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GESTIÓN AMBIENTAL INTEGRAL DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS. www.adasasistemas.com. Experiencias de Diseño en España. SAIH. www.adasasistemas.com. EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS. 1. INTRODUCCIÓN.
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GESTIÓN AMBIENTAL INTEGRAL DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS www.adasasistemas.com
Experiencias de Diseño en España. SAIH www.adasasistemas.com
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 1. INTRODUCCIÓN • Recursos hídricos renovables: 111.000 Hm³ • Distribución desigual de precipitaciones en el espacio y en el tiempo • Sequías e inundaciones • Desarrollo de infraestructuras hidráulicas: cuya seguridad es vital garantizar en situación de avenidas, así como optimizar su explotación para reducir daños aguas abajo NECESIDAD Implantar sistemas automáticos de información que permitan disponer de los datos hidrológico-hidráulicos en tiempo real y prever, mediante modelos de simulación convenientemente contrastados, el comportamiento futuro de las cuencas.
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 2. ¿QUÉ ES EL SAIH? El SAIH es un sistema de información encargado de captar, transmitir en tiempo real, procesar y presentar aquellos datos que describen el estado hidrológico e hidráulico de la cuenca, incluyendo, por tanto, el conocimiento del régimen hídrico a lo largo de su red fluvial y el estado de las obras hidráulicas principales y de los dispositivos de control que en ellas se ubican. Para captar estas variables se utilizan dispositivos (sensores), que están en contacto con el medio, dotados de unos codificadores que proporcionan la señal eléctrica o lógica del estado de la variable que se mide. Como tal sistema de información se apoya en una red de comunicaciones, y como elementos inteligentes de la misma, utiliza sistemas de adquisición y proceso de datos.
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 3. OBJETIVOS
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 3. FUNCIONAMIENTO USUARIOS FINALES PUNTO DE CONTROL PUNTOS DE CONTROL/ EXPLOTACIÓN CENTRO DE CONTROL Son las ubicaciones donde se instala el equipamiento necesario para adquirir los datos básicos a obtener, procesarlos, almacenarlos temporalmente y transmitirlos a sus puntos de concentración respectivos directamente o al centro de proceso de la cuenca. • Puestos internos que utilizan los datos que le son enviados desde el centro de procesos • Recibe y archiva datos de modo automático • Proceso de información y aplicación a la gestión del agua y la previsión de avenidas • Presenta la información según las necesidades de los diferentes usuarios • Difunde la información a usuarios internos y externos del organismo
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 3. FUNCIONAMIENTO • Redes de telecomunicación • Redes de comunicación: • Sistema de comunicaciones vía radio utilizando una red propietaria de estaciones repetidoras terrestres • Sistema de comunicaciones vía satélite utilizando terminales VSAT y un operador externo • Especificaciones iniciales de diseño: • Magnitud del volumen de información a transmitir y la tipología de la estructura distribuida de explotación de los datos • La adopción de un medio de transmisión según una red de radio terrestre. La razón fundamental de esta selección estriba en su seguridad de funcionamiento, siendo la radio terrestre el que resultaba más fiable, para las situaciones con condiciones climatológicas adversas que son de prever • La elección de una estructura jerarquizada para la red de telecontrol • La estructura jerárquica supuso la necesidad de proceder al diseño de dos redes radio de comunicaciones superpuestas: • Red secundaria de datos o de acceso: une las estaciones de telecontrol con los puntos de concentración • Red primaria o de transporte, en la que formaliza la unión de los puntos de concentración con el centro de proceso de cuenca
