Influencia de la batimetría local en la validación del modelo Mike 21
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Influencia de la batimetría local en la validación del modelo Mike 21
Ivette Fernández Aneiva
Proyecto Innova Corfo código 09CN14-5718 “Catastro del recurso energético asociado a oleaje para el apoyo a la
evaluación de proyectos de generación de energía Undimotriz”
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Contenido INTRODUCCIÓN ZONA DE ESTUDIO METODOLOGÍA ANTECEDENTES PREVIOS MATERIALES SENSIBILIDAD DE PARÁMETROS SENSIBILIDAD DE BATIMETRÍAS RESULTADO • SENSIBILIDAD DE BATIMETRÍAS• CALIBRACIÓN DE LOS MODELOS.• VALIDACIÓN DE LOS MODELOS CONCLUSIÓN
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Realizar un catastro energético a lo largo de las zonas costeras del país, implica una serie de elementos importantes a estudiar y analizar . Dentro de los factores que tienen influencia en la caracterización del catastro, se encuentra la batimetría o topografía del fondo marino de las zonas de estudio. Analizar la densidad junto con su extensión, es relevante a considerar en el dominio a modelar, sobre todo en aguas someras. Es por lo anterior, que el objetivo general de este análisis, se basa en la implicancia de una batimetría de detalle en la zona escogida a caracterizar.
Introducción
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Zona de Estudio: Punta Curaumilla
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Metodología
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Antecedentes Previos
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Antecedentes: Batimetría
Gebco
Etopo
SHOA
Batimetría de detalle
Fuente: http://www.cona.cl/publicaciones/geologia_marina/editorial.pdfGeología Marina de ChileCOMITÉ OCEANOGRÁFICO NACIONAL DE CHILESERVICIO HIDROGRÁFICO Y OCEANOGRÁFICO DE LA ARMADA DE CHILEPONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSOSERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA
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Gebco y Etopo
GEBCO (General bathymetric chart of the oceans). Tamaño de celda es de a 30 segundos de arco mundial. Organizado por British Oceanographic Data Center (BODC).
ETOPO hace referencia vertical al nivel del mar, y hace referencia horizontal al Sistema Geodésico Mundial de 1984 (WGS 84) . Tamaño de celda de 1 minuto de arco . Organizado por National Geophysical Data Center (NGDC)
http://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data/http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global
Antecedentes: Batimetría pública
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SHOA El SHOA es el encargado de proveer la documentación náutica del país. La obtención de estas
cartas náuticas se realiza a través de un pago respectivo.
Batimetría de detalle La batimetría de detalle se contrata a una empresa, la cuál tiene por misión realizar las tareas
asignadas por el INH.
http:www.shoa.cl/pagnueva/comelec.html
Materiales: Batimetría comercial
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Antecedentes: Mediciones de terreno
Boya Triaxys (Hs, Tp, Dmean)
ADCP
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Antecedentes: Mediciones de terreno
Boya Triaxys
ADCP (Hs, Tp, Dmean)
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Materiales
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Materiales: Modelo Numérico
Es un modelo de olas de viento espectral de nueva generación, basado en
mallas no estructuradas. El modelo simula el crecimiento, la disipación y la transformación de olas generadas por el viento y el mar de fondo en aguas profundas y las zonas costeras.
Módulo incluye dos formulaciones diferentes:
• Formulación paramétrica desacoplado direccional• Formulación completamente espectral
MIKE 21 SW
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Materiales: Modelo Numérico
Incluye los siguientes fenómenos físicos:
• Crecimiento de oleaje por acción del viento• Interacción no lineal ola a ola • Disipación debido al white-capping• Disipación por fricción de fondo• Disipación debido a la profundidad en la rompiente• Refracción y shoaling debido a las variaciones de profundidad• Interacción ola-corriente• Efecto de la variación del agua en el tiempo del llenado y vaciado
MIKE 21 SW
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Water level
Wave Breaking Alpha Gamma
Include effect on mean wave frequency
Bottom friction
Materiales: Modelo Numérico
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Sensibilidad de Parámetros
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Combinatoria total: 720 Modelos
Sensibilidad parámetros
Variación de los parámetros escogidos del modelo Mike 21 SW, para determinar su influencia en los resultados (Hs, Tp, Dmean) de los modelos.
VARIABLE Mínimo Máximo SpacingWater level 0,5 2 0,2Alpha 0,6 1,1 0,1Gama 0,6 0,8 0,05Include effect on mean wave frequency Si No -Bottom friction 0,00015 0,00035 0,0001
The calibration of the numerical wave model SWAN along the Petten transectDelft University of Technology, National Institute for Coastal & Marine Management
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Sensibilidad parámetros
VARIABLE Hs Tp DmeanWater level + + + +Alpha - - -Gama - - -Include effect on mean wave frequency - - -Bottom friction +++ +++ +++
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Variación de los parámetros para determinar el grado de ajuste de los resultados modelados v/s mediciones de campo (ADCP).
Calibración Nº 1
Combinatoria total: 112 Modelos
Sensibilidad parámetros
VARIABLE Mínimo Máximo Spacing
Water level 0 3 0,3
Bottom friction 0,00035 0,00055 0,0001
VARIABLEHs Tp Dmean
Bottom friction+++ +++ +++
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Variación de los parámetros para determinar el grado de ajuste de los resultados modelados v/s mediciones de campo (ADCP).
Calibración Nº 2
Configuración 1: Factor de relajación 0.07 - Fricción 0.0004
Configuración 2: Factor de relajación 0.07 - Fricción 0.00055
Configuración 3: Factor de relajación 0.08 - Fricción 0.00045
Configuración 4: Factor de relajación 0.08 - Fricción 0.00055
VARIABLE MIN MAX DELTAFactor de relajación 0,07 0.08 0,01Fricción del fondo 0,00045 0,00055 0,0001
Sensibilidad parámetros
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Sensibilidad de Batimetrías
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Cuatro casos a modelar con sus cuatro respectivas configuraciones
Caso 1 : Con batimetría de detalle
Caso 2: Sin batimetría de detalle
Caso 3: Sin batimetría de detalle + Interpolación 1
Caso4: Sin batimetría de detalle + Interpolación 2
Sensibilidad de batimetrías
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Sensibilidad de batimetrías: Distintas interpolacionesInverse distance to a power
Natural Neighbor
Triangulación con interpolación lineal
Kriging
Nearest neighbor
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Resultados
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Para ejecutar el análisis cuantitativo de los resultados del modelo realizado, se realizan cálculos estadísticos del ajuste del modelo contra los datos observados, considerando el parámetro de error cuadrático medio RMSE.
• Donde:• Oi = Valor observado en instante i• Pi = Valor modelado en instante i
Metodología de los resultados
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Resultados: Mejor caso batimétrico
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Resultados: Con batimetría de detalle
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Resultados: Sin batimetría de detalle + Interpolación 1
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Resultados: Con batimetría de detalle
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Resultados: Altura significativa
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Resultados: Período Peak
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Interpolación batimétrica
Ajuste batimétrico: Sin batimetría local + Interpolación
Influencia batimetría local
Conclusión
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Gracias …
Ivette Fernández Aneiva
Preguntas?