Modelamiento matemático en WEAP para el dimensionamiento en serie de las represas Milloc y Autisha

Abstract

La presente tesis desarrolla el modelamiento matemático del sistema de presas Milloc y Autisha mediante el uso del software WEAP, con el objetivo de evaluar el comportamiento hidrológico de la cuenca alta del río Santa Eulalia y analizar la eficiencia de distintos esquemas de operación en la gestión del recurso hídrico. Para ello, se realizó la delimitación de las subcuencas asociadas a los puntos de represamiento a partir de un Modelo Digital de Elevación (DEM) y herramientas de Sistemas de Información Geográfica, obteniéndose los principales parámetros fisiográficos necesarios para la formulación del modelo. El modelo hidrológico fue implementado mediante el método de Humedad del Suelo, incorporando información climática histórica de precipitación, temperatura, humedad relativa y velocidad del viento, así como características de uso y propiedades del suelo. Los caudales simulados fueron calibrados y validados con registros hidrométricos disponibles, logrando una adecuada representación de la estacionalidad hidrológica y de la variabilidad interanual de la cuenca. A partir de los resultados del modelamiento, se efectuó el predimensionamiento hidráulico preliminar de las presas Milloc y Autisha, estimándose volúmenes de almacenamiento y relaciones cota–volumen. Con el modelo configurado, se analizaron tres escenarios de operación: funcionamiento independiente de la presa Milloc, funcionamiento independiente de la presa Autisha y operación conjunta del sistema Milloc–Autisha. Los resultados muestran que el escenario de operación en serie presenta el mejor desempeño en términos de gestión del almacenamiento y cobertura de la demanda hídrica, al reducir de manera significativa la demanda no cubierta durante los periodos de estiaje. En contraste, los esquemas de operación independiente evidencian limitaciones para asegurar una atención continua de la demanda. En conjunto, el estudio demuestra que la operación coordinada de las presas constituye una alternativa técnica viable y eficiente para mejorar la gestión del recurso hídrico en la cuenca del río Santa Eulalia.This thesis develops the mathematical modeling of the Milloc–Autisha reservoir system using the WEAP (Water Evaluation and Planning System) software, with the aim of evaluating the hydrological behavior of the upper Santa Eulalia River basin and analyzing the efficiency of different operating schemes in water resources management. For this purpose, the sub-basins associated with the reservoir sites were delineated using a Digital Elevation Model (DEM) and Geographic Information System tools, obtaining the main physiographic parameters required for model formulation. The hydrological model was implemented using the Soil Moisture Method, incorporating historical climatic information on precipitation, temperature, relative humidity, and wind speed, as well as land-use characteristics and soil properties. The simulated streamflows were calibrated and validated using available hydrometric records, achieving an adequate representation of the basin’s hydrological seasonality and interannual variability. Based on the modeling results, a preliminary hydraulic pre-dimensioning of the Milloc and Autisha dams was carried out, estimating storage volumes and elevation–volume relationships. With the configured model, three operation scenarios were analyzed: independent operation of the Milloc dam, independent operation of the Autisha dam, and joint operation of the Milloc–Autisha system in series. The results show that the series operation scenario presents the best performance in terms of storage management and water demand coverage, significantly reducing unmet demand during dry periods. In contrast, the independent operation schemes show limitations in ensuring continuous demand supply. Overall, the study demonstrates that the coordinated operation of dams constitutes a technically feasible and efficient alternative to improve water resources management in the Santa Eulalia River basin.