WEAP Water Evaluation And Planning System WEAP en una hora Un tutorial para Crear una nueva area de estudio ............................................................................. 2 Definiendo Parametros Generales........................................................................... 6 Ingresando Elementos al Esquema ......................................................................... 8 Los Primeros Resultados....................................................................................... 19 October 2005
Transcript
WEAP Water Evaluation And Planning System
WEAP en una hora
Un tutorial para
Crear una nueva area de estudio ............................................................................. 2 Definiendo Parametros Generales........................................................................... 6 Ingresando Elementos al Esquema ......................................................................... 8 Los Primeros Resultados....................................................................................... 19
October 2005
2
Crear una nueva area de estudio
1. ESTABLECIENDO UNA NUEVA AREA EN BLANCO
Al abrir el programa WEAP por primera vez, un area “proyecto” llamado “weaping River basin” aparecera. En el menu vaya a “Area” y luego a “crear area” para formalizar la creacion del area Nuevo.
Una ventana como la que ven a continuacion aparecera. Haga click en el boton de la opcion “Initially blank”. Aqui Ud. puede nombrar su area de studio (en el ejemplo “My Ghana Area”).
Al hacer click en “OK” aparecera otra ventana,
3
Presionar “OK” de Nuevo. Ahora debera escoger el area general de estudio, esto es, del mapa del mundo, Ud. debera establecer un area general en donde estara su estudio. Con la flecha/cursor, presionar el boton izquierdo del mouse y definer un rectangulo (que aparece de color verde) sobre el area general de su proyecto de estudio.
En esta ventana ud. puede utilizar la barra de “zoom” en la esquina inferior izquierdo para aumentar la zona definida anterior.
4
Haga click en “OK” cuando este satisfecho con la zona definida por el rectangulo. Puede redefinirla si no esta bien. Tambien puede corregirlo usando la funcion “Set Area Boundaries” del menu “schematic” en la barra de menu.
2. AGREGAR UNA CAPA o ESTRATO DESDE GIS AL AREA
Se puede agregar un estrato “vector” o un estrato “raster” desde una base de datos GIS en su area de proyecto. De este modo se refininan los limites del area de estudio. Para hacer esto, presione el boton derecho del mouse sobre la ventana del medio en su pantalla y seleccione la opcion “Add a raster layer” o “Add a vector layer”.
5
Aparecera una ventana en la cual ud puede escoger el archive desde cualquier directorio o desde la internet. 3. SALVANDO Y GUARDANDO UN AREA
Para salvar y guarder el area para usarlo posteriormente, vaya a “Area” en la barra principal de menu y escoja “Save…” o presione las teclas Ctrl + S al simultaneamente.
6
Definiendo Parametros Generales Vamos a aprender ahora a navegar por WEAP y descubrir sus cualidades y funciones. Para lo que resta del ejercicio, usaremos una area predefinida llamada “tutorial”. Para abrir esa area, en el menu principal vaya a “Area” y haga click, luego en “Open” al fijar la flecha/cursor sobre esta opcion, debera ver una lista de areas incluyendo “tutorial”. Seleccione “tutorial”. 1. Definiendo los parametros generales
Una vez que el area abra, en el menu principal vaya a “General” para definer los años e incrementos de tiempo, “years and time steps” y las unidades “units”. Se modelara el año 2000 con 12 incrementos (meses) comenzando en Enero (“January”). Mantenga las unidades en SI.
Nota: Los incremetos de tiempo deben ser escogidos para reflejar el nivel de precision de los datos que se tengan.
7
2. GUARDANDO DIFERENTES VERSIONES DEL AREA
Seleccione “Save version” bajo la opcion “Area” del menu principal. Una ventana aparecera para anotar un comentario que describa la version que ira a guarder. Escriba “general parameters set”.
8
Ingresando Elementos al Esquema 3. DIBUJE UN RIO
En la pantalla principal, vaya a la ventana que contiene diferentes objetos. Escoja la opcion “river”. Haga click en esta opcion. Ahora presione nuevamente el boton izquierdo sobre la opcion “river” y mantengalo presionado. Arrastre el cursor hasta el comienzo del rio que “nace” en la parte superior derecha del mapa. Cuando este en ese punto suelte el boton. Mueva el cursor siguiendo el contorno del rio. Se dara cuenta que una linea se va creando desde el cursor. Haga click en cada vuelta del rio de manera de ir creando un seguimiento de este. Para finalizar este procedimiento haga doble click en el boton izquierdo.
Nota: La direccion del trazado si importa. El primer punto sera la cabeza del rio o su nacimiento desde donde fluira el agua. El rio se puede editar para corregirlo si es necesario.
9
Al efectuar el doble clisk aparecera una ventana que preguntara por un nobre para el rio.
Nombrelo “main river” El nombre del rio puede moverse si se desea, para ello, presione el boton derecho del mouse con el cursor sobre cualquier parte del rio. Aparecera una ventana , escoja “move label”. Al hacer click en esta opcion permite mover el nombre.
10
4. INGRESAR DATOS PARA EL RIO PRINCIPAL (“MAIN RIVER”)
Para editar o ingresar datos para el “main river”, hay dos metodos. Presionar el boton derecho del mouse estando sobre el rio y luego ir a la opcion “edit data” y escoger cualquier funcion dentro de la lista. La otra forma es ir a la barra de la derecha y presionar sobre el simbolo “Data”. Seleccionar “Supply and Resources” del arbol de opciones que aparecera. Luego ir a “river” y dentro de este ir a “Main river”. Para abrir y cerrar las ramas se debe presionar sobre el simbolo +.
11
Altenativamente se puede usar la opcion “Tree” de la barra de menu en la parte superior de la pantalla que se genera al ir a “Data” y escoger “expand all” para ver todas las ramas.
A la derecha de la pantalla debe aparecer la opcion “inflows and outflows”, si no aparece, presione ese boton de manera de abrirlo. Presione “headflow”. En la fila con el nombre “river” vaya hasta el numero 2000. Justo debajo de este numero aparece un boton, presionelo. Debera aparecer dos opciones, escoja “monthly time series wizard”. Aparecera una ventana.
12
Utilice esta ventana para ingresar los siguientes datos:
Month Flow (CMS) Jan 12 Feb 7 Mar 11 Apr 17 May 80 Jun 136 Jul 45 Aug 32 Sep 38 Oct 18 Nov 9 Dec 7
Al ingresar cada dato se ira generando el grafico. No modifique otros datos aun. 5. CREANDO UN NODO DE DEMANDA URBANO E INGRESANDO
DATOS RELACIONADOS
Creando este nodo de demanda es similar a crear un rio. Regrese al modo “esquema” o “Schematic”. De las opciones en la ventana haga click en “demand site”. Ahora presione de Nuevo el boton izquierdo y mantengalo presionado y arrastre el nodo desde esta ventana de elementos y suelte dentro del area en Amarillo a la izquierda del rio. Aparecera una ventana solicitando nombrar este nodo. Nombrelo “Big City” y fije su prioridad como “1”.
13
Haga click en el boton derecho sobre el nodo. Aparecera unas opciones. Vaya a “edit data”. Ahi, seleccione “annual Activity Level”.
Se debe seleccionar las unidades antes de ingresar cualquier otro dato. Dentro de la carpeta “annual activity level” vaya a unit. Haga click en “N/A”. Apareceran una serie de opciones. Escoja “people”. Click en “OK”.
Bajo el numero 2000 (año 2000), ingrese 800000.
14
Vaya a la carpeta “Annual water use rate”. Bajo el numero 2000 haga click en la celda en blanco y anote 300.
Finalmente abra la carpeta “Consumption”. Nuevamente bajo el numero 2000 anote el numero 15. Las unidades deben ser en porcentajes, unidad que esta prefijada.
15
6. CREAR UN NODO DE DEMANDA AGRICOLA
En el formato “schematic”, haga click en nuevamente en la opcion “demand site”. Arraste el cursor presionando el boton izquierdo y ubiquelo debajo del area Amarillo al otro lado de la ubicacion de “big city” respecto del rio. Nombrelo “agriculture” y fije su prioridad en 1.
De igual manera que como se hizo para “big city”, ingrese los datos en “annual activity level” y “annual water use rate” en las carpetas correspondientes dentro del formato “Data” (presione sobre el simbolo “Data” primero). Dentro de las unidades en la carpeta “annual activity level” seleccione “hectares”.
16
Bajo el numero 2000 ingrese: En “annual activity level” 100000 En “Annual water use rate” 3500
Seleccione la carpeta “monthly variation”, bajo el numero 2000 haga click y escoja “monthly time series wizard”, luego ingrese los siguientes datos:
Monthly Variation:
‐ 5% in April ‐ 10% in May and June
- 20% in July - 30% in August - 25% in September - 0% for the rest of the year
Finalmente en la carpeta de “Consumption” anote 90.
