Metodología para la selección de modelo hidrodinámicos tridimensionales

Abstract

En este trabajo de desarrolla una propuesta metodológica diseñada para realizar una selección guiada de un modelo hidrodinámico tridimensional, para la simular los procesos físicos de un embalse tropical. La metodología propuesta considera tres etapas: 1) definición y búsqueda, 2) pre-selección y 3) selección, que brindan el marco general. Para ilustrar la metodología se definió como caso de estudio la variación espacial de la estructura térmica del embalse de Riogrande II y se implementaron los modelos Delft3D y MIKE 3 para simular dicho fenómeno, durante una época seca. Los resultados del modelo ELCOM calibrado en un estudio previo, fueron tomados para complementar el análisis y la selección final del modelo. A partir de la comparación de las mediciones de temperatura (perfiles) y los resultados de los modelos, se estimaron varios estadísticos típicos MAE, MSE, RMSE y los índices de concordancia d1 y d2 propuestos por Willmott (1981), para cuantificar el desempeño de los modelos hidrodinámicos utilizados. Finalmente, con base en los valores de los índices de concordancia y un análisis detallado en cada una de las zonas del embalse, se realiza la selección final del modelo.

Abstract: In this work we propose a methodology design to perform a guided selection of a three dimensional hydrodynamic model to simulate the physical processes of a tropical reservoir. The methodology includes three major stages: 1) search, 2) pre-selection and 3) selection, which provide the overall framework of the model selection process. In order to illustrate the methodology, we select the spatial variation of the thermal structure of the Riogrande II tropical reservoir as case of study and implemented the Delft3D and MIKE 3 models to simulate this phenomenon during a dry season. The results of the previously calibrated ELCOM model were taken to complete the analysis. To compare the field data with the results of the three models we estimate some typical statistics like MAE, MSE, RMSE and apply the error decomposition proposed by Willmott, 1981 to illuminate the error's nature. Also the index of agreement d1 and d2 were estimated to evaluate the model performance. Finally, based on the values obtained with the indexes and a detailed analysis of the model and the statistics behavior the final selection is made.