Nuevos Índices de Sensibilidad de un Modelo de Inundación 2D Utilizando Muestreo de Cuadratura de Gauss
Autores: Oubennaceur, Khalid; Chokmani, Karem; Nastev, Miroslav; Gauthier, Yves; Poulin, Jimmy; Tanguy, Marion; Raymond, Sebastien; Lhissou, Rachid
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Método
Análisis de sensibilidad
Profundidades de agua
Modelo hidráulico
Variables de entrada
índice de sensibilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Se presenta un nuevo método para el análisis de sensibilidad de las profundidades de agua basado en un modelo hidráulico bidimensional como una alternativa conveniente y rentable a las simulaciones de Monte Carlo. El método implica la perturbación de la distribución de probabilidad de las variables de entrada. Se calcula un índice de sensibilidad relativa para cada variable, utilizando el muestreo de cuadratura de Gauss, limitando así el número de ejecuciones del modelo hidráulico. La variación más alta relacionada con la variable de las profundidades de agua esperadas se considera la más influyente. El método propuesto demostró ser particularmente eficiente, requiriendo menos información para describir las entradas del modelo y menos ejecuciones del modelo para calcular el índice de sensibilidad. Se probó en un tramo de 45 km del río Richelieu, Canadá. Se utilizó un modelo hidráulico 2D para resolver las ecuaciones de agua poco profunda (SWE). Se consideraron tres variables de entrada: caudal, coeficiente de Manning y topografía de un banco dentro del tramo considerado. Se simularon cuatro escenarios de flujo con tasas de descarga de 759, 824, 936 y 1113. Los resultados muestran que las profundidades de agua predichas fueron más sensibles a la topografía del banco, mientras que los índices de sensibilidad del coeficiente de Manning y del caudal fueron comparativamente más bajos. Estos resultados son importantes para mejorar los modelos hidráulicos, teniendo en cuenta el análisis de sensibilidad.
Descripción
Se presenta un nuevo método para el análisis de sensibilidad de las profundidades de agua basado en un modelo hidráulico bidimensional como una alternativa conveniente y rentable a las simulaciones de Monte Carlo. El método implica la perturbación de la distribución de probabilidad de las variables de entrada. Se calcula un índice de sensibilidad relativa para cada variable, utilizando el muestreo de cuadratura de Gauss, limitando así el número de ejecuciones del modelo hidráulico. La variación más alta relacionada con la variable de las profundidades de agua esperadas se considera la más influyente. El método propuesto demostró ser particularmente eficiente, requiriendo menos información para describir las entradas del modelo y menos ejecuciones del modelo para calcular el índice de sensibilidad. Se probó en un tramo de 45 km del río Richelieu, Canadá. Se utilizó un modelo hidráulico 2D para resolver las ecuaciones de agua poco profunda (SWE). Se consideraron tres variables de entrada: caudal, coeficiente de Manning y topografía de un banco dentro del tramo considerado. Se simularon cuatro escenarios de flujo con tasas de descarga de 759, 824, 936 y 1113. Los resultados muestran que las profundidades de agua predichas fueron más sensibles a la topografía del banco, mientras que los índices de sensibilidad del coeficiente de Manning y del caudal fueron comparativamente más bajos. Estos resultados son importantes para mejorar los modelos hidráulicos, teniendo en cuenta el análisis de sensibilidad.