17
7. CONECTAR LA DEMANDA CON EL SUMINISTRO
Ahora debemos decirle a WEAP cuanta demanda es satisfecha; esto se lleva a cabo conectando o relacionando el suministro del recurso a cada nodo de demanda. Regrese al formato “schematic” y cree un eslabon o una coneccion de transmission desde el rio hasta “big city” y otro a “agriculture”. Haga esto arrastrando el cursor seleccionando “transmission link” primero posicionandolo sobre el rio y luego soltandolo sobre el nodo. Hagalo primero para “big city”. Haga doble click para finalizar la coneccion. Lo mismo para “agriculture”. Defina las preferencias como “1” para ambos.
8. CREAR UN FLUJO DE RETORNO
Ahora crearemos una coneccion de flujo de retorno desde la ciudad y desde el area de agricultura. Haga lo mismo que se realize antes con la opcion “transmission link, pero escogiendo “return flow”. El retorno de la demanda urbana debe estar agues abajo del punto de extraccion de agua del nodo de agricultura. En la direccion del flujo de agua del rio la secuencia debe ser: extraccion de agua para la ciudad, estraccion para la agricultura, retorno de agua de la ciudad, retorno del nodo de agricultura.
18
Lo siguiente es definir el “return flow routing” para la ciudad y su flujo de retorno (“return flow”). Haga esto presionando el boton derecho del mouse con el cursor sobre la linea de retorno y seleccionando “edit data” y luego “return flow routing”. Lo mismo se hace para el nodo de agricultura. Defina en la carpeta de “return flow routing” a 100 %.
19
9. CHEQUEANDO NUESTRO MODELO
A esta altura, nuestro modelo deberia verse similar a la figura siguiente:
Los Primeros Resultados
1. CORRIENDO EL MODELO
En la barra vertical a la izquierda de la pantalla, presione sobre el simbolo de resultados (“results”) para comenzar a computar los datos. Cuando aparezca la ventana consultando si se quiere recalcular, click en “yes”. Esto permite computar todo el modelo. Cuando este listo una tabla de resultados aparecera en pantalla.
2. CHEQUEANDO RESULTADOS
Click en “table” y seleccione “demand” y en este seleccione “water demand”. Tambien presione sobre “annual total”.
20
Si se ingresaron todos los datos correctamente, ud debera ver los siguientes datos iguales para el periodo 2000 – 2005: Annual demand for agriculture 350 M m3 Annual demand for urban area 240 M m3
Nota: si no tiene los mismos resultados, vuelva atras y revise que todos los datos esten correctos. Si al correr los resultados el programa le muestra una ventana con advertencia, lea cuidadosamente el mensaje pues en el puede estar indicado el lugar del error.
21
3. VER RESULTADOS ADICIONALES
Veamos la demanda mensual o “monthly demand coverage rates” en forma grafica. Haga click en “chart”. Seleccione “demand” y luego “coverage” desde el menu en dicha carpeta.
Elija el formato del grafico seleccionando la opcion 3-D al lado derecho de la pantalla y asegurese que “all months” esta seleccionado del menu. Mantenga la opcion “monthly average” seleccionado. El grafico deberia verse como el siguiente:
Note: Para comenzar esta leccion vaya al menu principal y selecciont “Revert to Version” y escoja la version llamada “Starting Point for ‘Basic Tools’ module.”
La creacion de suposiciones se hace presionando sobre el simbolo “Data” y luego presionando el boton derecho del mouse en la opcion “key assumption” localizado en el arbol d opciones correspondiente.
Cree y nombre la siguiente suposicion. Asegurese de que las unidades esten correctas: Unit domestic water use 300 m3 Unit irrigation water needs 3500 m3
24
Con “key assumptions” es importante que las unidades designadas a cada suposicion clave (cada “key assumption”) sea la misma que las definidas a lo largo del arbol de datos. Cree otra suposicion, “domestic Variation”. Esta es sin unidades. Utilice la opcion “monthly time series wizard” para ingresar los datos:
Domestic Variation ‐ Jan to Feb & Nov. to Dec.: 0.9 ‐ Mar. to May & Sept. to Oct. 1.0 ‐ June 1.1 ‐ Jul, Aug 1.15
25
2. CREANDO REFERNCIAS A LAS SUPOSICIONES CLAVES
Crear una referencia a las suposiciones claves para “big city” “annual water use rate”. Para hacer esto, vaya a “annual water use rate” y debajo del año 2000 haga click y seleccione “expression builder”.
Dentro de este, haga click sobre la carpeta “branches”. Aparecera un arbol de opciones en la parte superior. Expanda todo si es necesario. En la opcion “key assumption” arrastre la suposicion “unit domestic water use” y llevela hasta el cuadro inferior. Si el numero 300 sigue ahi, borrelo. Solo debe quedar “key/unit domestic water use”. Click en “finish”
26
Repita para la rama de “agriculture”. Reemplace el valor 3500 con “key/unit irrigation water needs”. Click “finish”. Presione en el simbolo “results” y escoja “yes” en la ventana que aparezca. Debera tener los mismos resultados que antes: Annual demand for agriculture 350 M m3 Annual demand for urban area 240 M m3
Ahora alteraremos la variacion mensual “monthly variation” en la demanda por agua en “big city” usando una expression matematica. Haga click en “monthlty variation” dentro de “big city” y escoja la opcion “expression builder” en la celda debajo del numero 2000.
27
En la ventana de “expression builder” click en la carpeta “branches”, expanda, click y arrastre la opcion “domestic variation” hasta el recuadro inferior y agregue a continuacion “ *100/12”. El recuadro debera contener la siguiente expression:
Domestic Variation * 100 / 12
Si aparece un error, vuelva a tipear lo mismo, pero ahora escoja “verify” y luego “finish”.
28
Vea los nuevos resultados despues de efectuar estos cambios. Click en el simbolo “results” y “yes” para recalcular. Deberia tener lo siguiente:
Note que ahora no hay demandas no cumplidas en diciembre para “big city” porque la fraccion para demanda en diceimbre decrecio de 8.5 % a 7.5%. Ud puede reviser valores numericos calculados en “monthly variation” en la expression matematica seleccionando “table” en la entrada de datos en la parte inferior de la ventana.
29
4. UTILIZANDO FUNCIONES INTEGRADAS AL PROGRAMA
Asumiremos que la poblacion de “big city” no es conocida (en el año 2000), pero si para el ultimo censo y su crecimiento estimado. Usando una funcion predefinida, tal como “growthfrom”, se puede computar la poblacion actual. Se hace esto seleccionando “big city” y luego “Annual Activity level” y dentro de esta, escoger “expression builder” bajo el numero 2000 (debiera aparecer un valor fijo 800000) y en la carpeta “functions” escoger “growtfrom”. Aqui apareceran una descripcion y ejemplos. Elimine el valor 800000 y click en “growthfrom” y arrastrelo hasta el recuadro inferior.
30
Ingrese los siguientes datos en la expression utilizando el formato definido en la descripcion:
Date of last Census 1990 Population at last census 733,530 Estimated growth rate 1.75%
This results in the following format for the expression:
GrowthFrom(1.75%, 1990, 733530)
..//
31
WEAP Water Evaluation And Planning System
Escenarios
Un tutorial para Preparando el Terreno Para los Escenarios........................................................... 32 Creando Escenarios de Referencia........................................................................ 33 Creando y Corriendo Escenarios .......................................................................... 37 Usando el Metodo “WATER YEAR” .................................................................. 40
October 2005
32
Note: Para comenzar esta leccion vaya al menu principal y seleccione “Revert to Version” y escoja la version llamada “Starting Point for ‘Scenariosʹ module”.
Preparando el Terreno Para los Escenarios
1. ENTENDIENDO LA ESTRUCTURA DE ESCENARIOS EN WEAP
En WEAP el tipico scenario de modelacion consiste en tres pasos. Primero, “current accounts” o años concurrentes son escogidos para servir de año base dl modelo; los años actuales son los que se han ingresado en las lecciones anteriores en los modelos previos. Una “reference” o scenario de referencia, es establecida de “current accounts” para similar evoluciones del sistema sin intervener. Finalmente, “what if” o scenarios “si ocurre esto” pueden ser creados para alterar los scenarios de refencia y evaluar los efectos de los cambios en politicas y tecnologias. 2. CAMBIOS EN EL HORIZONTE DE TIEMPO PARA EL AREA
Bajo el menu “general/years and time steps”, cambie “time horizon” es decir, el horizonte de tiempo del area,
Current Accounts Year 2000 (unchanged) Last Year of Scenarios 2015
3. CREAR UNA SUPOSICION CLAVE ADDICIONAL
Creemos la siguiente suposicion clave:
Population Growth Rate 2.2%
Esta suposicion no tiene unidad, pero no olvide modificar en la columna “scale” y definirla como porcentaje.
