Curso Taller WEAP y el Cambio Climático - Introducción al Sistema de Apoyo a la Planificación de los Recursos Hídricos WEAP -

Transcripción

1 Agenda Curso Taller WEAP y el Cambio Climático - Introducción al Sistema de Apoyo a la Planificación de los Recursos Hídricos WEAP - J.C.Pouget, IRD Quito; T. Condom, IRD Lima; D. Purkey, SEI-US Davis; S. Vicuña, Universidad Santiago de Chile Quito, 18, 21, 22, 23 sep Viernes 18 de septiembre J.C. Pouget 11h30 12h30 Introducción a WEAP 16h00 18h00 WEAP en una hora Modulo 1 Tutorial WEAP: Herramientas básicas Modulo 2 Tutorial WEAP: Escenarios Lunes 21 de septiembre T. Condom, D. Purkey 14h00 17h00 Construcción de ejemplo con módulo glaciar 17h00 18h00 Revisión modelos WEAP S. Vicuña, D. Purkey Martes 22 de septiembre S. Vicuña, D. Purkey 9h00 12h30 Modelación lluvia-caudal y Calibración 14h00 18h00 Metodologías de estudio del cambio climático Miercoles 23 de septiembre J.C. Pouget, D. Purkey, M. Calispa 9h00 12h30 Ejercicios de Calibración 14h00 18h00 Adaptación y/o Construcción de nuevos módulos y variables de cálculo hidrológico Mesa redonda: Conclusiones, Recomendaciones y Perspectivas 2 Componentes GRH y Modelos Herramientas y retos de la GIRH Aportes CUENCAS Impactos Clima, precipitaciones, evaporaciones INFRAESTRUCTURAS GESTIÓN Ofertas Demandas Distribución USOS Retorno Contexto tecnológico y socio-económico 3 grandes funcionalides : Representación de un sistema con objetos y su desarrollo en el espacio y en el tiempo Simulación del funcionamiento sobre series temporales representativas de una variabilidad o de una evolución Evaluación de los resultados y de la durabilidad Importanciá de la integración : Gestión de la oferta Gestión de la demanda Aportes CUENCAS Impactos Clima, precipitaciones, evaporaciones OBRAS HIDRAULICAS GESTIÓN Ofertas Retornó Demandas Partición y distribución USOS Contexto tecnológico y socio-económico Evaluación de las dinamicas de los recursos BD local Mapas Web BASES DE DATOS INSTITUCIONES Evaluación de las dinamicas de las demandas Evaluación de los escenarios futuros 3 4 SIRH Admin Internet Usuario WEAP y la Planificación Uso de la herramienta WEAP Provee una estructura Use the View bar to común y transparente switch para between your data organizar la información and its de results. recursos hídricos a cualquier nivel deseado cuenca local, regional o río internacional Fácilmente se pueden GIS layers can be desarrollar escenarios added here. para explorar posibles futuros del agua Your can zoom your Las implicancias de schematic distintas in or out políticas pueden ser by sliding the bar here. evaluadas Use the menu to do standard functions such as creating new areas and saving. You can click and drag elements of the water system from the legend onto the schematic directly

2 Uso de la herramienta WEAP Herramientas para usar en la Evaluación Planificación/hidrología WEAP21 Aquarius SWAT IRAS (Interactive River and Aquifer Simulation) RIBASIM MIKE 21 and BASIN 7 8 Usos de WEAP Las capacidades de WEAP Investigación de Políticas Distribuciones de agua alternativos Cambio Climático Cambio en el uso de tierra Planificación de la Infraestructura Construcción de Capacidad Negociación Participación de los distintos actores Lo que puede hacer Planificación a alto nivel a escalas locales o regionales Manejo de demanda Distribución de agua Evaluación de infraestructura Lo que no puede hacer Operaciones a escalas menores que diarias Optimización de la oferta y demanda (ej. minimización de costos o maximización de bienestar social) 9 10 Un Sistema Simple en WEAP21 Una restricción en la infraestructura Insatisf

3 Una restricción regulatoria Diferentes Prioridades 10 Insatisf RI Satisf Por ejemplo, la demanda de grandes productores (70 unidades) puede ser la Prioridad numero 1 en un escenario, mientras que las demandas de menores productores (40 unidades) puede ser la Prioridad numero 1 en otro escenario.. 10 Insatisf Diferentes Preferencias WEAP es conducido por los Escenarios Por ejemplo un usuario central puede preferir tomar agua desde un tributario debido a menores costos de bombeo El editor de escenario realmente acomoda los análisis de: Escenarios de Cambio Climático y supuestos Supuestos en las demandas futuras Supuestos en los futuros desarrollos de la cuenca Futuro y Escenarios: Por que? Escenarios: una manera sistemática de pensar acerca del futuro Para ganar un mejor entendimiento de las posibles implicancias de las decisiones (o las no-decisiones) a través de los distintas escalas espaciales y temporales Para apoyar la toma de decisiones Study Definition Spatial Boundary System Components Time Horizon Network Configuration Current Accounts Demand Pollutant Generation Reservoir Characteristics Resources and Supplies River Simulation Wastewater Treatment Scenarios Demographic and Economic Activity Patterns of Water Use, Pollution Generation Water System Infrastructure Hydropower Allocation, Pricing and Environmental Policy Component Costs Hydrology Evaluation Water Sufficiency Ecosystem Requirements Pollutant Loadings Sensitivity Analysis

