 01/2005 01/2007 01/2009 01/2011Fecha

Cau

dal (

m³/

s)

0

20

40

60

80

100

120

Precipitación (m

m)

Caudal Precipitación

Caudales y calados máximos registrados en el Puente de Hierro de Écija (A17)

0

200

400

600

800

1000

1200

01/12/2010 06/12/2010 11/12/2010 16/12/2010 21/12/2010 26/12/2010 31/12/2010Fecha

Cau

dal (

m³/

s)

0

2

4

6

8

Calad

o (m)

Caudal Calado

Precipitación y caudales máximos registrados en el Puente de Hierro de Écija (A17)

0

200

400

600

800

1000

1200

01/2001 01/2003 01/2005 01/2007 01/2009 01/2011Fecha

Cau

dal (

m³/

s)

0

20

40

60

80

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120

Precipitación (m

m)

Caudal Precipitación

Caudales y calados máximos registrados en el Puente de Hierro de Écija (A17)

0

200

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1000

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01/12/2010 06/12/2010 11/12/2010 16/12/2010 21/12/2010 26/12/2010 31/12/2010Fecha

Cau

dal (

m³/

s)

0

2

4

6

8

Calad

o (m)

Caudal Calado

Figura 27. Ejemplo de visualización conjunta de series de precipitación, caudal y calado de un tramo de

río.

9.7. Calibración de los modelos.

Una vez establecidos los modelos, deberán ser objeto de calibración/validación con eventos

históricos.

Los elementos dinámicos, tales como líneas de flujo, brazos secundarios, etc., son básicos para

entender cómo va a funcionar la llanura en desbordamientos, y de ahí el interés de recoger la

información de inundaciones pasadas para poder calibrar los modelos. A pesar de que se

calibre el modelo exhaustivamente, se deberá tener en cuenta que cualquier modificación

antrópica producirá una configuración del desbordamiento totalmente distinta. Así por

ejemplo, la construcción de una pequeña mota o defensa puede desviar todo el flujo a la

margen contraria, o aumentar el caudal y la velocidad aguas abajo, lo que a su vez aumentaría

la erosión hídrica y disminuiría el tiempo de llegada de la punta de la avenida. Por todo ello,

convendría actualizar los modelos con los nuevos condicionantes para estimar la peligrosidad

en la nueva situación de la gestión hídrica.

Teniendo en cuenta lo anterior, para la calibración de los modelos habrá que ensayar tanto

con los distintos parámetros que definen el estado hidrológico e hidráulico de la cuenca, como

con los datos de registros de niveles históricos en los cauces. Esta última parte se podrá revisar

bien a partir de las curvas de gasto en las estaciones de aforo, o bien a partir de niveles

registrados en infraestructuras, tales como puentes o azudes, o simplemente en el terreno.

También se debe tener en cuenta que para reconstruir la simulación de avenidas históricas

será necesario contar con la información cartográfica de la época, ya que cualquier

infraestructura reciente o reurbanización de la zona, afectará a los caudales circulantes.

Una vez calibrados los modelos, y a partir de las características propias del modelo cartográfico

en la situación actual o futura que se prevea, se podrá estudiar la propagación de la onda de

cada avenida que se analice, estableciendo en los diferentes puntos de interés que se

consideren, la evolución de caudales, niveles y velocidad del agua en función del tiempo

(análisis dinámico), así como cualquier otra variable de interés.

10. Aviso a la población en situación de emergencia

Uno de los objetos básicos del Sistema de Ayuda a la Decisión es reducir los posibles daños que

se puedan producir en caso de situaciones de emergencia. Una vez establecidos los niveles de

alerta que se deben de considerar en distintos puntos de control, y una vez que estos se

sobrepasen, será el momento de avisar a la población que se pueda ver afectada, por lo que en

los siguientes apartados se describirá dicho Sistema de Alerta a la población.

10.1. Niveles de alerta

La definición de los niveles de alerta se ha realizado como parte de los trabajos desarrollados,

en concreto en el Plan de Emergencia y Contingencia, y del que trasladamos aquí los niveles de

alerta establecidos por previsión meteorológica.

Figura 28. Niveles de alerta meteorológica.

De igual manera, en dicho Plan de Emergencia se ha establecido el nivel de alerta hidráulico,

considerando distintos niveles de alerta según los datos proporcionados por la estación de

aforo de M’risa.

Figura 29. Estaciones pluviométricas.

Una vez analizada la lámina de inundación para distintos periodos de retorno del río Loukkos, y

por su situación geográfica, aguas abajo de Ksar El Kebir, se ha considerado la estación de

aforos de M’risa, indicada en la figura anterior en el interior de una elipse roja, como estación

ideal para definir los distintos niveles de alerta.

ESTACIÓN PERIODO DE RETORNO (T) CAUDAL (m3/s)

Estación de aforo de M’risa

T=2 años 30

T= 5 años 90

T=10 años 140

T=30 años 300

Tabla 4: Niveles de alerta, estación de aforo de M’risa.