33
Creando Escenarios de Referencia
1. DESCRIBIR EL ESCENARIO DE REFENCIA
El scenario de refencia siempre existe. Se debe cambiar la descripcion en “Area” luego ir a “manage scenarios” para reflejar su rol actual. Se puede notar que se debe estar en el modo “Data” o en “schematic” para ver y acceder a “manage scenario” en la opciones dentro de “Area”.
For example, “Base Case Scenario with population growth continuing at the 1960‐1995 rate and slight irrigation technology improvement”.
2. CAMBIAR LA UNIDAD DE USO DE AGUA EN IRRIGACION
Dentro del modo “Data”, se debe cambiar la suposicion “unit irrigation water needs” a un Nuevo patron annual para el periodo 2000 – 2015 de acuerdo a “current account years”. Para hacer esto, hay que seleccionar “reference” scenario desde el menu al tope de la pantalla. Use “yearly time series wizard” para construir la serie de tiempo.
34
Primero escoja la funcion “interpolate”, luego presione “next”
35
Click en “enter data” en la ventana que aparezca. Presione “next”. Ahora click en “add” para agregar lo siguiente a la serie de tiempo:
Type of Time Series: Interpolate Data: 2000 3500 2005 3300 2010 3200
2015 3150 Growth after last year: 0%
Note que el primer punto, para el año 2000, debiera estar ya listado porque habia sido ingresado cuando “unit irrigation water needs” fue creado.
3. DEFINIR EL CRECIMIENTO DE POBLACION
Se debe definir el crecimiento con un porcentaje o tasa definido por “population growth rate” lo que se hizo al comienzo del ejercicio. Aqui de Nuevo ud debera seleccionar “reference scenario” desde el menu principal estando en modo “Data”. Asegurese de tener seleccionado “big city” y “annual activity level”. Elimine la expression y seleccione la funcion “growth” dentro del “expression builder” debajo del periodo 2001 – 2015. Haga click en “branches”. Aqui arrastre la opcion “population growth rate” al cuadro inferior. La funcion final debiera verse como esto:
36
Growth(key\population growth rate/100)
4. CORRER EL ESCENARIO DE REFERENCIA
Correr el scenario hacienda click en el simbolo “results”. Vea el grafico “unmet demand” (seleccionando “annual total”) para ambos sitios o nodos. Deberia verse similar a las figures que siguen, Como evoluciona la demanda comparados en el grafico “unmet demand”? Porque el total de “unmet demand” decrece primero y luego crece?
37
Creando y Corriendo Escenarios
1. CREATE A NEW SCENARIO TO MODEL HIGH POPULATION GROWTH
Crear un nuevo scenario para evaluar el impacto del crecimiento de la poblacion para la ciudad “big city” mayor que 2% para el periodo 2001 – 2015. Vaya a “Area”\”manage scenario” y haga click en el boton derecho estando sobre “refence” y luego de las opciones escoja “add”. Nombre este scenario “higher population growth” y escriba el siguiente comentario: “This scenario looks at the impact of increasing the population growth rate for Big City from a value of 2.2% to 5.0%.”
38
2. INGRESAR DATOS PASA ESTE ESCENARIO
Haga los siguientes cambios dentro del ambiente “Data” una vez que haya escogido el scenario nuevo, “higher population growth”, Seleccione dentro de los “key assumption” el con nombre “population growth rate” y cambia el valor bajo el periodo 2001 – 2015 a 5.0. Notara que el color del texto en los campos cambiara de color a rojo. Esto ocurre para cualquier valor que cambia o se desvie del de referencia.
39
3. COMPARE RESULTADOS PARA LA REFERENCIA Y UN CRECIMIENTO DE POBLACION MAYOR
Comparemos graficamente los resultados de estos dos scenarios, el de “referencia” y el de “mayor tasa de crecimiento de poblacion”. Por ejemplo, seleccione “water demand” del menu principal. Seleccione “all scenarios” en el menu a la derecha del grafico. Escoja “big city” en el menu donde se lee “branches: demand sites”. El grafico debiera verse como el que sigue:
Note la mayor demanda de agua para la ciudad en el scenario “higher population growth”, que en el de referencia. Ahora comparemos “unmet demand”. Solo debe cambiar en el menu principal y escoger “unmet demand”.
40
Nuevamente mas falta de agua para el Segundo caso, “higher population growth”.
Usando el Metodo “WATER YEAR”
1. CREATE THE WATER YEAR DEFINITIONS
En el ejercicio previo, se vario demanda ahora variaremos suministro. Queremos ver como la variacion natural en el clima se puede ingresar a WEAP a traves de scenarios. Utilizaremos “water year method” como ejemplo. Este es un simple metodo para representar variaciones de clima tales como flujos de agua, lluvia, agua subterranean. El metodo primero define como cambia el clima. Un año normal tiene un valor 1. Uno seco menor a 1 y lluvioso mayor a 1. Con el scenario de referencia escogido, expanda el arbol y haga click sobre “water year method” la que esta bajo la rama “hydrology”.
41
Seleccione “definitions” e ingrese lo siguiente:
Very Dry 0.7 Dry 0.8 Normal 1.0 Wet 1.3 Very wet 1.45
42
2. CREAS LA SECUENCIA DEL “AñO AGUA”
El siguiente paso en el uso del metodo “water year method” es crear una secuencia climatica para el periodo. Primero seleccione dentro de “data for:” “current accounts (2000)” y aasegurese de que el año 2000 este fijado como “normal”. Luego seleccione “reference” e ingrese: 2001-2003 normal 2004 very dry 2005 wet 2006-2008 normal 2009-2010 dry 2011 very wet 2012 normal 2013 wet 2014 normal 2015 dry
43
3. DEFINIR EL MODELO PARA USAR EL METODO “WATER YEAR
METHOD”
En el arbol, cambie “headflow” dentro de “river” y bajo “main river” (haga click sobre este ultimo). Dentro de la carpeta “headflow” debajo de “get values from”, seleccione del menu “water year method”.
4. VOLVER A CORRER EL MODELO
Presione sobre “results” a la izquierda de la pantalla y seleccione “yes”. Observe el grafico y compare para “reference” y para “higher population growth”.
44
Note que el caso de la demanda no satisfecha, “unmet demand”, es mucho mas erratica usando este metodo que el caso anterior, asumiendo un flujo constante en el rio. Si hubiera querido comparer en el mismo grafico los resultados para “water year method” para aquellos asumiendo clima constante para el periodo de tiempo, ud puede crear un nuevo scenario que use el metodo en vez de cambiar informacion dentro del de referencia (“reference” scenario). El nuevo scenario se veria como lo que sigue bajo la rama “reference”,
Note que el caso de “referencia” (clima constante) y el “water year method” (clima variable) usaran el dato de crecimiento de 2.2 % de la suposicion “population growth rate” para la ciudad.
45
5. CAMBIOS EN LA HERENCIA DEL ESCENARIO
El siguiente ejemplo mostrara la utilidad de cambiar la herencia del scenario dentro de WEAP. Crear un nuevo scenario heredado de “reference” y nombrelo “extended dry climate sequence”. El arbol de scenarios se deberia ver asi,
En el ambiente “Data” seleccione este nuevo scenario para editarlo. Bajo “hydrology” haga click en “water year method” y edite lo siguiente:
2001‐2003 normal 2004 wet 2005 normal 2006‐2008 normal 2009‐2010 very dry 2011 normal 2012 dry 2013 normal 2014 normal 2015 dry
Ingrese esta informacion donde corresponda. El siguiente resultado corresponde a los resultados de correr el programa con esta nueva informacion.
46
Ahora cambiaremos el lugar del scenario “extended dry climate sequence” colocandolo debajo de “higher population growth rate” para que herede la tasa de 5% de crecimiento. En el “Scenario manager”, seleccione “extended dry climate sequence”, haga click en el menu a la derecha debajo del texto “extended dry climate sequence based on:” y seleccione “higher population growth rate” como rama madre.
Re calcule los datos y vea el grafico “unmet demand” para la ciudad. Que cambios nota en este grafico para “extended dry climate sequence”?
47
…///
48
WEAP Water Evaluation And Planning System
Data, Resultados y
Formato
Un tutorial para Intercambiando Datos ........................................................................................... 49 Importando Serias de Tiempo............................................................................... 52 Trabajando con los Resultados ............................................................................. 54 FORMATING / Defniendo el formato ................................................................. 56
October 2005
49
Note: Para comenzar esta leccion vaya al menu principal y seleccione “Revert to Version” y escoja la version llamada “Starting Point for all modules after ‘Scenarios’ module.”