4 Estructura de WEAP WEAP: Interfaz con el Usuario Barra de Menú Use the View bar to switch between your data and its results. Use the menu to do standard functions such as creating new areas and saving. You can click and drag elements of the water system from the legend onto the schematic directly. Idiomas: Solo la Interfaz Ingles Francés 5 Vistas Principales GIS layers can be added here. Chino Español Your can zoom your schematic in or out by sliding the bar here La información esta organizada en una estructura de árbol quese puede editar aquí Se pueden crear múltiples escenarios y usar esta ventana para cambiar entre ellos. Requerimientos de Datos Uso de la barra de Vistas para cambiar entre tus análisis y resultados Entrar o editar la información tipeando aquí WEAP le permite al usuario determinar el nivel de complejidad deseado Dependiendo de las preguntas que tienen que ser abordadas La disponibilidad de datos Tu información aparece aquí ya sea de manera grafica o como tabla Desde lo simple Hasta lo complejo

5 Requerimientos de datos: Oferta de Agua Caudales y Demandas prescritas por el usuario Oferta de agua definida por el usuario (caudal en determinados ríos dados como series de tiempo) Series de tiempo de caudal en río (cabecera) m 3 /s Red de ríos (conectividad) Alternativamente la oferta puede ser calculada a través del modulo hidrológico (dejar que la cuenca genere el caudal en el río) Atributos de la cuenca Área, tipo cubierta... Climatología Precipitación, temperatura, velocidad del viento, y humedad relativa Dejar que el Clima Maneje la Hidrología El Modulo Hidrológico 2-reservorios en WEAP Kc = Crop coefficient Sw = Root zone capacity Ks = Root zone conductivity Dw = Deep water capacity Kd = Deep water conductivity RRF = Runoff Resistance Factor f = Flow direction (% horizontal) z1, z2 = storage fractions Modelo 2-Baldes por tipo de Suelo Hidrología Integrada/Manejo de Aguas

6 Requerimientos de Datos: demanda Requerimientos de datos (continuación) Datos para la demanda de agua: multi-sectorial Demanda municipal e industrial Agregada por sector económico (manufactura, turismo, etc.) Desagregada por población (ej., uso por persona, uso por grupo socioeconómico) Demandas en la agricultura Agregado por área (# hectáreas, uso anual de agua por hectárea) Desagregado por requisitos para cada cosecha Demandas de los ecosistemas (caudales mínimos ecológicos) SECTOR SUBSECTOR USO FINAL APARATO Agricultura Industria Municipal Algodón Arroz Trigo Energía Petróleo Papel Ciudad del Sur Ciudad oriental Irrigación Enfriamiento Procesos Otros Familia única Multi-familiar Tendido Aspersión Goteo Standard Eficiente Cocina Baño Ducha Toilet Calibración y Validación Ejemplo de proyecto: El Dorado ID Criteria para evaluar el modelo Caudales a lo largo del cauce principal y tributarios Almacenaje en reservorio y descargas Trasvases de aguas desde otras cuencas Demanda y entrega de agua a la Agricultura Demanda y entrega de agua a los sectores municipal e industrial Tendencia y niveles de agua almacenado en los acuíferos El Dorado Irrigation District El sistema EID Logica del plan de sequia EID

7 El Dorado Irrigation District in WEAP Hydrology Calibration 37 m^3/sec South Fork American Wk 40 Wk 43 Wk 46 Wk 49 Wk 52 Wk 3 Wk 6 Wk 9 Wk 12 Wk 15 Wk 18 Wk 21 Wk 24 Wk 27 Wk 30 Wk 33 Wk 36 Wk Obs Calib Mod Obs Valid Mod 38 Implementing Drought Triggers and Actions Climate Scenarios: What do GCMs say about T? Regional Downscaling: Temperature Climate Scenarios: What do GCMs say about P?