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA 55.527 km² de cuenca hidrográfica en su parte española 137 ríos de más de 25 km de longitud 3.884 hectómetros cúbicos de media de aportes hídricos • 8.361 Hm3 DE AGUA DISPONIBLES A GESTIONAR POR LA CHG • 87 EMBALSES DE MÁS DE 1 Hm3
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Objetivos
COMUNICACIONES EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Objetivos SISTEMAS IT MEDIO AMBIENTE ANALISTAS/ GESTORES HERRAMIENTAS/ APLICACIONES
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Objetivos CONTROLAR EL ESTADO MEDIOAMBIENTAL DEL AGUA EN LA CUENCA EN TIEMPO REAL, CON EL OBJETIVO DE PREVENIR INUNDACIONES Y MEJORAR LA GESTIÓN DE LOS RECURSOS HÍDRICOS FUNCIONES PRINCIPALES: • Obtención de datos sobre el estado del medio acuático a través de sensores • Trasmisión de información al centro de control • Análisis y procesado de información para la evaluación del medio acuático • Reporte a los grupos de interés dependiendo de sus necesidades concretas
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Topología
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Soluciones del proyecto Energía Instrumentación Embalses Adquisición de datos Infraestructuras Comunicaciones
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Soluciones del proyecto Río Guadiana Embalse de Orellana • INSTRUMENTACIÓN EN EMBALSES • Nivel de embalse • Posición de compuertas • Caudales desaguados: • Caudales en canales y tomas • Desagüe de fondo • Aliviadero • Caudales en ríos • Estación meteorológica • Sonda multiparamétrica abierto/cerrado posición angular medidor de nivel posición angular medidor de caudal posiciónlineal Río Guadiana
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Soluciones del proyecto • ESTACIONES DE AFORO • Estaciones de aforo de propósito general • Caudales de estiaje • Aportaciones medias • Buena precisión en caudales altos y bajos • Estructura para aforos directos • Medida de velocidad en secciones afectadas
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA VELOCIDAD Y DIRECCIÓN DEL VIENTO Soluciones del proyecto • ESTACIONES METEOROLÓGICAS • Coordinación con el Instituto Nacional de Meteorología. • . Instrumentación • . Infraestructura • . Validación de datos • Pluviómetro • Temperatura • Humedad relativa • Presión atmosférica • Velocidad y dirección del viento • Evaporímetro • Radiación solar PLUVIÓMETRO RADIACIÓN SOLAR PRESIÓN ATMOSFÉRICA TEMPERATURA EVAPORACIÓN
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Soluciones del proyecto Sistemas de comunicaciones
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Soluciones del proyecto Red de radio digital TETRA • Red propietaria de radio TETRA formada por estaciones de cobertura y conmutadores para dar servicio a utilidades de confederación • Conexión de los puntos de control del SAIH al Centro de Control • Comunicaciones de voz y datos a los diferentes servicios de Confederación. • Magnitud del volumen de información a transmitir y la tipología de la estructura distribuida de explotación de los datos • La adopción de un medio de transmisión según una red de radio terrestre de funcionamiento seguro (climatología adversa) • La elección de una estructura jerarquizada para la red de telecontrol
UTILIDADES EXPLOTACION: VALIDACION DATOS, OTROS SIST. INFORMACION MODELOS HIDRAULICOS,S.I. GEOGRAFICA, ... SISTEMAS INFORMATICOS SISTEMA DE INFORMACION SISTEMA DE ADQUISICION RED TRANSPORTE SISTEMAS DE COMUNICACIONES RED TETRA INFORMACION ENTORNO EXPLOTACION ENTORNO SENSORES, EQUIPOS ADQUISICION, ESTACIONES REMOTAS EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Soluciones del proyecto Modelo de sistemas PUNTOS DE CONTROL