Intercambiando Datos
1. EXPORTAR DATOS A EXCEL
Se puede exporter todo el modelo a Excel tan solo estando en el ambiente o modo “Data” y luego seleccionando “edit” y luego “export to Excel”. Para efectos del ejercicio solo exporte el arbol y todas las ramificaciones y todas las variables de “current account” (no exporte ninguno de los otros scenarios). Exporte a una nueva hoja de trabajo “workbook”. Mantenga todas las opciones restantes.
50
2. USE LA OPCION DE AUTO FILTRO EN EXCEL
En la hoja de trabajo que se creo en el paso anterior, filter los contenidos para desplegar en pantalla solamente la variable “consumption”. Probablemente tendra que mover la pantalla hacia la derecha para llegar a la lista de variables. Use la flecha a la derecha de la palabra variable para obtener el listado y seleccione “consumption”.
3. MODIFICANDO DATOS
En la hoja excel que se creo haga los siguientes cambios en la columna amarilla. Puede ser conveniente ocultar varias columnas que no se esten usando de manera de ver “variable values” y los “demand sites” a los que corresponden.
Big City Consumption 5% (value was 15 originally) Agriculture Consumption 5% (value was 90 originally)
51
4. IMPORTAR DATOS DESDE EXCEL
Re-importar los datos modificado en excel. En WEAP, escoja “edit”, “import from excel” Chequear que los datos de “consumption” han sido cambiados en el modelo.
Nota: en excel si se tienen mas de una hoja de trabajo abiertos, verifique que se este importando desde la hoja adecuada.
52
Importando Serias de Tiempo
1. CREANDO UN OBJETO MONITOR DE FLUJOS
Agregue un “streamflow gauge” al modelo. Inserte un punto de monitoreo agues abajo de la ciudad “big city”, debajo del retorno de flujo de ambos la ciudad y del nodo de agricultura.
2. IMPORTAR DATOS DE TEXTO
Importar datos de flujo desde un archive de texto con separador de coma conteniendo aproximadamente 100 años de datos sobre flujos de agua medidos hasta el 2003. Para hacer esto utilice “read from file” en la carpeta “streamflow gauge” o “gauge data”. En ambiente “Data” expanda la rama “supply and resources”\”river”\”streamflow gauge” en el arbol. Escriba la siguiente funcion, la cual leera el archive desde un directorio llamado “additional files” localizado en su carpeta de Area: “readfromfile(additional files\river_flow.csv)”
53
3. COMPARE EL FLUJO ACTUAL-REAL Y EL MODELADO
Recalcular los resultados y comparer los flujos historicos con WEAP y su simulacion. Para hacer esto, haga click en “chart” dentro del ambiente “results” (presionar “results” a la izquierda de la pantalla principal), seleccione del menu “supply and resources”\”river”\streamflow relative to gauge(absolute).
Escoja “selected years” y escoja los años 2000 al 2003 (los datos actuales son en 2000 y no hay mas info mas alla del 2003). El scenario de referencia aparecera automaticamente cuando se selecciona “selected years”. Debera obtener un grafico como el que sigue:
54
Trabajando con los Resultados
1. CREANDO UN GRAFICO FAVORITO
Creemos un grafico de flujo de agua que muestre ambos, el flujo actual registrado por el monitor y el simulado en el nodo apropiado, en este ejemplo, “return flow node 2”). Primero seleccione “streamflow” desde el menu, luego seleccione “streamgauge” y “below return flow node 2” desde la lista que aparece cuando se escoge “select nodes and reaches”. Esto dentro del menu Supply and Resources\River\Streamflow justo sobre la leyenda del grafico. Finalmente seleccione los años 2000 al 2003 para ser represantados en el grafico. Guarde este grafico como favorite usando “favorite” y “save chart as favorite”. Nombrelo “simulated and observed streamflow comparison”
55
2. CREAR UNA VISTA GENERAL
Crear una vista general mostrando streamflow, inflow y outflow en graficos. Seleccione “overview”. Bajo “manage overviews” seleccione “inflows to area”, “outflows to area” y el grafico favorite recien guardado.
3. USANDO EL MAPA DINAMICO
Mapas dinamicos y resultados son rapidamente obtenidos desde una vista general. En en el ambiente “results” seleccione “map” y juegue con la barra de tiempo para observer los cambios durante el periodo de estudio. Trate esto seleccionando “main river” streamflow.
56
Note que mientras mueve el cursor un indicador aparecera sobre el grafico. En el mapa, el ancho del rio crecera o decrecera de acuerdo a los datos numericos de cada año. 4. EXPORTANDO RESULTADOS A EXCEL
Todos los resultados se pueden exporter a Excel desde el ambiente “Results”. Una nueva hoja de trabajo es creada que contiene la informacion y resultados con la misma estructura que WEAP muestra. Vuelva a abrir el grafico favorite desde la opcion “favorite” del menu en “results”. Exporte la informacion relacionada a Excel cambiando a la carpeta “table” y presionando en la opcion “export table to excel” a la derecha de la pantalla 5. CALCULO DE ESTADISTICAS
Ud puede generar estadisticas en el ambiente “results” para cualquier tabla. Solo haga click en “table” y luego click en “stat” en la columna de la derecha.
FORMATING / Defniendo el formato
1. CAMBIANDO LA APARIENCIA DEL FONDO DE UN “VECTOR LAYER”
En “schematic”, cambia el color de “big city” presionando el boton derecho del mouse sobre “cities” en el recuadro de estratos (layers) justo debajo del reccuadro de
57
elementos y seleccione “edit”. Haga click en “appearance” y luego escoja “fill color”. Una paleta de colores aparecera. Cambie el color a naranja.
58
Ud puede mover los estratos hacia arriba o hacia abajo de su posicion relative. Para ello presione el boton derecho del mouse y seleccione “move up” o “move down”.
2. NOMBRE UN ESTRATO VECTOR
Se puede editar nombres para estratos – presione el boton derecho con el cursor sobre “river polygons”, seleccione “edit” y escoja “label”. Tambien se puede cambiar el tamaño del texto en la parte inferior de esta ventana.
59
Se pueden ocultar estratos estando en el ambiente “schematic” hacienda click en la caja pequeña a la izquierda del nombre. 3. AGREGAR UN ESTRATO RASTER
En el ambiente “schematic”agregar un fondo en el mapa de la ciudad. Presione el boton derecho con el cursor en el recuadro de “layer” y escoja “add raster layer”, Seleccione “map.jpg” localizado en el directorio “_maps\tutorial\” (C:\program files\WEAP21\_maps\tutorial)
60
El modelo deberia verse como el siguiente:
61
4. MOVIENDO LOS NOMBRES
Para completar el formato del area, cambiemos el texto del nodo y las designaciones y movamolos de lugar. Bajo “schematic” abra el menu “Schematic” desde las opciones arribe de la pantalla. Escoja “set WEAP node size” o “set WEAP node label size” dependiendo de lo que se quiera. Para cada opcion una ventana aparecera y una regla permite modificar el tamaño.
62
Sobre cualquier objeto haga click en el boton derecho y se puede seleccionar la opcion “move label” para mover el nombre de lugar.
Nota: tambien se puede escojer no colocar o eliminar un nombre si se desea.
…///
63
WEAP Water Evaluation And Planning System
Conectando Recursos y Demandas
Un tutorial para
Modelando recursos de aguas subterraneas .......................................................... 64
October 2005
64
Note: Para comenzar la leccion vaya al Menu principal y seleccion “Revert to Version” y escoja la version llamada “Starting Point for all modules after ‘Scenarios’ module.”
Modelando recursos de aguas subterraneas
1. Crear un recurso de aguas subterranea
Crear un “Groundwater node” junto a la ciudad y nombrelo “Big City Groundwater”. Tambien marquelo activo en “current Accounts”.
Dele a “Big City Groundwater” las siguientes propiedades (asegurese de este en “current accounts para ingresar esta información – si no lo esta, la carpeta “inicial storage” no aparecera):
Storage Capacity Unlimited (default, leave empty) Initial Storage 100M m3 Natural Recharge (use the Monthly Time Series Window, accessed in the field under "2000")
65
- Nov. to Feb. 0M m3/month - Mar. to Oct. 10M m3/month
2. Conectando “Big City Groundwater” con “Big City”
Use una “Transmission Link” para conectar “Big City Groundwater” a “Big City” demand site, y asignele una prioridad de 2.
Su modelo debiera verse como el que esta a continuacion:
66
El volumen maximo de flujo o Percentaje de Demanda (parametros) representan restrictions en la capacidad de un recurso (due, for example to equipment limits).
