%A Sandra Paola Bianucci
%T Gesti?n ?ptima de embalses en avenidas incorporando al concepto de incertidumbre : aplicaci?n a embalses con central hidroel?ctrica
%X Esta tesis realiza una contribuci?n metodol?gica al problema de la gesti?n ?ptima de embalses hidroel?ctricos durante eventos de avenidas, considerando un enfoque estoc?stico y multiobjetivo. Para ello se propone una metodolog?a de evaluaci?n de estrategias de laminaci?n en un contexto probabil?stico y multiobjetivo. Adem?s se desarrolla un entorno din?mico de laminaci?n en tiempo real con pron?sticos que combina un modelo de optimizaci?n y algoritmos de simulaci?n. Estas herramientas asisten a los gestores de las presas en la toma de decisi?n respecto de cu?l es la operaci?n m?s adecuada del embalse. 
Luego de una detallada revisi?n de la bibliograf?a, se observ? que los trabajos en el ?mbito de la gesti?n ?ptima de embalses en avenidas utilizan, en general, un n?mero reducido de series de caudales o hidrogramas para caracterizar los posibles escenarios. Limitando el funcionamiento satisfactorio de un modelo determinado a situaciones hidrol?gicas similares. Por otra parte, la mayor?a de estudios disponibles en este ?mbito abordan el problema de la laminaci?n en embalses multiprop?sito durante la temporada de avenidas, con varios meses de duraci?n. 
Estas caracter?sticas difieren de la realidad de la gesti?n de embalses en Espa?a. Con los avances computacionales en materia de gesti?n de informaci?n en tiempo real, se observ? una tendencia a la implementaci?n de herramientas de operaci?n en tiempo real con pron?sticos para determinar la operaci?n a corto plazo (involucrando el control de avenidas). 
La metodolog?a de evaluaci?n de estrategias propuesta en esta tesis se basa en determinar el comportamiento de ?stas frente a un espectro de avenidas caracter?sticas de la solicitaci?n hidrol?gica. Con ese fin, se combina un sistema de evaluaci?n mediante indicadores y un entorno de generaci?n estoc?stica de avenidas, obteni?ndose un sistema impl?citamente estoc?stico. 
El sistema de evaluaci?n consta de tres etapas: caracterizaci?n, s?ntesis y comparaci?n, a fin de poder manejar la compleja estructura de datos resultante y realizar la evaluaci?n. 
En la primera etapa se definen variables de caracterizaci?n, vinculadas a los aspectos que se quieren evaluar (seguridad de la presa, control de inundaciones, generaci?n de energ?a, etc.). Estas variables caracterizan el comportamiento del modelo para un aspecto y evento determinado. En la segunda etapa, la informaci?n de estas variables se sintetiza en un conjunto de indicadores, lo m?s reducido posible. Finalmente, la comparaci?n se lleva a cabo a partir de la comparaci?n de esos indicadores, bien sea mediante la agregaci?n de dichos objetivos en un indicador ?nico, o bien mediante la aplicaci?n del criterio de dominancia de Pareto obteni?ndose un conjunto de soluciones aptas. Esta metodolog?a se aplic? para calibrar los par?metros de un modelo de optimizaci?n de embalse en laminaci?n y su comparaci?n con otra regla de operaci?n, mediante el enfoque por agregaci?n. Luego se ampli? la metodolog?a para evaluar y comparar reglas de operaci?n existentes para el control de avenidas en embalses hidroel?ctricos, utilizando el criterio de dominancia. 
La versatilidad de la metodolog?a permite otras aplicaciones, tales como la determinaci?n de niveles o vol?menes de seguridad, o la selecci?n de las dimensiones del aliviadero entre varias alternativas. 
Por su parte, el entorno din?mico de laminaci?n al presentar un enfoque combinado de optimizaci?n-simulaci?n, permite aprovechar las ventajas de ambos tipos de modelos, facilitando la interacci?n con los operadores de las presas. Se mejoran los resultados respecto de los obtenidos con una regla de operaci?n reactiva, aun cuando los pron?sticos se desv?an considerablemente del hidrograma real. 
Esto contribuye a reducir la tan mencionada brecha entre el desarrollo te?rico y la aplicaci?n pr?ctica asociada a los modelos de gesti?n ?ptima de embalses. This thesis presents a methodological contribution to address the problem about how to operate a hydropower reservoir during floods in order to achieve an optimal management considering a multiobjective and stochastic approach. A methodology is proposed to assess the flood control strategies in a multiobjective and probabilistic framework. Additionally, a dynamic flood control environ was developed for real-time operation, including forecasts. This dynamic platform combines simulation and optimization models. These tools may assist to dam managers in the decision making process, regarding the most appropriate reservoir operation to be implemented. 
After a detailed review of the bibliography, it was observed that most of the existing studies in the sphere of flood control reservoir operation consider a reduce number of hydrographs to characterize the reservoir inflows. Consequently, the adequate functioning of a certain strategy may be limited to similar hydrologic scenarios. In the other hand, most of the works in this context tackle the problem of multipurpose flood control operation considering the entire flood season, lasting some months. 
These considerations differ from the real necessity in the Spanish context. The implementation of real-time reservoir operation is gaining popularity due to computational advances and improvements in real-time data management. 
The methodology proposed in this thesis for assessing the strategies is based on determining their behavior for a wide range of floods, which are representative of the hydrological forcing of the dam. An evaluation algorithm is combined with a stochastic flood generation system to obtain an implicit stochastic analysis framework. 
The evaluation system consists in three stages: characterizing, synthesizing and comparing, in order to handle the complex structure of results and, finally, conduct the evaluation process. 
In the first stage some characterization variables are defined. These variables should be related to the different aspects to be evaluated (such as dam safety, flood protection, hydropower, etc.). Each of these variables characterizes the behavior of a certain operating strategy for a given aspect and event. In the second stage this information is synthesized obtaining a reduced group of indicators or objective functions. Finally, the indicators are compared by means of an aggregated approach or by a dominance criterion approach. In the first case, a single optimum solution may be achieved. However in the second case, a set of good solutions is obtained. 
This methodology was applied for calibrating the parameters of a flood control model and to compare it with other operating policy, using an aggregated method. After that, the methodology was extent to assess and compared some existing hydropower reservoir flood control operation, considering the Pareto approach. The versatility of the method allows many other applications, such as determining the safety levels, defining the spillways characteristics, among others. 
The dynamic framework for flood control combines optimization and simulation models, exploiting the advantages of both techniques. This facilitates the interaction between dam operators and the model. Improvements are obtained applying this system when compared with a reactive operating policy, even if the forecasts deviate significantly from the observed hydrograph. 
This approach contributes to reduce the gap between the theoretical development in the field of reservoir management and its practical applications.
%D 2013
%I Caminos
%L upm16573