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Predicción de caudales mensuales en cuencas colombianas para la generación hidroeléctrica

Gómez Serna, Jesica Katherine (2018) Predicción de caudales mensuales en cuencas colombianas para la generación hidroeléctrica. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín.

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Resumen

Resumen: Las sequias son fenómenos cada vez más frecuentes en el mundo, y son considerados como uno de los eventos hidrometeorológicos extremos con mayores costos sociales, ambientales y económicos, razón por la que es necesario entender su variación espacio-temporal para lograr mejores herramientas de manejo de los recursos hídricos en Centro, Sur América y el Caribe. En este trabajo estudiamos la variabilidad espacio – temporal del índice de Precipitación Estandarizado (SPI por su sigla en inglés), en escalas de tiempo anual e interanual calculado apartir de las precipitaciones mensuales de la base de datos “Climate Hazard Group InfraRed Precipitation with Station Data ” (CHIRPS), durante el período comprendido entre enero de 1981 y diciembre de 2014 y con una resolución espacial aproximada de 5 km, desde los 24 º N hasta los 50 ºS y desde los 106 ºWa30ºW.Para tal fin se utilizan análisis de correlación cruzada con los índices de El Niño/Oscilación del Sur (ENSO), Funciones Ortogonales Empíricas (FOE) y análisis espectral. Las principales conclusiones en relación con la variabilidad anual del SPI se refieren a los siguientes aspectos: los valores máximos del ciclo anual del SPI se observan en Ecuador, Uruguay, el sur de Brasil y Argentina en los meses de enero, febrero, marzo y abril; en Venezuela, Guyana, Surinam, la Guayana Francesa y Uruguay durante mayo, junio y julio; en Uruguay y Brasil en el mes de agosto; en Brasil en los meses de septiembre, octubre y noviembre; y en Colombia, Per ú y Ecuador en el mes de diciembre. Los valores mínimos del SPI asociados con sequías se presentan en México en los meses de enero y febrero; en el nordeste de Brasil en los meses de septiembre, octubre y noviembre, y en Perú en el mes de abril. El Caribe se mantiene con valores que indican sequias suaves durante todo el año. A la escala de tiempo interanual asociada con el ENSO, se encontró que existe una relación fuerte entre el ENSO y el SPI: El Niño (La Niña) causa lluvias (sequias) en la costa de Perú y Ecuador y sequias (lluvias) en el nordeste de Brasil, el occidente de Colombia, Venezuela, Guyana, Suriname y la Guayana Francesa para rezagos de hasta 3meses. A partir del análisis de FOE se observa que los primeros tres modos de oscilación representan un 21.9% de la varianza explicada. En el primer modo se presenta un dipolo entre el sur y el noreste de Brasil, en el segundo Chile, el nordeste de Brasil y el norte de México contrastan con Cuba, Panamá, Honduras , Colombia, el norte de Brasil, Ecuador y Perú. En el tercero un tripolo se presenta entre Uruguay y Paraguay con el Caribe, los países del norte de Sur América y los más al sur del continente. Mediante la transformada en onditas (wavelets) se pudo identificar que a la escala interanual también se observan periodicidades de la sequía entre los 3 , 4 y 8 años, Abstract: Droughts are hydrometeorological extreme events, which have been increasing in frequency, intensity and duration during the last decades, thus imposing a high societal, environmental and economic toll worldwide. As such, the space-time variability of dry spells need to be diagnosed and understood to improve the development of knowledge-based water resources systems planning and management in Latin America and the Caribbean. Here we study the spatiotemporal variability of the Standardized Precipitation Index (SPI) at annual and interannual timescales, using monthly information from the “Climate Hazard Group InfraRed Precipitation with Station Data” (CHIRPS), spanning the period from January 1981 to December 2014, at a 5-km spatial resolution, for the region from 24ºN to 50ºS and 106ºW to 30ºW. To that end, we construct maps of the long-term mean annual cycle of SPI, and at interannual timescales we estimate cross-correlation analysis with indices of El Niño/Southern Oscillation (ENSO), as well as Empirical Orthogonal Functions (EOF) and spectral analysis. Results for the SPI at the annual timescale allow us to draw the following conclusions: Minimum SPI values (strong dry periods) are witnessed in Mexico during January and February, over northeast Brazil from September to November, and in Peru during April. On the other hand, maximum values are observed over regions of Ecuador, Uruguay, south Brazil and Argentina from January to April; as well as in Venezuela, the Guyanas, and Uruguay from May to July; in other regions of Uruguay and Brazil during August; and in other Brazilian egions during September to November; whereas in Colombia, Ecuador and Peru in December. The Caribbean shows values that mean soft droughts during the year. At interannual timescales, we found strong cross-correlations between ENSO and SPI: El Niño (La Niña) is associated with positive (negative) rainfall anomalies through the coast of Peru and Ecuador, whereas dry spells (high rainfall) over northeast Brazil, central and western Colombia, as well as in Venezuela, the Guyanas, Surinam and the French Guyana with significant cross-correlations up to 3-month lags. The EOF analysis shows that the first three main modes explain 22% of the variance. The first mode shows a dipole between south and northeast Brazil. In the second mode Chile, northeast Brazil and northern Mexico contrast with Cuba, Panama, Honduras, Colombia, northern Brazil, Ecuador and Peru. The third mode exhibits a tripole between Uruguay-Paraguay with the Caribbean, northern South America and southern South America. The spectral analysis using wavelet transform identify diverse interanual periodicities at 3, 4 and 8 years.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Ochoa Jaramillo, Andrés and Poveda Jaramillo, Germán
Información adicional:Maestría en Ingeniería - Recursos hidráulicos
Palabras clave:Sequías, Hidroclimatología, Recursos Hidráulicos, Aprovechamiento de Recursos Hidráulicos
Temática:3 Ciencias sociales / Social sciences
3 Ciencias sociales / Social sciences > 33 Economía / Economics
6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
Unidad administrativa:Sede Medellín > Facultad de Minas > Escuela de Geociencias y Medio Ambiente
Código ID:64967
Enviado por : Jesica Katherine Gómez Serna
Enviado el día :16 Julio 2018 15:48
Ultima modificación:16 Julio 2018 18:18
Ultima modificación:16 Julio 2018 18:18
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