3. Actualizar las caracteristicas de la coneccion de transmision entre the el rio principal y la ciudad
Cambie las caracteristicas de “Transmission Link” conectando “Main River” (Withdrawal Node 1) y Big City (asegurese de estar en current accounts):
Supply Preference 1 (default) Maximum Flow Volume 6 m3/sec
4. Correr el Model y Evaluar los Resultados Observemos los siguientes resultados y pensemos en preguntas.
- Es la extraccion de agua subterranean requerida a cumplir demandas bajo estas condiciones sustentable?
Para ver este resultado, seleccione “Groundwater Storage” desde el menu de “Supply and Resources\Groundwater
67
- Como el uso relative del agua de Big City Groundwater y del rio principal ( Main River) evoluciona a la demanda deBig City?
Para ver resultados graficos para “Big City”, primero seleccione "Supply Delivered" bajo “Demand” usando el menú variable primaria. Luego escija "All Sources" dentro de las opciones al lado derecho de la. Luego, seleccione Big City como el sitio de demanda, para verlo, use el menu centrado sobre el grafico y directamente debajo de la variable primaria field. Click on “Annual Total”.
68
Groundwater recharge and interaction with rainfall and surface water can be modeled rather that entered as inputs. Refer to the “Hydrological Modeling” tutorial for more details.
Other resources can be modeled using the “Other Supply” object, which is characterized by a monthly “production” curve. This object can be used to simulate a desalination plant or inter-basin transfers, for example.
…///
69
WEAP Water Evaluation And Planning System
Refinando el analisis de
Demanda
Un tutorial para Demanda desagregada .......................................................................................... 70 Modelando el manejo de demanda, perdidas y Reuso.......................................... 76 Fijando prioridades de Demanda de distribucion ................................................. 86
October 2005
70
Note: Para comenzar esta leccion vaya al Menu principal y seleccione “Revert to Version” y escoja la version llamada “Starting Point for all modules after ‘Scenarios’ module.”
Demanda desagregada 1. Crear un nevo sitio de demanda
En “current accounts”, cree un sitio nuevo de la demanda río abajo de Big City para simular la demanda rural. Denomine este nodo “Rural” y dele una Prioridad de Demanda = 1. Proporcione una Conexión de Transmisión desde “main river” posicionadolo río debajo de los retornos de flujos de la gran Ciudad y de la Agricultura. La Preferencia del Suministro debe ser fijada en 1. Proporcione también un Flujo del Regreso para “Rura”l que es posicionado aún más río abajo. Proporcione un “return flor routing” igual a 100%.
Su area debiera verse asi:
2. Crear una estructura de datos para el nodo de demanda “rural” Para crear esta estructura, clic derecho en la demanda “Rural” en el arbol de data, y seleccione “Add” para implementar la siguiente estructura (no ingrese datos aun):
71
Note que “Showers”, “Toilets”, “Washing”, y “Others” se agregaron en subramas bajo “Single Family Houses”.
3. Ingrese datos en “Annual Activity Level” Ingrese lo siguiente en “ Rural Demand Site”, y en la carpeta Annual Activity Level:
Rural 120,000 Households Single Family Houses 70% Share Showers 80% Saturation Toilets 90% Saturation Washing 55% Saturation Others 35% Saturation Apartment Buildings Remainder share (use the Expression Builder)
72
Share vs. Saturation: even though both types of percentages are treated mathematically the same by WEAP, they are conceptually different. At a given level of the tree, shares should always sum up to 100%. They also allow the use of the “remainder” function. Saturation indicates the penetration rate for a particular device and is independent of the penetration rate for other devices (i.e., saturation rates for all sub‐branches within a given branch do not have to sum to 100.
73
4. Ingrese datos en “Annual Water Use” Ingrese lo siguiente bajo “Rural” demand site, y en la carpeta “Annual Water Use Rate”:
Rural Single Family Houses Showers 80 m3/household Toilets 120 m3/household Washing 60 m3/household Others 40 m3/household Apartment Buildings 220 m3/household Consumption (in consumption tab) 80%
Note que valores en “Consumptiones ingresado por la totalidad de Rural demand node, y no para las subramas.
5. Chequear los resultados
Calcule de nuevo sus resultados. En “Results” escoge “Water demand” como la variable primaria del menú. Escoja “all branches” del menú justo encima de la leyenda de gráfico. Escoja 3 D y el gráfico de barras como el (vea el primero y el segundo ejemplo de pantalla abajo). Escoja el nodo Rural de la demanda del menú encima del gráfico (vea la terera grafica de pantalla abajo).
74
Para ver los resultados de la Demanda de Agua (water demand) para todas las sub-ramas Rurales (por ejemplo, single family houses\showers; apartments), en el campo de “levels” seleccione 2 (justo encima del centro del gráfico). El gráfico resultante debe parecerse al uno abajo:
75
¿Entiende por que la dmanda rural varia durante el año sin que hayamos ingresado alguna variacion?
The variation in Rural demand is due to the fact that WEAP assumes a constant daily demand per day (no monthly demand was specified by the user), so months that have less days (like February) have a lower demand than months that have more days (like January).
Ahora cree un grafico en 3-D de “Demand Site Coverage” y seleccione “ all demand sites” para la presentacion
76
¿Entiende porque la cobertura de “rural” es 100% pero no para la ciudad ni la agricultura, aun cuando estan definidas las prioridades?
The Rural withdrawal point is downstream of the return flow point for the Big City, which means there is an additional volume of water available in the river; this return flow can easily cover the rather small Rural demand.
Modelando el manejo de demanda, perdidas y Reuso 1. Implementando el manejo de demanda – la aproximacion desagregada
Ahora crearemos un escenario nuevo que explora una estrategia de la administración del lado de la demanda. Llame este escenario “New washing machines DSM”; deberá ser heredado del “Reference” y el escenario tendrá el mismo clima y la tasa de crecimiento de población de gran Ciudad como el de “Referencia”. El árbol del escenario en “Manage scenarios” debe parecerse a esto:
77
Asumiremos que un tipo nuevo de lavadoras permite un 2/3 en reducción (66.7 %) al lavar en el consumo de agua. Este escenario nuevo evaluará el impacto de esta medida de la Administración del Lado de la Demanda si 50% de las casas se puede convencer a comprar la máquina que ahorra agua.
Primero, vuelve a “current accounts” en Data, donde usted creará dos nueva ramas (“old machines” y “New machines”) en la estructura de datos Rurales. Efectivamente, usted esta desagregando “washing” la variable que ahora incluira dos subcategoría nuevas. Note que usted debe volver a “current accounts” porque todas estructuras nuevas de datos se tiene que entrar en esta, incluso si la variable no deberá ser activada (es decir, los niveles no cero de la actividad) en “current accounts” y en el escenario “reference”.
Cuando vaya a agregar la primera subrama en “Washing”, aparecera el siguiente mensaje:
78
Click yes, agregue la estructura siguiente:
Cambie las unidades para “Máquinas Viejas” y “Máquinas Nuevas” a “shares”. Vuelva a entrar a “water use rate for old machines” (60 m3/household), como era el valor para la variable original más alto en “washing”.
79
Ingrese un valor de 100% para el “old machines activity level”. Deje en blanco el Nivel de la Actividad para “new machines” - esto es igual que entrando un cero. Recuerde, usted entra éstos en “current accounts”, así usted quiere sólo “Máquinas Viejas” a ser activo en el escenario de “Referencia”. Esto recrea el mismo efecto teniendo como la variable agregada “washing” en las “Cuentas Actuales” originales y en “la Referencia”. La variable “Máquinas Nuevas” se activará en el escenario “new washing machines DSM” (ver abajo).
Ahora, cambia a “New Washing Machines DSM”.
Ingrese el valo de 50 para New Machines (50% de todas las maquinas seran de esta nueva variedad) el resto (100) para Old Machines (usaremo expression builder mas tarde).
80
Tendra que ingresar el original de” Water Use Rate for the Old Machines” (60 m3/household) como tambien la nueva “ Water Use Rate for the New Machines”:
Old Machines 60 m3/household
New Machines 60*0.667 m3/household
Ahora compare los resultados numéricos de la Demanda de Agua (water demand) para la rama “washing Branch” del sitio Rural de la demanda para
81
el “la Referencia” y los escenarios “new washing machines DSM”. En la vista de Resultados, clic sobre la tabla y escoge la variable de la Demanda de Agua. Escoja también “Annual total” en vez de “monthly average” y escoja 2001 (usted puede sólo ve los resultados numéricos por un año individual al comparar a la vez los escenarios en la carpeta “table”, pero en esto no presenta una dificultad para este ejemplo, como nosotros no tratamos de modelar ningún crecimiento con tiempo para la variable washing). Escoja demand site\Rural\washing\single family houses \washing de la izquierda superior en el menú y “all branches” a la derecha y arriba. Escoja el “Reference” y “new washing machines DSM” del menú en el fondo de la ventana. La tabla debe parecerse a lo Siguiente:
Note que el uso de nuevas maquinas in 2001 (y añsubsecuentes en “New Washing Machines DSM”) resulta en alrededor de 460000 m3 de agua menos demandada que si solo se tienen “Old Machines” (el escenario de Referencia (“referente”)).
