Recursos hidricos

Seminario Internacional La Hidroinformática en la Gestión Integrada de los Recursos Hídricos

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Los modelos hidrológicos son herramientas muy importantes para la gestión del agua superficial y se convierten en una importante técnica de apoyo para la toma de decisiones. Sin embargo para utilizar estos modelos es necesario especificar diferentes parámetros que en muchas oportunidades son muy difíciles de estimar. Una posible solución a esta situación consiste en lautilización de algoritmos de optimización matemática en donde las variables a optimizar corresponden a esos parámetros que definen el modelo. Una de las metodologías de optimización que ha aparecido en la escena hidroinformática corresponde al algoritmo de la colonia de hormigas. Este algoritmo pertenece al grupo de algoritmos de optimización meta-heurística que trata de imitar el comportamiento de lascolonias de hormigas reales cuando buscan comida. Este algoritmo es aplicado a un modelo de balance hídrico para la sabana de Bogotá, modelo de Thomas o modelo abcd, el cual depende de 4 parámetros. Los resultados indican que la utilización de este tipo de algoritmos para la determinación de parámetros de modelos hidrológicos puede convertirse en una herramienta muy importante para las laboreshidrológicas.

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3$/$%5$6 &/$9(6 Colonia de hormigas, Gestión, Hidroinformática, Modelos hidrológicos, Optimización matemática, Toma de decisiones. ,1752'8&&,21 Poder predecir los caudales que fluyen de una cuenca por su sistema de drenaje constituye una de las grandes herramientas con que cuenta el hombre para enfrentar problemas tales como abastecimiento de agua, control deinundaciones, dimensionamiento de estructuras hidráulicas, irrigación de cultivos, etc. Esta predicción de caudales se hace, a partir de la medición directa de la precipitación y de la medición indirecta de la evapotranspiración que haya habido sobre la cuenca, a través de modelos lluvia-escorrentía. Los modelos hidrológicos constituyen así, una herramienta importante en la gestión del agua superficial y porlo tanto, en la hidroinformática. Pues bien, ocurre que para lograr aplicar con éxito estos modelos, requieren ser calibrados. Es decir, se deben determinar los parámetros (y las condiciones iniciales) reales de la cuenca. La calibración se realiza empleando alguna técnica de optimización matemática, las cuales según (Falkenauer 1998, p. 11-18), pueden ser de tres clases: los algoritmos precisos,los algoritmos heurísticos y los algoritmos meta-heurísticos. Estos últimos son metodologías que como los heurísticos, emplean reglas derivadas de la experiencia pero que contienen un área de aplicación mucho más extensa. Además, algunos de ellos tienen fuertes bases teóricas para explicar su efectividad. Entre ellos se encuentra la búsqueda tabú, el templado simulado, los algoritmos evolutivos yel más reciente, los algoritmos de colonias de hormigas (o algoritmos ACO, que quiere decir ant-colony-optimization). El primer algoritmo ACO se empleó en 1991 (Dorigo and Di Caro, 1999, p. 9). Trata de simular el comportamiento de las colonias de hormigas reales cuando buscan comida. Originalmente fueron propuestos para resolver problemas de optimización combinatoria y entre éstos, el problemadel vendedor viajero (Dorigo and Di Caro, 1999, p. 8). Hoy, existen muchas versiones de algoritmos ACO.

Universidad del Valle/Instituto Cinara

Olarte, R. HW DO

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Algoritmos ACO

Figura 1. Versiones de algoritmos ACO†. No†obstante, cuando se trata de aplicar algoritmos ACO a problemas de...