Análisis de las Operaciones del Área de Almacenamiento de Inundaciones en el Río Huai Utilizando Modelos de Simulación de Ríos 1D y 2D Acoplados con Algoritmos de Optimización Global
Autores: Jonoski, Andreja; Popescu, Ioana; Zhe, Sun; Mu, Yuhan; He, Yiqing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Análisis de las Operaciones del Área de Almacenamiento de Inundaciones en el Río Huai Utilizando Modelos de Simulación de Ríos 1D y 2D Acoplados con Algoritmos de Optimización Global
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Gestión de inundaciones
áreas de almacenamiento de inundaciones
Ciudad río abajo
Problema de optimización
Modelos de inundación fluvial
Algoritmos de optimización global
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo aborda el problema de la gestión de inundaciones utilizando cuatro áreas de almacenamiento de inundaciones en la sección media del río Huai en China, que protegen a la importante ciudad de Bengbu río abajo. Las mismas áreas también son utilizadas por la población local como zonas residenciales y agrícolas. Por lo tanto, se plantea un problema de optimización, con dos objetivos: minimizar simultáneamente el riesgo de inundación en la ciudad de Bengbu y los daños económicos de las áreas de almacenamiento. La metodología involucró el desarrollo de modelos de inundación fluvial utilizando HEC-RAS, con diferentes niveles de complejidad, como un modelo unidimensional (1D) con áreas de almacenamiento representadas como reservorios conceptuales agrupados, y modelos bidimensionales (2D) con representación detallada del terreno, uso del suelo y hidrodinámica en las áreas de almacenamiento. Se realizaron experimentos de acoplamiento de estos modelos con algoritmos de optimización global (NSGA-II, PESA-II y SPEA-II) (utilizando el Controlador HEC-RAS), en los cuales se minimizaron las dos funciones objetivo, utilizando las diferencias de nivel entre el río y las áreas de almacenamiento como variables de decisión para controlar la apertura/cierre de las compuertas en las estructuras laterales que vinculan el río con las áreas de almacenamiento. El análisis comparativo de los resultados indica que se pueden obtener estrategias operativas óptimas más refinadas que distribuyan los daños en todas las áreas de almacenamiento solo con los modelos de simulación de inundaciones detallados, independientemente del algoritmo de optimización utilizado.
Descripción
Este artículo aborda el problema de la gestión de inundaciones utilizando cuatro áreas de almacenamiento de inundaciones en la sección media del río Huai en China, que protegen a la importante ciudad de Bengbu río abajo. Las mismas áreas también son utilizadas por la población local como zonas residenciales y agrícolas. Por lo tanto, se plantea un problema de optimización, con dos objetivos: minimizar simultáneamente el riesgo de inundación en la ciudad de Bengbu y los daños económicos de las áreas de almacenamiento. La metodología involucró el desarrollo de modelos de inundación fluvial utilizando HEC-RAS, con diferentes niveles de complejidad, como un modelo unidimensional (1D) con áreas de almacenamiento representadas como reservorios conceptuales agrupados, y modelos bidimensionales (2D) con representación detallada del terreno, uso del suelo y hidrodinámica en las áreas de almacenamiento. Se realizaron experimentos de acoplamiento de estos modelos con algoritmos de optimización global (NSGA-II, PESA-II y SPEA-II) (utilizando el Controlador HEC-RAS), en los cuales se minimizaron las dos funciones objetivo, utilizando las diferencias de nivel entre el río y las áreas de almacenamiento como variables de decisión para controlar la apertura/cierre de las compuertas en las estructuras laterales que vinculan el río con las áreas de almacenamiento. El análisis comparativo de los resultados indica que se pueden obtener estrategias operativas óptimas más refinadas que distribuyan los daños en todas las áreas de almacenamiento solo con los modelos de simulación de inundaciones detallados, independientemente del algoritmo de optimización utilizado.