Demand‐side management (DSM) refers to measures that can be taken on the consumer’s side of the meter to change the amount or timing of water consumption (as compared to the utility companyʹs, or supply, side of the meter).
Another way of modeling disaggregated DSM is to reduce the unit consumption for the affected category (in this case washing). There is no right or wrong way to model DSM.
82
2. Implementar el manejo de la demanda – la aproximacion agregada Si los datos de desagregados no están disponibles, un valor equivalente de DSM (manejo de demanda) se puede computar. En este ejemplo, asumiendo que tuvimos ningun demanda desagregada Rural de agua, nosotros podríamos llegar al mismo resultado utilizando el “la Administración de la Demanda” (“demanda management”) la opción para este Sitio de la Demanda en los Datos. En este caso la reducción ascendería a:
Original contribution of washing to rural water use 2,772/26,316 = 10.5% Share of New Machines 50% Reduction of New Machines 66.6% Multiplying all of these percentages together = 3.5%
Este valor puede ser ingresado a “Demand Management/Demand Savings” tab para la rama Rural en el “Demand Side Management scenario”.
Demand Side Management (DSM) measures are not taken into account in the demand view. To see the effect of a DSM measure, look at the change in Supply Requirement rather than Water Demand.
83
3. Modelando Reuso Otra estrategia de la conservación del agua que se podría estudiar con escenarios es agua re empleada. Cree un escenario nuevo heredado del “Referencia” y denominelo “big city reuse”. Cerciórese está en este escenario y el clic en la rama “big city”. Haga clic en “loss and reuse” y haga clic la carpeta “reuse”.
Ingrese la siguiente expression en el campo 2001-2015 usando el Expression Builder:
Smooth(2001,5, 2005,18, 2015,25)
Primero seleccione la funcion “Smooth” dentro del texto de Expression builder. Click “Next” y entre los datos y valores. Deberia tener un grafico como el de mas abajo. Note que Reuse en Current Accounts (2000) se mantiene cero. Click “Finish”.
84
Compare Unmet Demand para Big City antes (Reference) y despues (Big City Reuse) de introducer esta conservacion de agua. Deberia tener el grafico de abajo, el cual muestra reducciones substanciales en “Big City Unmet Demand” cuando se usa la estrategia de reuso de agua.
4. Modelando perdidas Reedite el modelo para tener en cuenta el hecho que hay un 20% de tasa de pérdida en la red de gran Ciudad. Haga este cambio para las Cuentas Actuales (current accounts) para que se llevara con el escenario “reference”, y como resultado de la característica de herencia, a través de todos escenarios.
85
What happens to the unmet demand for the Big City, both in the “Reference” scenario and the “Big City Reuse” scenario compared to the earlier exercise without losses?
Losses can happen in Transmission Link, in the Demand Site itself or in the Return flow. Losses in the Transmission Link will affect the supply to the Demand Site. Losses in the Demand Site will affect the required Supply Requirements of this Demand Site. Losses in the Return Flow will only affect the flow returned.
86
Fijando prioridades de Demanda de distribucion 1. Edit Demand Site Priority
Cree un escenario nuevo, heredado del “la Referencia” ydenominelo “Changing demand priorities”. Cambie la Prioridad de la Demanda del Sitio de la Demanda de la Agricultura en “data” haciendo clic en la rama de la Agricultura y entonces haciendo clic en el botón de la Prioridad, o haciendo clic en el nodo en la “Vista Esquemática” (schematic) y escogiendo "general info".
Cambie la Prioridad de la Demanda de 1 a 2.
87
A demand priority can be any whole number between 1 and 99 (99 is the default) and allows the user to specify the order in which the water requirements of demand sites are satisfied. WEAP will attempt to satisfy the water requirement of a demand site with a demand priority of 1 before a demand site with a demand priority of 2 or greater. If two demand sites have the same priority, WEAP will attempt to satisfy their water requirements equally. Absolute values have no significance for the priority levels; only the relative order matters. For example, if there are two demand sites, the same result will occur if demand priorities are set to 1 and 2 or 1 and 99.
Demand Priorities allow the user to represent in WEAP water allocation as it actually occurs in their system. For example, a downstream farmer may have historical water rights to river water, even though another demand site positioned upstream could extract as much river water as it desired, leaving the farmer with little water in the absence of such water rights. The Demand Priority setting allows the user to set the farmerʹs priority for water above that of the upstream demand site. Demand Priorities can also change with time or change in a scenario ‐ more advanced subject matter to be dealt with later in the tutorial.
You can also change the Demand Priority in the Data View\”Priority” screen\”Demand Priority” tab.
2. Compare Resultados
Despliegue graficamente “ Unmet Demand” para la Agriculture para “Reference” y escenarios “Changing Demand Priorities”. Deberia ser como el de a continuacion:
Note que “Unmet Demand” para Agriculture se incrementa cuando la prioridad es aumentada a 2. Esto porque Big City ahora tiene preferencia por tener sus demandas que ser satisfechas primero. Evidencia de esto puede
88
verse generando un grafico de “monthly average Demand Coverage” for Big City y Agriculture a traves de los años del escenario de referencia.
Ahora compare los resultados al mismo grafico generado por “Changing Demand Priorities”.
Advierta que en el “la Referencia”, para la primavera y tarde meses de verano, tanto la gran Ciudad como la Agricultura no obtienen el alcance repleto de su demanda porque los dos compiten igualmente para flujo
89
Principal de Río. Cuándo gran Ciudad se da la preferencia para satisfacer su demanda (Cambiando el guión de Prioridades de Demanda), sin embargo, su alcance mejora relativo a la Agricultura. A veces, el alcance es 100% para la Agricultura, pero no para gran Ciudad - eso es porque no hay la demanda de la Agricultura (principalmente observado para los meses de invierno). Note que el Alcance de la Demanda para el sitio Rural de la demanda es siempre 100% - esto es porque los flujos del regreso para la gran Ciudad y la Agricultura satisfacen la demanda de agua creada por el sitio Rural de la demanda.
…///
90
WEAP Water Evaluation And Planning System
Hydrologia
Un tutorial para Modelando Captaciones: modelo aguas lluvias y ʺ Runoffʺ ................................. 91
Modelando Captaciones: modelo de humedad del suelol....................................... 96
Simulando interaccion superficie y aguas subterraneas...................................... 101
October 2005
91
Note: Para comenzar la leccion vaya al Menu principal y seleccione “Revert to Version” y escoja la version llamada “Starting Point for all modules after ‘Scenarios’ module.”
Modeando Captaciones: modelo aguas lluvias y “Runoff” 1. Crear una nueva captacion
Cree un “Captación” se opone en la vista Esquemática para simular headflow para el Río Principal. Haga esto tirando sobre un nodo de Captación y lo localizando cerca del punto de partida del Río Principal. Denomínelo “el Río Principal Headflow”. Una vez que posicionado, un cuadro de diálogo abrirá y solicitará los datos siguientes:
Runoff to Main River Represents Headflow Yes (check box) Infiltration to No inflow to GW Includes Irrigated Areas No (Default) Demand Priority 1 (default)
Note that when you have finished creating the Catchment node, a dashed blue line will automatically appear in the schematic linking the node to the Main River.
92
2. Crear la apropiada subestrutura para la cuenca Primero clic en boton derecho del mouse en Catchment oseleccione de Data, aparece una ventana preguntando metodo de Captacion:
Tambin se puede hacer en la ventana (boton) “advance”:
93
En Data haga clic en el boton “Land Use” e ingrese: Area 10M ha (you will have to choose the units first) Effective Prec. 98% Crop Coefficients (use the Monthly Time Series Wizard to input these data)
Sep to Feb 0.9 March 1.0 April 1.1 May 1.4 Jun to Aug 1.1
Note que si usted había hecho clic “sí” cuando preguntó si áreas irrigadas debían ser incluidas en esta captación (bajo Información General al crear
94
captación), otro botón “la Irrigación” habría aparecido bajo la captación en los Datos ve. Este botón tendría dos etiquetas bajo lo: (1) “Irrigó”, donde usted hace la entrada o un “0” para no irrigado, o un “1” para irrigado para una clase particular de la tierra; y (2) “Irrigó la fracción” donde usted especificaría la fracción de agua de irrigación suministró al área que está disponible para el evapotranspiration.
The Rainfall Runoff method is a simple method that computes runoff as the difference between precipitation and a plant’s evapotranspiration. A portion of the precipitation can be set to bypass the evapotranspiration process and go straight into runoff to ensure a base flow (through the “effective precipitation” parameter).
