Influencia de la batimetría local en la validación del modelo Mike 21

Presentación del tema: "Influencia de la batimetría local en la validación del modelo Mike 21"— Transcripción de la presentación:

1 Influencia de la batimetría local en la validación del modelo Mike 21
Ivette Fernández Aneiva Proyecto Innova Corfo código 09CN “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 CALIBRACIÓN DE LOS MODELOS. VALIDACIÓN DE LOS MODELOS CONCLUSIÓN Proyecto Innova Corfo código 09CN

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Introducción 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. Proyecto Innova Corfo código 09CN

4 Zona de Estudio: Punta Curaumilla
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5 Metodología Error cuadratico medio
Elaboración de Modelo MIKE 21 SW Batimetría y Mallado Parámetros Estándar Análisis Sensibilidad Parámetros Sensiblidad de 5 parámetros relevantes De la sensibilidad , selección de los dos más importantes En base a minimizar el error RMSE se selecciona la mejor configuración Estudio Sensibilidad Batimétrica Se analizarón 4 Batimetrías distintas. Análisis de Sensbilidad Error cuadratico medio Proyecto Innova Corfo código 09CN

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Antecedentes Previos Proyecto Innova Corfo código 09CN

7 Antecedentes: Batimetría
Gebco Etopo SHOA Batimetría de detalle Fuente: Geología Marina de Chile COMITÉ OCEANOGRÁFICO NACIONAL DE CHILE SERVICIO HIDROGRÁFICO Y OCEANOGRÁFICO DE LA ARMADA DE CHILE PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA Proyecto Innova Corfo código 09CN

8 Antecedentes: Batimetría pública
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 (WGS 84) . Tamaño de celda de 1 minuto de arco . Organizado por National Geophysical Data Center  (NGDC) Proyecto Innova Corfo código 09CN

9 Materiales: Batimetría comercial
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. 6 Km de N a S De 15 a 100 veriles Proyecto Innova Corfo código 09CN

10 Antecedentes: Mediciones de terreno
Boya Triaxys (Hs, Tp, Dmean) ADCP Proyecto Innova Corfo código 09CN

11 Antecedentes: Mediciones de terreno
Boya Triaxys ADCP (Hs, Tp, Dmean) Abril a Julio Julio a Oct Oct a febr Proyecto Innova Corfo código 09CN

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Materiales Proyecto Innova Corfo código 09CN

13 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 Proyecto Innova Corfo código 09CN

14 Materiales: Modelo Numérico
MIKE 21 SW 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 Proyecto Innova Corfo código 09CN

15 Materiales: Modelo Numérico
Water level Wave Breaking  Alpha  Gamma Include effect on mean wave frequency Bottom friction Proyecto Innova Corfo código 09CN

16 Sensibilidad de Parámetros
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17 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. Combinatoria total: 720 Modelos The calibration of the numerical wave model SWAN along the Petten transect Delft University of Technology, National Institute for Coastal & Marine Management Proyecto Innova Corfo código 09CN

18 Sensibilidad parámetros
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19 Sensibilidad parámetros
Variación de los parámetros para determinar el grado de ajuste de los resultados modelados v/s mediciones de campo (ADCP). Calibración Nº 1 VARIABLE Mínimo Máximo Spacing Water level 3 0,3 Bottom friction 0,00035 0,00055 0,0001 Combinatoria total: 112 Modelos VARIABLE Hs Tp Dmean Bottom friction +++ Proyecto Innova Corfo código 09CN

20 Sensibilidad parámetros
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 Fricción Configuración 2: Factor de relajación Fricción Configuración 3: Factor de relajación Fricción Configuración 4: Factor de relajación Fricción Proyecto Innova Corfo código 09CN

21 Sensibilidad de Batimetrías
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22 Sensibilidad de batimetrías
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 Proyecto Innova Corfo código 09CN

23 Sensibilidad de batimetrías: Distintas interpolaciones
Kriging Inverse distance to a power Triangulación con interpolación lineal Nearest neighbor Natural Neighbor Proyecto Innova Corfo código 09CN

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Resultados Proyecto Innova Corfo código 09CN

25 Metodología de los resultados
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 Proyecto Innova Corfo código 09CN

26 Resultados: Mejor caso batimétrico
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Resultados: Con batimetría de detalle Tp= 12 s Hs = 0.7 a 1 Proyecto Innova Corfo código 09CN

28 Resultados: Sin batimetría de detalle + Interpolación 1
Hs=4 % Tp=12 Proyecto Innova Corfo código 09CN

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Resultados: Con batimetría de detalle 2.42 kw/m Proyecto Innova Corfo código 09CN

30 Resultados: Altura significativa
Con Hs =11% Sin Hs=4 % Proyecto Innova Corfo código 09CN

31 Resultados: Período Peak
Con Tp= 50% Sin Tp=16% Proyecto Innova Corfo código 09CN

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Conclusión Interpolación batimétrica Ajuste batimétrico: Sin batimetría local Interpolación Influencia batimetría local Triangulación con interpolación lineal 8% en los errores Parametros de resumen, las variables escogidas para calibrar, y la mediciòn estadistica de error, Formulación paramétrica desacoplado direccional Proyecto Innova Corfo código 09CN

33 Ivette Fernández Aneiva Preguntas?
Gracias … Ivette Fernández Aneiva Preguntas?