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA TIPOS BÁSICOS DE PUNTOS DE CONTROL EN EL SAIH GUADIANA: EN EMBALSES (48) EL OBJETIVO ES OBTENER LAS VARIABLES PARA LA GESTIÓN DEL EMBALSE EN RÍOS (86) SU OBJETIVO PRINCIPAL ES AUMENTAR EL CONOCIMIENTO SOBRE CAUDALES Y NIVELES EN LA REDES HIDROGRÁFICAS METEOROLÓGICA (70) PUNTOS QUE MIDEN VARIABLES METEOROLÓGICAS, NORMALMENTE EN LAS CABECERAS DE REDES SECUNDARIAS PIEZOMÉTRICAS (10) SE HAN DEFINIDO UNA SERIE DE PUNTOS DE CONTROL PIEZOMÉTRICOS EN EL ACUÍFERO DE “LA MANCHA” EN CONDUCCIONES(10) EN ESTOS PUNTOS EL INTERÉS ESTÁ EN CONTROLAR EL CAUDAL EN CIERTOS SISTEMAS DE CONDUCCIÓN (CANALES Y TUBERÍAS) DE LA CUENCA Puntos de control 222 PUNTOS DE CONTROL DISEMINADOS EN LA CUENCA CAPTURANDO TODAS LAS VARIBALES HIDROMETEOROLÓGICAS
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Red de comunicaciones ESTACIÓN BASE TERRESTRE (RED PRINCIPAL) ENLACES DE MICROONDAS 34 41
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Centro de control UN CENTRO DE CONTROL DE LA CUENCA (CCC) SITUADO EN MÉRIDA, DONDE LOS DATOS DESDE LOS PUNTOS DE CONTROL SON RECIBIDOS, PROCESADOS, ALMACENADOS Y REPORTADOS MÉRIDA DON BENITO • UN CENTRO DE CONTROL SECUNDARIO UBICADO EN DON BENITO DIMENSIONADO COMO EL PRINCIPAL
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Centro de control SISTEMAS OPERANDO ACTUALMENTE EN SAIH GUADIANA SISTEMA DE ADQUISICIÓN EN TIEMPO REAL (RTAP) UN SISTEMA SCADA ES RESPONSABLE DE LA ADQUISICIÓN DE DATOS EN TIEMPO REAL Y DEL ALMACENAMIENTO EN BASE DE DATOS ASUMIENDO COMUNICACIONES APROPIADAS CON LOS PUNTOS DE CONTROL SISTEMA DE INFORMACIÓN TÉCNICO (SIT) EL SIT PROCESA Y ALMACENA DATOS A TRAVÉS DE PROCESOS ETL (EXTRACCIÓN, TRANSFORMACIÓN Y CARGA), AGREGACIÓN DE DATOS Y OTRAS TRANSFORMACIONES E INCLUYE UN SISTEMA DE REPORTE BASADO EN TECNOLOGÍA BUSINESS INTELLIGENCE CAPAZ DE GENERAR INFORMACIÓN TABULAR Y GEOGRÁFICA DETALLADA EN VARIAS ESCALAS DE TIEMPO. SISTEMA DE GESTIÓN DE CALIDAD (SGI) EL SGI ES RESPONSABLE DE LA VALIDACIÓN DE LOS DATOS Y EL MANEJO DE INFORMACIÓN DE CALIDAD. SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICO (SIG) EL SIG APORTA LA COMPONENTE GEOGRÁFICA AL SAIH, Y ES NECESARIO PARA UNA GESTIÓN TERRITORIAL APROPIADA. SISTEMA DE GESTIÓN DE MANTENIMIENTO (GMAO) EL GMAO AYUDA EN LA GESTIÓN DE LAS RUTINAS DE MANTENIMIENTO DIARIAS DEL SAIH DE MANERA AUTOMÁTICA Y EFICIENTE. El sistema SAIH está basado en una apropiada gestión de la captura de datos, transmisión, procesado y explotación de información. Operadores y expertos tienen sistemas de información a su disposición que ayudan a llevar a cabo tareas específicas dentro del proceso de evaluación de información. Estos sistemas están basados en criterios de interoperabilidad, escalabilidad y modularidad
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA Usuarios finales BASE DE DATOS EN TIEMPO REAL BASE DE DATOS HISTÓRICA DATAMART (DATOS CONSOLIDADOS) OTROS SISTEMAS IT (CMMS, CMS…) SAIH PROVEE LAS HERRAMIENTAS QUE DEBEN AYUDAR A LOS USUARIOS FINALES EN SUS PAPELES DE OPERADORES Y ANALISTAS DE DATOS PARA LOS RESPONSABLES DE LA TOMA DE DECISIONES (PLANIFICACIÓN, EMERGENCIA…) PARA LOS OPERADORES EN CUANTO A DATOS DE REFERENCIA DE SUS PROYECTOS PARA LOS GESTORES, PERMITIENDOLES CONOCER EL ESTADO DEL MEDIO Y EL ESTADO OPERACIONAL EN CUALQUIER LUGAR Y MOMENTO • POR OTRO LADO, SAIH LOGRA UN PAPEL DE DIFUSOR DE INFORMACIÓN MEDIOAMBIENTAL • DATOS HIDROLÓGICOS (CAUDALES Y NIVELES) – PORTAL SAIH • INTEGRACIÓN CON EL SIG CORPORATIVO DE LA CUENCA DEL GUADIANA • DATOS ELABORADOS A DEMANDA PARA USUARIOS FINALES AJENOS A LA ORGANIZACIÓN • INTERCAMBIO DE DATOS CON OTRAS AUTORIDADES
