MODELIZACIÓN DE LA FASE DE AVANCE DEL RIEGO POR SUPERFICIE. INTEGRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN DE BALANCE DE VOLUMEN CON REDES NEURONALES ARTIFICIALES

1. Departamento de Ciencias Agroforestales Programa de Doctorado “ Sistemas de Producción Integrada en la Agricultura y la Ganadería” MODELIZACIÓN DE LA FASE DE AVANCE DEL RIEGO POR SUPERFICIE. INTEGRACIÓN DE UNA SOLUCIÓN DE BALANCE DE VOLUMEN CON REDES NEURONALES ARTIFICIALES José Antonio Rodríguez Álvarez Sevilla, Septiembre de 2007 Línea de Investigación “ Manejo del Agua”

3. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie INTRODUCCIÓN Porcentaje de la Superficie Total Regada 80,0 - 90,0 !!! 35,0 43,5 60,2 Riego por Superficie Región

4. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie INTRODUCCIÓN Subvención Oferta de Agua Intereses Políticos Pública a Bajo Coste y Comerciales Cambio de Incertidumbre Presiones Políticas de Mercado Ambientales Pocos Cambios en el Patrón Actual de Sistemas de Riego Grandes Transformaciones Desarrollo de Riego Presurizado Desaceleración de Transformaciones Nueva Política Orientada a la Gestión del Agua Paradigma Tradicional Nuevo Paradigma Evolución del Regadío en España

5. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie INTRODUCCIÓN Fase de Almacenamiento Fase de Avance Fase de Agotamiento Fase de Recesión Fases del Riego por Superficie

6. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie INTRODUCCIÓN Hidrodinámico Completo Inercia Nula Onda Cinemática Balance de Volumen Empíricos Baja Media Alta Modelos del Riego por Superficie Complejidad/Precisión/Flexibilidad Preferido por los Ingenieros

7. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie INTRODUCCIÓN Modelo de Balance de Volumen Flujo Superficial Flujo Infiltrado Q(ta) Ignorar la Variación Temporal del Caudal de Riego Asumir Régimen Uniforme Asumir Factor de Forma Superficial Constante Forzar la Trayectoria de Avance a seguir una Función Arbitraria

8. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie INTRODUCCIÓN Hidrodinámico Completo Inercia Nula Onda Cinemática Balance de Volumen Empíricos Complejidad/Precisión/Flexibilidad Baja Media Alta Modelos del Riego por Superficie Integración con Redes Neuronales Artificiales

10. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie MATERIAL Y MÉTODOS Volumen de Agua Infiltrado en el Suelo Flujo Superficial Flujo Infiltrado Q(ta) Valiantzas (1997)

11. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie MATERIAL Y MÉTODOS Volumen de Agua Almacenado sobre el Suelo Flujo Superficial Flujo Infiltrado Q(ta) Redes Neuronales Artificiales

12. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie MATERIAL Y MÉTODOS Redes Neuronales Artificiales Son técnicas pertenecientes a los campos de la inteligencia artificial y la exploración de datos que intentan reproducir la forma en que los sistemas nerviosos biológicos procesan la información. Las RNA tienen la cualidad de aprender a realizar tareas basadas en un entrenamiento o en una experiencia inicial y son capaces de reconocer patrones con ruido o distorsionados. Red Neuronal Artificial

13. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie MATERIAL Y MÉTODOS Redes Neuronales Artificiales Red Perceptrón Multicapa Los datos entran a la red a través de esta capa Conecta la Capa de Entrada con la Capa de Salida Los resultados salen de la red a través de esta capa Entrada Oculta Salida Y . . . . . X 1 X 2 X n Neurona

19. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie MATERIAL Y MÉTODOS Volumen de Agua Almacenado sobre el Suelo Flujo Superficial Flujo Infiltrado Q(ta) Patrón de Entrenamiento: 3320 Casos Patrón de Verificación: 980 Casos

20. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie MATERIAL Y MÉTODOS Volumen de Agua Almacenado sobre el Suelo Flujo Superficial Flujo Infiltrado Q(ta) Red Neuronal Artificial

21. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie MATERIAL Y MÉTODOS Fluctuaciones Temporales del Caudal de Riego Flujo Superficial Flujo Infiltrado Q(ta) ta Q(ta) Caudal Tiempo

22. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie MATERIAL Y MÉTODOS Fluctuaciones Temporales del Caudal de Riego Flujo Superficial Flujo Infiltrado Q(ta)

23. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie MATERIAL Y MÉTODOS Fluctuaciones Temporales del Caudal de Riego Flujo Superficial Flujo Infiltrado Q(ta) Patrón de Entrenamiento: 30743 Casos Patrón de Verificación: 1672 Casos

24. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie MATERIAL Y MÉTODOS Fluctuaciones Temporales del Caudal de Riego Flujo Superficial Flujo Infiltrado Q(ta) Red Neuronal Artificial

26. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN Redes Neuronales para Estimar el Área y el Volumen del Flujo Superficial Volumen Área

27. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN Redes Neuronales para Estimar el Área y el Volumen del Flujo Superficial Topologías de las RNA Precisión y Exactitud de las RNA

28. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN Redes Neuronales para Estimar el Área y el Volumen del Flujo Superficial Dimensional Adimensional

29. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN Redes Neuronales para Asimilar las Fluctuaciones Temporales del Caudal Comportamiento Típico de los Caudales Equivalentes

30. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN Redes Neuronales para Asimilar las Fluctuaciones Temporales del Caudal Topologías de las RNA Precisión y Exactitud de las RNA

35. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN Evaluación del Modelo Híbrido en Condiciones de Régimen Permanente ≠ ≠

36. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN Evaluación del Modelo Híbrido en Condiciones de Régimen Permanente Prueba de Kolmogoroff–Smirnov

37. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN Evaluación del Modelo Híbrido en Condiciones de Régimen Permanente Solución Explícita Número Medio de Iteraciones= 4,24 7800 Casos Evaluados

38. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN So >= 0,00001 So >= 0,0001 Evaluación del Modelo de Walker y Skogerboe Flujo Superficial Flujo Infiltrado Q(ta) Fórmula de Manning ry = 0,77 rz = f(a,r)

39. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN So >= 0,00001 So >= 0,0001 Evaluación del Modelo de Walker y Skogerboe

40. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN Evaluación del Modelo Híbrido en Condiciones de Régimen Transitorio ≠ ≠

41. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN Evaluación del Modelo Híbrido en Condiciones de Régimen Transitorio Prueba de Kolmogoroff–Smirnov

42. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN Evaluación del Modelo Híbrido en Condiciones de Régimen Transitorio Solución Explícita Número Medio de Iteraciones= 3,87 27000 Casos Evaluados

43. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie RESULTADOS Y DISCUSIÓN Calado Avance Resultados de los Análisis de Sensibilidad

46. Modelización de la Fase de Avance del Riego por Superficie CONCLUSIONES http://www.siparid.110mb.com/ http://www.siparid.110mb.com/