Calibración y simulación de un sistema regulado de suministro de agua a través de técnicas de Monte Carlo

Abstract

[EN] Channel flow covers long distances and obeys to variable temporal behaviour. It is usually regulated by hydraulic elements as lateral gates to provide a correct of water supply. The dynamics of this kind of flow is governed by a partial differential equations system named shallow water model. They have to be complemented with a simplified formulation for the gates. All the set of equations form a non-linear system that can only be solved numerically. Here, an explicit upwind numerical scheme in finite volumes able to solve all type of flow regimes is used. Hydraulic structures (lateral gates) formulation introduces parameters with some uncertainty. Hence, these parameters will be calibrated with a Monte Carlo algorithm obtaining associated coefficients to each gate. Then, they will be checked, using real cases provided by the monitorizing equipment of the Pina de Ebro channel located in Zaragoza.

[ES] El flujo en canales se caracteriza por cubrir largas distancias y obedecer a patrones temporales variables. Suele estar regulado por elementos hidráulicos, como compuertas laterales, para asegurar un correcto abastecimiento de agua. La dinámica de este flujo viene gobernada por un sistema de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales llamado de aguas poco profundas. Junto a ellas es necesario establecer una formulación simplificada del funcionamiento de las compuertas. El conjunto forma un sistema no lineal que sólo se puede resolver numéricamente. Aquí se propone un esquema descentrado explícito de volúmenes finitos con el fin de resolver todo tipo de regímenes. La modelización de las estructuras hidráulicas (compuertas laterales) introduce parámetros con incertidumbre. Por ello, serán calibradas mediante el algoritmo de Monte Carlo, obteniendo como resultado unos coeficientes asociados a cada una de ellas. Posteriormente serán verificadas utilizando casos reales proporcionados por el equipo de monitorización del canal de Pina de Ebro (Zaragoza).