Es decir, cuando en dicha estación de aforo se superen los caudales señalados anteriormente,

se deberá actuar según lo establecido en el Plan de Emergencia.

La solución que se propone para la activación y supervisión de las sirenas (SAP) es una

aplicación específica para la Gestión del Sistema de Aviso Acústico. Esta solución permite el

telecontrol y monitorización de cualquier variable del sistema de aviso acústico para

emergencia basadas en sirenas electrónicas. La aplicación se instalará en el Centro de Control

del Sistema en las Oficinas de la Agencia de la Cuenca Hidráulica del río Loukkos (ABHL), en el

SAIH.

A continuación se describen las funcionalidades que tendrá que cumplir la aplicación de

telecontrol y monitorización del sistema de aviso acústico a la población por inundación del río

Loukkos aguas abajo de la presa de Makhazine.

Figura 30. Sistema de activación y supervisión de sirenas.

10.2. Prestaciones y funciones mínimas que debe tener el software de Telecontrol de las Sirenas.

• Activación de las diferentes señales de emergencia de las sirenas, en modo individual,

global o por grupos predefinidos.

• Multitud de funciones posibles: activación de secuencias de sonidos, delays, mensajes

vocales, control de dispositivos externos (estroboscopicos, carteles de leds, etc...)

• Comprobación de las sirenas en modo “Test Silencioso”, con generación de una señal

silenciosa, que permita visualizar en tiempo real los parámetros internos.

• Automatización de la verificación y polling de comunicaciones con las sirenas.

• Control y monitorización de hasta 250 equipos remotos de sirena.

• Gestión de comunicaciones radioeléctricas.

• Función “digipeat” para utilizar una o más sirenas como repetidores.

• Tolerancia a condiciones radio eléctricas adversas.

• Seguridad en las transmisiones de datos; encriptación digital.

• Configuración de actuaciones por zonas y/o grupos.

• Visualización del estado de los equipos de sirena por códigos de colores y alarmas

sonoras de incidencias.

• Diferentes niveles de acceso y privilegios; administrador, usuarios.

• Acceso remoto en modo Cliente al sistema mediante protocolos TCP/IP.

• Gestión de las comunicaciones TCP/IP.

• Verificación constante de las alarmas internas generadas por las sirenas

• Registros históricos, exportables, de incidencias, alarmas, actuaciones y comunicaciones.

• Generación de detallados informes exportables con el estado de cada una de las sirenas,

según el resultado de las comprobaciones realizadas.

• Posibilidad de avisos automatizados a un listado de teléfonos, en horarios y periodos

predefinidos, con mensajes de voz sintetizados en respuesta a determinadas incidencias

(intrusión, corte de suministro, activación, fallo de tensión en baterías, etc.)

• Posibilidad de avisos automatizados vía e-mail y SMS.

• Permitir la consulta y grabación de los históricos y de los informes de estado de las

sirenas.

• Gestión y configuración de los diferentes mapas disponibles con la representación

gráfica por iconos de las sirenas.

Figura 31. Ejemplo de informe de estado detallado de sirenas

• Acceso mediante contraseña al menú de Activación, que permita al operador realizar

activaciones preconfiguradas, o alternativamente activaciones manuales en las que el

operador elegirá la sirena o grupo de ellas que desea activar, así como el tipo de señal.

• Enlace TCP/IP cliente con el Centro de Control, de forma que cada cierto periodo de

tiempo, normalmente unos 10-20 segundos, el Cliente accederá a la información

contenida en el Servidor, ubicado en el Centro de Control Local. El empleo de esta

arquitectura de comunicaciones posibilita tener conectadas de forma permanente,

mediante la red corporativa IP, todas las ubicaciones de sirenas dispersas

geográficamente, de forma que desde la aplicación Cliente se pueda acceder al

telecontrol de cualquiera de las zonas / presas en las que se implante un sistema de

avisos.

• El contacto con los Organismos implicados en las situaciones de emergencia se realizará

desde las oficinas de la ABHL mediante dos sistemas de comunicación, uno primario y

otro secundario.

10.3. Comunicaciones

10.3.1. Introducción

El sistema de comunicaciones entre el Centro de Control del Sistema y los Organismos

implicados en la emergencia se recomienda que sea redundante, estableciéndose un canal

primario y otro secundario de comunicaciones.

Se propone como sistemas de comunicaciones más óptimos para este caso, y que cumplan con

total garantía y seguridad de funcionamiento en las situaciones de emergencia.

COMUNICACIONES TIPO SISTEMA

Entre Sala de Control y los Organismo implicados

Principal Línea Punto a Punto (IP-VPN)

Secundaria Línea telefónica convencional y

móvil

Entre Sala de Control y Sistema de aviso acústico

Principal Radio VHF

Secundaria Módem GPRS

Tabla 5: Sistemas de comunicación propuestos.

10.3.2. Sistema de aviso a la población

El sistema de aviso acústico a la población (SAP) dispondrá de un sistema de activación

redundante:

• Radio VHF (vía principal), mediante transmisión de datos

• Modem GPRS (vía secundaria), mediante conexión de datos IP

El sistema de aviso acústico a la población (SAP) estará formado por un subsistema electrónico

para la generación de la alerta acústica, un subsistema de telecontrol y supervisión del puesto

de sirenas y unos subsistemas auxiliares de apoyo a los anteriores.