The evapotranspiration is estimated by first entering the reference evapotranspiration, then defining crop coefficients for each type of land use (Kc’s) that multiply the reference evapo-transpiration to reflect differences occurring from plant to plant.
More information about this method can be obtained from the FAO Irrigation and Drainage Paper 56, called “Crop Evapotranspiration” and available from the FAO’s website (www.fao.org).
Entering an effective precipitation other than 100% is one way of acknowledging the fact that part of the rainfall is not submitted to evapotranspiration during high intensity rainfall events, hence generating a minimal runoff to the river even when the rainfall is lower than the potential evapotranspiration. Another solution is to move to more developed models such as the 2-buckets soil moisture model coupled with Surface Water – Groundwater interaction modeling, as presented later in this module.
3. Ingrese datos climaticos Climatic Data se ingresan a nivel de “catchment”. En Data View, seleccione la nueva captacion bajo ”Demand Sites and Catchmentsen el arbol de data e ingrese la siguiente tabla a “Climate” usando “Monthly Time Series Wizard”:
Month Precip. ETref Jan 21 42 Feb 37 47 Mar 56 78 Apr 78 86 May 141 131 Jun 114 122 Jul 116 158 Aug 85 140 Sep 69 104 Oct 36 79 Nov 22 43 Dec 13 37
If not available from on-site stations, precipitation data can sometimes be derived from world-wide climate models such as the one developed by Tim Mitchell at the University of East Anglia (http://www.cru.uea.ac.uk/~timm/data/index.html). The use of GIS software to extract the appropriate data is required. Such models provide average data in opposition to actual data, implying that the calibration is much more delicate.
The Reference Evapotranspiration can be determined from a set of climatic and topographic parameters using the Penman-Monteith equation. More details are provided in the FAO publication mentioned earlier. Also, there exist global models of monthly reference evapotranspiration put together by the FAO, available from the FAO’s website.
4. Miremos los Resultados Results for Catchments are located in the “Catchment” category in the primary variable pull-down menu.
“Pérdidas de la Precipitación” al Río Principal debe parecer semejante al gráfico abajo. Escoja el “la Referencia” el guión del baja menú encima de la leyenda de gráfico, “el Río Principal Headflow” como la sitio/rama de Demanda del menú a la izquierda superior del gráfico, y del año 2000 del “Años Escogidos” la opción que utiliza el menú en el fondo del gráfico
Modelando Captaciones: modelo de humedad de suelo 1. Reemplazando la demanda de agricultura por un sitio de captacion
Borre Agriculture demand site y cree una captacion en su lugar. Nombrelo“Agriculture Catchment” y anote:
Runoff to Main River Represents Headflow No (check box) Infiltration to No inflow to GW Includes Irrigated Areas Yes (check box) Demand Priority 1 (default)
Note que la prioridad de demanda aparece en la ventana solo despues de seleccionar “Yes” para “Includes Irrigated Areas”.
97
2. Connectar la nueva captacion La captación nueva ahora ya debe ser conectada al Río Principal con una Conexión de la Pérdidas/Infiltración. Agregue una Conexión de la Transmisión del Río Principal (mismo punto de partida como el sitio anterior de demanda de Agricultura), con una Preferencia del Suministro de 1. Su modelo ahora debe parecer semejante a la figura abajo:
The purpose of this transmission link is to allow supplying irrigated areas with water from the river in case rainfall is insufficient.
98
3. Crear una subestructura en la captacion Asumiremos que esta captación tiene tres tipos de utilización de la tierra. En los Datos Ve, agrega las ramas siguientes a su captación nueva derecho hacer cliclo en el árbol de datos y escogiendo “Agrega”. (Si usted escoge la captación para redactar por hacer clic de derecho en el nodo en la vista esquemática antes que atravesando los Datos ven, usted será preguntado escoger de antemano un método de simulación - escoge el “la Lluvia Pérdidas (el modelo de la humedad de tierra)” el método). Agregue las ramas siguientes:
Irrigated Forest Grasslands
4. Entre los datos apropiados de uso de suelo Si usted no ha hecho así ya, escoge la Captación nuevamente creada en los Datos ve y escoge el “la Lluvia Pérdidas (el modelo de la humedad de tierra)” el método haciendo clic en el “Avanzado” el botón. Entonces entre los datos siguientes después de hacer clic en el “utilización De la tierra” el botón:
Total Land Area 300,000 ha (you will have to select units first) Irrigated Forest Grasslands Share of Land Area 33% 25% remainder(100)
99
Irrigated Forest Grasslands Leaf Area Index 3.6 3.0 1.7 Root Zone Conductivity 60 35 45 mm/month Preferred Flow Dir. 0.15 0.15 0.15 Initial Z1 50% 20% 20%
Las restantes variables son las mismas:
Initial Z2 20% Root Zone Water Capacity 900 mm Deep Water Capacity 35,000 mm Deep Conductivity 240 mm/month Kc Use the same values as input for the Main River Headflow catchment in the previous exercise. You can simply copy and paste that expression into the Kc field for the Agriculture Catchment land classes.
The Rainfall Runoff (soil moisture model) method has been developed to provide a simple yet realistic way of modeling hydrological processes with a semi-physical representation. Details about the method and its parameters, as well as calibration procedures, can be found in the appendix to this tutorial as well as in articles posted to the “publication” section of WEAP’s website (www.weap21.org). The related WEAP help topic provides a description of each parameter and an overview of the model as well. The parameter values displayed above are for illustration purposes only.
5. Ingrese los datos apropiados de clima En la misma ventana, seleccione “Climate” e ingrese lo siguientes data:
Precipitation Use the same values as input for the Main River Headflow catchment in the previous exercise.
Temperature MonthlyValues( Jan, 9, Feb, 12, Mar, 16, Apr, 21, May, 24, Jun, 27, Jul, 29, Aug, 29, Sep, 27, Oct, 22, Nov, 16, Dec, 11 ) Humidity 65% Wind 1m/s Latitude 30°
Data about snow coverage are not needed if the basin is not exposed to snow. WEAP determines the appearance of snow based on the temperature and the melting and freezing points parameters. If the last two are left empty, no snow will be allowed to accumulate.
Mire los resultados siguientes. Aquí otra vez, los resultados se localizan en el “Captación” la categoría del “los Resultados” la vista. Escoja “Afluencias de Clase de Tierra y Desagües” bajo la variable primaria baja menú. Escoja “Todo Srcs/Dests” (corto para “Todas Fuentes y los Destino”) del baja menú encima de la leyenda del gráfico. Para ver el “Irrigado” el segmento de la captación de la Agricultura, escoge “Rama: los Sitios de la Demanda y Captaciones\Captación de Agricultura\Irrigado” del baja menú a la izquierda superior del gráfico. Escoja el año 2000 del “Años Escogidos” la opción que utiliza el baja menú en el fondo, y el clic en “el Promedio Mensual” en la extrema derecha superior.
“Afluencias de Clase de tierra y Desagües” representa en una manera muy detallada el equilibrio de agua para cada clase de utilización de la tierra. Usted debe obtener un gráfico semejante a la figura abajo para el “Irrigó” afluencias de clase de tierra y gráfico de desagües:
101
Usted puede mirar también tales parámetros como “la Humedad de Tierra en el cubo superior” (la Humedad Relativa de Tierra 1 (%)), o “el Flujo al Río la Irrigación Repleta”, que demuestra el agua que fluye al río, inclusive el agua del irrigación en el exceso.
As you can see from the series of graphs, irrigation only happens from April to September. Soil Moisture in the first bucket is rather constant throughout the year at 45% to 50%, which is consistent with the lower threshold we set.
Simulando interaccion superficie y aguas subterraneas 1. Crear un objeto “agues subterranes”
Crear nuevo node de groundwater.
Localice el objeto Groundwater junto a la captacion de Agriculture que ud creo previamente. Nombrelo “Agriculture Groundwater”.
102
2. Connecte el objeto “ Groundwater” con la captacion Crear las siguientes conecciones:
Transmission Link from Agriculture Groundwater to Agriculture Catchment (Supply Preference 1)
Infiltration/Runoff Link from Agriculture Catchment to Agriculture Groundwater.
Su modelo deberia verse como este:
103
You can also create the Infiltration/Runoff Link between the catchment and the groundwater node by right‐clicking the catchment in the Schematic View, selecting “General Info” and then choosing the groundwater field in the “Infiltration to” drop‐down menu.
3. Ingrese los datos apropiados En el ambiente “Data” seleccione Agriculture Groundwater, cambia a “Physical” y seleccione “Model GW-SW flows” methodo de la carpeta de metodos.
