Desarrollo de un modelo para la predicción de caudales y volúmenes de embalse en el trasvase Tajo-Segura empleando lógica difusa

Abstract

[ES] Debido a su gran longitud y a su innegable contribución al desarrollo socioeconómico del sureste del país, el trasvase Tajo-Segura constituye una de las obras hidráulicas de mayor relevancia para España. El agua que la cabecera del río Tajo cede a la cuenca del Segura ha sido un elemento esencial para el crecimiento de la región durante los más de 40 años en los que el trasvase ha estado en funcionamiento. Sin embargo, durante este tiempo, su operación se ha enfrentado, y se sigue enfrentando, a polémicas y controversias entre diversas entidades pertenecientes a la cuenca cedente, a la cuenca receptora y a las comunidades autónomas asociadas. El encuentro de numerosos intereses políticos, económicos y ambientales ha generado permanente conflicto en la toma de decisiones. Ante esto, durante las últimas décadas se han instaurado normativas de explotación que dictaminan los máximos volúmenes trasvasables en relación con las condiciones concretas de disponibilidad de agua en la cuenca cedente, intentando así asegurar la sostenibilidad del recurso. No obstante, en la práctica, la transferencia final de caudales no solo obedece al estricto cumplimiento de los límites normados, sino que en la decisión intervienen también otros criterios no explícitamente fijados, por lo que se dificulta la obtención de predicciones fiables de volúmenes trasvasados.

Presentada esta problemática, se propone el desarrollo de modelos matemáticos capaces de predecir los volúmenes mensuales desembalsados, tanto a la cuenca del Segura (a través del trasvase) como a la del Tajo. Estos modelos utilizan como datos de entrada parámetros que caracterizan la disponibilidad hídrica de la región, y se calibran y validan empleando las decisiones que han sido tomadas históricamente. La elaboración de estos modelos se ha realizado mediante técnicas de lógica difusa, que no requieren, necesariamente, el conocimiento de valores numéricos concretos para su ejecución, sino que incorporan expresiones del lenguaje cotidiano como ¿muy bajo¿ o ¿muy alto¿, facilitando en gran medida el entendimiento y manipulación por parte de los usuarios y operadores.

Una vez definidos, estos modelos se emplearán para realizar predicciones de los caudales trasvasados y desembalsados hacia el Tajo, así como de volúmenes almacenados en los embalses de cabecera del Tajo mediante balance hídrico, comparándose sus resultados con los valores observados durante el período histórico, con el fin de establecer la fiabilidad de dichos sistemas y su potencial aplicación para la obtención de predicciones estacionales de caudales trasvasados, lo cual puede resultar de gran utilidad para la planificación de los productores de la región.

[EN] Due to its great length and its undeniable contribution to the socioeconomic development of the southeast of the country, the Tagus-Segura water transfer constitutes one of the most important hydraulic works for Spain. The water that the headwaters of the Tagus River transfer to the Segura basin has been an essential element for the growth of the region during the more than 40 years in which the transfer has been working. However, during this time, its operation has faced, and continues to face, polemics and controversies between various entities belonging to the ceding basin, the receiving basin and the associated autonomous communities. The meeting of numerous political, economic and environmental interests has generated permanent conflict in decision-making. Given this, in recent decades, exploitation regulations have been established that dictate the maximum volumes that can be transferred in relation to the specific conditions of water availability in the transferring basin, thus trying to ensure the sustainability of the resource. However, in practice, the final transfer of flows is not only due to strict compliance with the regulated limits, but other criteria that are not explicitly set also intervene in the decision, which makes it difficult to obtain reliable predictions of transferred volumes.

To adress this issue, it is proposed the development of mathematical models capable of predicting the monthly volumes released, both to the Segura basin (through the transfer) and to the Tagus. These models use as input data parameters that characterize the water availability of the region, and are calibrated and validated using the decisions that have been made historically. The elaboration of these models has been carried out using fuzzy logic techniques, which do not necessarily require knowledge of specific numerical values for their execution, but instead incorporate expressions from everyday language such as "very low" or "very high", facilitating in great extent the understanding and manipulation by users and operators.

Once defined, these models will be used to make predictions of the flows transferred and discharged into the Tagus, as well as the volumes stored in the headwater reservoirs of the Tagus through water balance, comparing their results with the values observed during the historical period, in order to establish the reliability of these systems and their potential application to obtain seasonal predictions of transferred flows, which can be very useful for the planning of producers in the region.