05-Influencia de La Batimetría Local en La Validación Del Modelo MIKE SW

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”

Proyecto Innova Corfo código 09CN14-5718

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


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


Zona de Estudio: Punta Curaumilla


Metodología


Antecedentes Previos


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


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


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


Antecedentes: Mediciones de terreno

Boya Triaxys (Hs, Tp, Dmean)

ADCP


Antecedentes: Mediciones de terreno

Boya Triaxys

ADCP (Hs, Tp, Dmean)


Materiales


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



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


Water level

Wave Breaking Alpha Gamma

Include effect on mean wave frequency

Bottom friction



Sensibilidad de Parámetros


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



VARIABLE Hs Tp DmeanWater level + + + +Alpha - - -Gama - - -Include effect on mean wave frequency - - -Bottom friction +++ +++ +++


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


VARIABLE Mínimo Máximo Spacing

Water level 0 3 0,3

Bottom friction 0,00035 0,00055 0,0001

VARIABLEHs Tp Dmean

Bottom friction+++ +++ +++


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




VARIABLE MIN MAX DELTAFactor de relajación 0,07 0.08 0,01Fricción del fondo 0,00045 0,00055 0,0001



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

Sensibilidad de batimetrías


Sensibilidad de batimetrías: Distintas interpolacionesInverse distance to a power

Natural Neighbor

Triangulación con interpolación lineal

Kriging

Nearest neighbor


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

Metodología de los resultados


Resultados: Mejor caso batimétrico


Resultados: Con batimetría de detalle


Resultados: Sin batimetría de detalle + Interpolación 1


Resultados: Con batimetría de detalle


Resultados: Altura significativa


Resultados: Período Peak


Interpolación batimétrica

Ajuste batimétrico: Sin batimetría local + Interpolación

Influencia batimetría local

Conclusión

Gracias …

Ivette Fernández Aneiva

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