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 4. SAIH GUADIANA EN DEFINITIVA, EL SAIH HA SUPUESTO: • La instalación o modernización de numerosos puntos de control hidrometeorológicos, en servicio continuo y sistemático. • La actualización y optimización de las bases de datos hidrológicos y meteorológicos • El desarrollo y aplicación de modelos y sistemas expertos generados para cubrir demandas internas del propio sistema • Cumplimiento de objetivos concretos como al gestión del agua y la previsión de avenidas • Paliar los daños producidos por inundaciones • Mejorar la seguridad de las infraestructuras hidráulicas • Potenciar y facilitar la planificación hidrológica • Optimizar el uso del agua • Mejorar la disponibilidad de caudales ecológicos en los cauces • Densificar las redes meteorológicas lo que permite un mejor conocimiento de la climatología y la optimización de los sistemas de predicción • Dinamizar la investigación en hidrología • Potenciar la aplicación de nuevas tecnologías • Mejorar la gestión propia de la administración hidráulica
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS 5. SAIH GUADIANA. GESTIÓN DE LOS EMBALSES En el marco del proyecto SAIH se realizaron reuniones para el seguimiento de la calidad del agua de los embalses de Zújar y Amadoiro. En dichas reuniones se trataron los siguientes temas:
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS • Ayudas a la gestión de agua embalsada 5. SAIH GUADIANA. GESTIÓN DE LOS EMBALSES • Conocer el estado del embalse: eutrofizado, mezclado. • Conocer la calidad del agua en el punto de desembalse. • Disponer de los datos en tiempo real en formato adecuado. • Comprobar de manera inmediata los resultados de las acciones que puedan tomarse. • Adecuar la calidad del agua a la necesidad y particularidades del uso a que se destina • Optimizar el recurso • Disminuir los costes de tratamiento
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS • Medios. Instalaciones 5. SAIH GUADIANA. GESTIÓN DE LOS EMBALSES • Para la medida del estado del embalse: • Las sondas de medida autoposicionables. • Instalación automática de accionamiento de la sonda. • Para la disponibilidad de los datos: • Integración en la red local y al Sistema de transmisiones. • Recepción de datos en el Centro de Gestión. • Para la ayuda a la gestión: • Software para el almacenamiento y presentación de los datos en • el formato mas adecuado para la gestión. • Medios de interpretación de los resultados aplicados a la gestión.
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS • Resultados 5. SAIH GUADIANA. GESTIÓN DE LOS EMBALSES • A partir de las mediciones realizadas con la multisonda AQUADAM Diferente estado de los embalses: Zújar: mezclado Amadorio: eutrofizado . Comportamiento: Zújar: Removido periódico de la masa de agua que provoca y garantiza la mezcla Amadorio: Comportamiento natural, de ciclo anual, de un embalse eutrofizado Gestión: Zújar: Se puede conseguir la calidad del agua en la toma de abastecimiento a Don Benito, comprobar el resultado de las acciones tomadas y ajustarlas. Amadorio: La optimización de una calidad determinada en función del uso a que se destina, solo se puede conseguir por ajuste de la toma en altura
EXPERIENCIAS DE DISEÑO EN ESPAÑA. SAIH. GESTIÓN AMBIENTAL DE EMBALSES Y RESTAURACIÓN DE RÍOS • Aplicaciones • Conclusiones 5. SAIH GUADIANA. GESTIÓN DE LOS EMBALSES • La información facilitada por la sonda constituye una ayuda esencial para la gestión del recurso. • La disponibilidad de datos de calidad de las aguas embalsadas, en tiempo real, puede modificar los procedimientos habituales de gestión de las aguas embalsadas • La infraestructura implantada permite la incorporación de nuevos sensores que midan mas parámetros, complementando la información disponible. • El sistema, tiene una operación simple y unas necesidades de mantenimiento bajas, tanto en frecuencia de actuación como en el nivel profesional de los operarios.