Modelo predictivo de precipitación aplicado a la gestión de la red de saneamiento del área metropolitana de Bilbao

Abstract

La Tesis Doctoral presentada pretende estudiar la precipitación en el corto plazo sobre la cuenca baja del Nervión-Ibaizabal coincidente con el área urbana de Bilbao. Y una vez comprendidos los mecanismos de precipitación que se producen en esta área formular diversos modelos predictivos de downscaling. Básicamente son de dos tipos los modelos de downscaling propuestos: dinámicos utilizando el MM5 y estadísticos utilizando los patrones atmosféricos del ERA-40. Uno de los objetivos principales de la Tesis es valorar la suficiencia de las predicciones que producen estos modelos para que puedan ser aplicadas a la gestión de las redes de saneamiento u otras estructuras de regulación hidrológica existentes en esta cuenca. Los métodos de valoración utilizados son varios: por ejemplo, se han utilizado índices basados en probabilidad de detección (HIR) y falsas alarmas (FAR), también se han utilizado índices de fiabilidad y precisión, variantes del diagrama de Taylor, etc. Por otro lado, los modelos propuestos fueron, a su vez, deterministas y probabilistas. En el caso de los deterministas se emplearon métodos estadísticos como el CCA (Correlation Canonical analysis) y el método de análogos, también se emplearon otros métodos más sofisticados como el de Redes Neuronales. Estos métodos se usaron para encontrar el predictor óptimo y, luego, para realizar modelos que se compararon entre si y con otros existentes en la literatura especializada. En el caso de los probabilistas se formularon siguiendo la metodología Bayesiana, en este caso se propuso una novedad para formular un modelo Bayesiano de análogos. Se ha comprobado que esta novedad produce resultados aceptables en general, y, especialmente, buenos en la predicción de lluvia débil o moderada. Por último, como objetivo secundario, se ha realizado un análisis de valores extremos de la precipitación. A partir de este análisis se han obtenido los períodos de retorno y las curvas IDF de gran utilidad para el diseño de estructuras hidrológicas.