Cambie al “water quality” yentonces regrese a “physical” ventana para el cambio para que surta efecto (usted ahora verá varias etiquetas nuevas en la ventana “Físico”). Entre los datos siguientes (blanco de hoja si nada se especifica) bajo las etiquetas o carpetas apropiadas:
Initial storage 50M m3 Hydraulic Conductivity 10m/day Specific Yield 0.1 Horizontal Distance 5000m (the extent of the aquifer perpendicular to the river ) Wetted Depth 5m Storage at River Level 50Mm3
104
4. Select the Reaches that Interact with the Aquifer En el árbol de Data, ensanche todos los alcances del Río Principal (main river) haciendo clic en el “ +” luego a en “supply and resources\river”. Escoja el alcance que está debajo del nodo del flujo del regreso de la gran Ciudad (Return flow node 1; usted quizás tenga que cambiar a “schematics” y hacer clic en el boton derecho para encontrar el nombre de ese nodo en su modelo). Entonces entre los datos siguientes en el “reach length” la etiqueta para este alcance:
From Groundwater Select Agriculture Groundwater
105
Reach Length 30,000 m
5. Miremos los resultados Mire a la “Demand Site Inflows and Outflows” para “Agriculture catchment”, y select “All Srcs/Dests” para el ano 2000. Click en “Monthly Average”.
Note that these results include “Inflow from Agriculture Groundwater” (due to the designation of the Agriculture Groundwater node as a source to supply irrigation water for the Agriculture Catchment) and “Outflow to Agriculture Groundwater” (due to the creation of a runoff/infiltration link between the two nodes).
106
Miremos tambien en “Groundwater Inflows and Outflows” (under Supply and Resources\Groundwater) para el año 2000 (monthly averages).
Note that the “Inflow from Upstream” category indicates infiltration of Main River water to Agriculture Groundwater along the river reach you selected earlier. Likewise, “Outflow to Downstream” represents groundwater seepage into the Main River.
Mire también en la altura de agua subterránea encima de la etapa del río. Esto puede ser visto escogiendo “supply and resources\groundwater\height above river” de la variable primaria en el menú. Escoja “agricultura groundwater” del “selected aquifers” la opción en el menú encima de la leyenda del gráfico.
107
Note that in the month where groundwater seepage to the Main River occurs (February), the groundwater elevation is higher than the wetted depth of the river as designated in the data (i.e., the difference in elevations is positive). Likewise, when Main River infiltration to groundwater is occurring, the elevation difference is negative.
…///
108
WEAP Water Evaluation And Planning System
Refininando el Suministro
Un turorial para
Cambiando las prioridades de suminstro............................................................. 109
Agregando requerimientos de caudal o flujos...................................................... 118
October 2005
109
Note: Para comenzar esta leccion vaya al Menu principal y seleccione “Revert to Version” y escoja la version llamada “Starting Point for all modules after ‘Scenarios’ module.”
Cambiando las prioridades de suministro
1. Crear una nueva transmission para el reuso de agua Crear una nueva transmission comenzando en Big City Demand Site y terminando en Agriculture Demand Site. Este es un modelo conceptual de reuso de aguas servidas de una zona urbana para propositos agricolas. Fije el “supply Preference” en esta Transmission en 2.
Supply Preference 2
If water quality were a concern, a wastewater treatment plant could have been added to treat the water from Big City before Agriculture received it. Having the treatment plant in the schematic would make it possible to simulate the changes in water quality before and after treatment.
2. Resultados cuando se cambian las preferencias de suministro Trate de cambiar las preferencias de suministros en las nuevas conecciones qu ahora suministran a la agricultura y vea los resultados para “Demand Site Coverage”. Para cambiar las prioridades haga clic en el boton derecho sobre el “transmission link” en el ambiente “schematics”.
110
Trate las siguientes combinaciones:
Supply Preferences = 1 from the Main River, 2 from Big City
Supply Preferences = 2 from the Main River, 1 from Big City
111
Supply Preferences = 1 from the Main River and 1 from Big City
Entiende porque cambian las demandas cuando las preferencias cambian?
You can modify the display of preferences on the schematic by using the “Schematic\Change the Priority View” menu. The “View Allocation Order” option will display the actual priority order in which WEAP computes supply. This is a function of the Supply Preference of the link as well as the Demand Priority of the demand site.
Note that you can study the impact of changing Supply Preferences, like Demand Priorities, by creating alternative scenarios.
112
3. Regresar al modelo original Puede hacer esto escogiendo “Revert to Version” dentro de Area en el menú principal. Escoja “Starting Point for all modules after Scenarios module” como lo hizo para comenzar este exercise.
Modelando Reservas 1. Create a Reservoir and enter the related data
Primero cree un nuevo escenario heredado de “Reference” y nombrelo “Reservoir Added”. Entonces agregue al objeto reservoir” en “Main River” rio arriba de Big City, y llamelo "Main River Reservoir" asegurese de desbloquear la opcion donde pregunta si es “active in Current Accounts”.
Deje Demand Priority en 99 (default).
113
Clic en boton derecho sobre “Main River Reservoir” y select "Edit Data". Seleccione la variable “Storage Capacity” y ingrese al ambiente Data (asegurese de que“Reservoir Added” este seleccionado). Click en “Startup Year” antes de alterar otros parametros.
escoja 2002 como punto de partida para Main River Reservoir
Click en el boton “Physical” y cambia lo siguiente:
Storage Capacity 70 M m3
Note que la escala (Scale) se fija en "Million"
114
More details about reservoirs operation and hydropower production are provided in the “Reservoirs and Power Production” module of the WEAP tutorial.
2. Run the Model and Evaluate the Results Compare “Demand Site Coverage” paraAgriculture en los escenarios “Reference” y “Reservoir Added”.
- Demand Coverage: porque la agricultura posee mayor covertura con la reserva en el lugar?
115
- Reservoir Storage Volume: Aparenta ser sustentable la construccion de una reserva? Use el menu principal en “chartpara seleccionar “Reservoir Storage Volume” (bajo Supply and Resources\Reservoir), y seleccione “All Years” a los pies del graphico.
116
- Flow in the River: Como cambia los flujos o caudales rio abajo de la reserve en el rio principal? Seleccione “Streamflow” (bajo Supply and Resources\River) del menu principal y clic en “Monthly Average”. Escoja 2002 desde “Selected Years” y escoja Withdrawal Node 2 para comparasion.
Escojamos escala logaritmica (opcion ubicada en la barra vertical a la derecha) par aver mas claramente las diferencias rio arriba y rio debajo de “Main River Reservoir”.
117
Seleccione debajo de “Return Flow Node 1” para comparasion. Porque es que “streamflow” en este alcance es mas parecido en ambos escenarios?
The creation of a large reservoir allows storage of “excess” water during high flow periods to cover water demand during low flow periods. The price to pay is, however, a potentially large impact on the hydrological regime of the river downstream of the reservoir. The Return Flows from Big City and Agriculture provide the flow in the Main River during the spring and winter months. A reservoir’s operation variables and flow requirements can be used to mitigate the reservoir’s downstream impact.
118
Agregando requerimientos de caudal o flujo 1. Crear requerimientos de Caudal
Crer un nuevo escenario: “Flow Requirement Added”. Este es heredado de “Reservoir Added”. El arbol de escenarios debe verse asi:
Ahora agregue “Flow Requirement” a Schematic debajo de withdrawal node para Big City, pero agues arriba de withdrawal node para Agriculture.
Demand Priority 1 (default)
119
Clic derecho en Flow Requirement y seleccione Edit Data\Minimal Flow Requirement. Agregue el valor (asegurese de que aun esta en el escenario “Reservoir Added”):
Minimal Flow Requirement 5 CMS
2. Correr el Modelo y evalue los Resultados Miremos los resultados y pensemos en las preguntas relacionadas.
- Como agregando un requerimiento de caudal cambia a flujo (streamflow) en el alcance del flujo mas abajo de flujo requerido?
Compare “streamflow” debajo del requirement para “Reference”, “Reservoir Added”, y “Flow Requirement Added” para el mismo año (2002). DEberia obtener el siguiente grafico:
120
- Cual es la covertura del caudal?
Se puede saber seleccionando "Instream Flow Requirement Coverage" bajo Demand. (Cambie logaritmo por eje Y, y seleccione solo “Flow Requirement Added”).
- Porque la covertura ha cambiado para la ciudad?
Seleccione “Demand Coverage” desde el menu principal, seleccione Big City demand site, y seleccione “Reference”, “Reservoir Added”, and “Flow Requirement Added” como escenarios.
121
- Asumiendo que este requerimiento de flujo es mas importante que suministrar a la ciudad Big City, Como dberia cambiar el modelo para asegurar que los requerimientos de caudal se cumplan?
The relative level of Demand Priority for Big City, Agriculture and the Flow Requirement will determine which demand is covered first. To ensure that the Flow Requirement is covered first, change the Demand Priority of Big City to a value higher than for the Flow Requirement, since it is upstream of the Flow Requirement.