8 Regional Downscaling: Precipitation Impacts Analysis Demand-Supply Shortfall acre-feet Year Evaluación de los escenarios futuros Objetivos a corto plazo Global modeling Regional downscaling Rainfall & runoff Impact analysis How many simulations? How to consolidate the results? 45 Experimentar varias maneras de cortar el espacio de la cuenca Calibrar los modelos sobre toda la cuenca alta del Guayllabamba al nivel mensual de 1963 hasta Área de Estudio Definición de Cuencas Cuenca alta del Guayllabamba Vertiente pacifico Cayambe Humboldt Crespos Producción de agua para el Distrito Metropolitano de Quito 7.2 m 3 /s (fuente EMAAP-Q) Mas de 6 viene de las cuencas amazonicas Sistema Papallacta 3 m3/s Quito Jatunhuaycu Diguchi Mica Antisana Quito Cotopaxi Antisana Sistema Antisana - Mica 1.5 m3/s 47 Fuentes: IGM, Escala 1:50000, WGS 1984 SIRH Guayllabamba alto FONAG Definición de cuencas: Roger Calvez Homogenización con Rubén Basantes - PRAA? 48 8

9 Glaciares y Páramos Modulo Glaciar en WEAP Ei=1 hasta n bandas de elevacion j=1, zona glaciar j=2, zona no glaciar m=banda de elevacion mas baja con glaciar i=m i=n i=m+1 j=2 j=2 j=2 A i, j=2 A i, j=1 j=1 j=1 j=1 i=1 j=2 E i E m E m+1 E n 49 Subwatershed Glacier Elevation Band Delimiter Streamflow Measurement or Management Point CATCHMENT Object in WEAP RUNOFF in WEAP 50 Balance de Masa Anual Datos hidro-meteo t=1, Año 1 Condiciones Iniciales Sinitial V ice j=1 Crespos (4520 m) t=12, Año 1 VP liq snow if T<T o liq if T>T o ΔV liq ΔV snow ΔM water VQ snow VQ ice n ΔV Δ,, = 12, = Δ,, = 12 ice V ice T t i Vglacier T t i= m j=1 La Mica (3930 m) Humboldt (4010 m) Fuente general de los datos mensuales: Informes Antisana Caudal: Estaciones Humboldt, Crespos Precipitacion: P5..P11 + correlacion Temperatura: SAMA, ORE Informe 2007, Gradiente -0.6 C/100m Velocidad del viento: SAMA, ORE Informe 2007 => Micareanalisis Humedad relativa, nebulosidad: SAMA, ORE Informe 2007 => promedio interanual Espacializacion en catchments 500m Espacializacion catchments m 5000 m Fuente: TNC 2007 Crespos 4500 m Humboldt 5500 m Fuente: TNC 2007 Crespos 4500 m Humboldt 5625 m cada 125 m 4000 m 4000 m 4250 m Codigo CRE_4520 CRE_5000 CRE_5500 CRESPOS HUM_4010 HUM_4500 HUM_5000 HUMBOLDT ANTISANA Area km Glaciar 29% % 2% 92% 11% 2% Arenales 71% 46% 84% 8% 21% 5% Páramos 10 14% 68% 74% Pastos 19% 53 Codigo CRE_4520 CRE_4625 CRE_4750 CRE_4875 CRE_5000 CRE_5125 CRE_5250 CRE_5375 CRE_5625 Area km Glaciar 41% 10 93% 1% 14% Arenales 10 59% 7% 99% 1% 84% 86% Páramos 10 99% 16% Pastos 54 9

10 Simulaciones 1956 (1965) Extent of Use Ejemplo Crespos Año area glaciar km2 4 2 % glaciar 86% 68% Fuente limites glaciares 1956: Daniela Vallejos (2008) => cf. presentación Cadier jun-2009 => trabajo Ruben Basantes PRAA => otros limites: 1965? 1993? Datos meteo precipitacion: reconst. con estacion temperatura: reanilisis Instalación de WEAP Comentarios de instalación Usar la carpeta "WEAP_base When WEAP starts, you will be prompted to register the software. Enter the following information: User Name: Quito WEAP Workshop Registration Code: License Expires: 10/31/2009 (after which saving data will be disabled). WEAP requires Windows 98 or later and at least 256 MB of RAM. To install WEAP on Windows 2000, Windows XP, or later, your user account must either have Administrator or "Power User" privileges. To run WEAP, you must either be an Administrator or a "Power User," or you must be granted read and write privileges on the WEAP directory by your computer administrator. Note for Microsoft Vista users: you may need to disable User Access Control (UAC), and install WEAP in a directory that is NOT underneath C:\Program Files. If you still have problems, right click on the weap.exe, select properties, and choose "Run in XP compatibility mode." Additionally, you might need to right click and choose "run as administrator" to start WEAP Seguida instalacion After installing the May 2008 version, run WEAP at least once and exit. Then, download and unzip ftp://seius.org/weapupdate/beta2/update.zip into your main WEAP directory. (update.zip itself contains.zip files but don't unzip those.) 59 10