Para seleccionar aquellos puntos en los que se debe implementar el Sistema de Aviso a la

Población, se han considerado aquellos núcleos urbanos, con más de 5 viviendas, con nivel de

riesgo A, y en el que se producen daños para distintos periodos de retorno; se ha incorporado

además el Puerto de Larache por su importancia económica y por las personas que trabajan en

él. Cabe reseñar que dichos puntos han sido tomados de la Fase IV de los trabajos realizados

por Estudio 7, “NIVELES DE RIESGO Y PLAN DE MEDIDAS”.

NÚCLEO USO NIVEL DE RIESGO

PERIODO DE RETORNO

X Y HUSO

KASAR EL KEBIR URBANO>5 A 500 237419 3873206 30

PEDANÍA DE KASAR EL

KABIR- P4404

URBANO>5 A 30 231175 3877870 30

SNAÏJA URBANO>5 A 30 227680 3883795 30

BADWA URBANO>5 A 30 773258 3886560 29

WAMAR NEJMA URBANO>5 A 30 771760 3888268 29

MWAR'A URBANO>5 A 30 772250 3889340 29

BDAOUA CHEJRA URBANO>5 A 30 769790 3895400 29

PUERTO DE LARACHE INS. INDUSTRIALES A 30 759650 3898840 29

LARACHE URBANO>5 A 30 760130 3898600 29

DOUAR URBANO>5 A 100 241850 3889530 30

DOUAR URBANO>5 A 500 233210 2892700 30

DOUAR URBANO>5 A 100 232940 3895360 30

AL GARBIYA SELLA URBANO>5 A 100 230160 3894510 30

OULED MESBAH

RISSANA

URBANO>5 A 30 772180 3895030 29

Tabla 6: Núcleos urbanos en los que se debe disponer sistema de alerta.

En la siguiente figura se representan los anteriores núcleos urbanos.

Figura 32. Principales núcleos urbanos afectados por las avenidas.

Se deberá proceder a activar la alerta correspondiente según lo establecido en el apartado

anterior 10.1 Niveles de alerta.

Los sistemas de aviso propuestos en este estudio se basarán en equipos diseñados

específicamente para su utilización como sistemas de aviso colectivo y seguridad pública en

emergencias.

La solución técnica propuesta constará de los siguientes elementos:

• Unidades de control electrónico de las sirenas (CPU).

• Sirenas electrónicas DIRECTIVAS, implantadas estratégicamente en el territorio según la

tabla anterior.

• Unidad de comunicaciones con capacidad de soportar distintas tecnologías de

comunicaciones, tales como GPRS, Radio VHF/UHF, TETRA, IP, etc.

• Software SCADA de telecontrol, monitoreo y verificación remota.

Desde el punto de vista funcional, consta de dos subsistemas principales y un subsistema

auxiliar:

• Subsistema Electrónico: Altavoces compuestos por varios difusores, amplificadores,

unidad de control, etc., para la generación de la alerta acústica. En general se compone

de la electrónica de la sirena.

• Subsistema de Telecontrol: Unidad de la interfaz de comunicaciones, capaz de integrar

TETRA, GSM, VHF, TCP/IP, etc., para el telecontrol y supervisión del puesto de sirena.

• Subsistemas auxiliares: de apoyo a los anteriores, tales como infraestructura civil

(caseta, torretas, etc.), infraestructura radio (cables, conectores, descargadores, etc.),

alimentación y protecciones eléctricas y un subsistema de alimentación autónoma.

Figura 33. Ejemplo de torre autosoportada de 12 metros con sistema de alerta acústica.

11. Conclusión.

Tal y como se ha expuesto en los puntos anteriores, un Sistema de Ayuda a la Decisión (SAD),

es un Sistema en el que se requiere tener un conocimiento profundo de la situación actual de

la Cuenca respecto al estado hidrológico de la misma, y en base a ella y a previsiones

meteorológicas, permitirá prever el caudal circulante en próximas horas. Es decir se requiere

de un Sistema Automático, que en tiempo real suministre información sobre las variables

climáticas, hidrológicas y de estado de las infraestructuras hidráulicas que son significativas y

condicionantes de la gestión, control y operación hidráulica. Por la información recopilada

respecto al sistema actual, creemos que en una primera fase se podrían completar el número

de estaciones, así como las variables sobre las que en la actualidad se obtienen datos, según se

ha expuesto en el apartado 7.5 Recomendaciones para completar el Sistema de la Cuenca del

Río Loukkos, el Sistema deberá transmitir la información con una frecuencia recomendada de

15 minutos. Una vez se produzca dicha fase sería el momento de abordar la implementación

del Sistema de Ayuda a la Decisión, en el que se deberá de implantar los elementos descritos

en los puntos anteriores.

propuesta para la implantación de un sistema de ayuda a la ......toma de decisiones que reduzcan el...

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