Estimación del riesgo aguas abajo de una presa en función de las políticas de operación a largo plazo: caso de estudio presa El Cuchillo

Estimation of optimal operation policies associated with the generated affectations: case study El Cuchillo dam

La práctica común para evaluar el riesgo de inundaciones aguas abajo de una presa consiste en obtener las avenidas de diseño para diversos períodos de retorno y simular su tránsito por el vaso de acuerdo con las reglas de operación de la obra de excedencias, suponiendo que dichas avenidas se presentan cuando el nivel en el vaso se encuentra en el nivel de aguas máximas de operación (NAMO). 

En este trabajo se presenta una metodología para evaluar el riesgo de inundaciones aguas abajo de una presa tomando en cuenta que, cuando se presentan las avenidas de diseño, el nivel en el vaso es una variable aleatoria que depende de la política de operación a largo plazo de la presa. Para la aplicación de la metodología propuesta se utiliza el caso de la presa El Cuchillo, situada en el estado de Nuevo León en México; se presentan primero los métodos usados para la estimación de las avenidas asociadas a distintos períodos de retorno, así como para la definición de la política de operación a largo plazo de la presa, de manera que al simular con esta última el funcionamiento de la presa se deducen las probabilidades asociadas al nivel en el embalse durante la época de avenidas. 

Al simular el tránsito de las avenidas asociadas a cada período de retorno se obtienen las probabilidades condicionales asociadas a los caudales máximos de descarga, para finalmente estimar el riesgo de inundaciones aguas abajo de la presa.

INTRODUCCIÓN

El problema de determinar la política de operación óptima a largo plazo en un sistema de presas ha sido el tema de numerosas investigaciones y publicaciones en los últimos años.

Rebolledo S. [1] analiza la "Operación óptima de un sistema hidráulico formado por dos presas en paralelo"; Avilés H.R. [2] la "Optimación en línea de presas hidroeléctricas"; Contreras C.C. [3] la "Operación óptima de sistema de presas en cascada"; Arganis J.M. [4] estudia la "Operación óptima de un sistema de presas en cascada para generación hidroeléctrica tomando en cuenta condiciones reales de operación y el uso de muestras sintéticas para el pronóstico".

Sánchez C. y Wagner G., [5] presentan la "Determinación de reglas de operación óptima para dos embalses, utilizando un algoritmo genético" y en el 2004 el "Modelo numérico para la operación óptima de un hidrosistema de aguas superficiales" [6].

En particular la operación óptima del sistema de presas del río Grijalva ha sido objeto de estudio. Al respecto, Domínguez M.R. [7] plantea el problema de determinar políticas de operación mensual que maximizan una función objetivo que toma en cuenta la generación de energía a largo plazo y que procura evitar derrames y déficit; Domínguez M.R.[8]