Pruebas piloto de modelación hidrológica para emitir pronósticos hidrológicos en forma cuantitativa y con uso de modelos auto-regresivos para el horizonte diario, pentadal y decadal de los niveles de agua - Viabilidad científica de la implementación de pr

Abstract

El presente informe es el producto final del trabajo realizado para verificar la viabilidad científica de la implementación de pronósticos operativos de niveles del agua a escala diaria, pentadal y decadal en 20 estaciones autómaticas con transmisión en tiempo real del IDEAM. Aquí se analiza la capacidad institucional del IDEAM (fortalezas y debilidades) para emprender la emisión operativa de los mencionados pronósticos. Entre otros aspectos se define cuando un sistema de pronóstico hidrológico en tiempo real es viable, lo cual se establece estudiando aspectos cómo: el nivel de capacitación del personal, las capacidades informáticas, la cadena de registro hidrológico continuo (Red de Estaciones Automáticas), la disponibilidad de software integrador de flujos de información hidrometeorológica y la calidad de la información en tiempo real. En la etapa final se analiza con detenimiento la posibilidad de emitir pronósticos hidrológicos en tiempo real basándose en una técnica que contempla operadores matemáticos con componentes auto-regresivos (variable endógena) y exógenos y que además cuenta con un mecanismo expreso de optimización. La estructura del presente documento es la siguiente: en la primera parte se presentan los resultados de la revisión de los documentos que soportan el modelo hidrológico nacional de la Subdirección de Hidrología, en la segunda se muestra el desarrollo de las aproximaciones matemáticas hidrológicas para simular la dinámica de los niveles de los ríos escogidos por la Subdirección de Hidrología, en la tercera se analiza el flujo de la información (de precipitación y niveles del agua) en tiempo real para pronósticos hidrológicos de los niveles del agua a nivel diario, pentadal y decadal y por último se verifica la viabilidad científica para la implementación de pronósticos operativos a escala diaria, pentadal y decadal. En esta última etapa se aplica el desarrollo presentado en la segunda parte del informe a 20 estaciones hidrológicas de características fisiográficas diferentes (estaciones en zonas montañosas, intermedias y planas). Con detalle se presentan la selección de predictores para cada estación y el “mejor” operador matemático para el pronóstico de niveles diarios, pentadales y decales desde el punto de vista de criterios de desempeño como el S/ del centro hidrometeorológico de Rusia, el porcentaje de pronósticos acertados, el Criterio Bayesiano de información –Utilizado por la National Oceanic and Atmospheric Administration (Dawson, et al., 2007) y otros que clásicamente son aplicados a la validadción de modelos matemáticos aplicados en hidrología. En resumen, la viabilidad de los pronósticos aquí planteados se concibe a través de la completitud en infraestructura y personal y la posibilidad de contar con una estructura matemática “optimizable” de acuerdo a los criterios de desempeño mencionados en el párrafo anterior. Finalmente se presenta un plan de trabajo para lograr concretar una cadena de producción de pronósticos de niveles diarios, pentadales y decadales en tiempo real. Este plan de trabajo también menciona la investigación necesaria para poner en funcionamiento un procedimiento de pronóstico “extendido” que incluya pronósticos estocásticos, que entreguen al usuario no un simple valor de nivel pronosticado, sino también la curva de densidad probabilística que caracteriza a esta variable de estado durante cada episodio de pronóstico. Esto último con el fin de lograr un sistema de pronóstico hidrológico que provea información probabilística sobre la incertidumbre del proceso en evolución.