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ISSN 2007-2422
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Tecnología y Ciencias del Agua,
vol. VIII, núm. 3, mayo-junio de 2017, pp. 39-53
Modelo para la opt imización del costo de
operación de un campo de pozos en acuí feros
• Lemuel C. Ramos-Arzola* •
Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría”, Cuba
*Autor para correspondencia
• Eric Cabrera-Estupiñán •
Universidad Laica “Eloy Alfaro” de Manabí, Ecuador
• Daniel Molina-Pérez • Armando O. Hernández-Valdés •
• David E. Marón-Domínguez •
Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría”, Cuba
Resumen
Ramos-Arzola, L. C., Cabrera-Estupiñán, E., Molina-Pérez,
D., Hernández-Valdés, A. O., & Marón-Domínguez, D. E.
(mayo-junio, 2017). Modelo para la optimización del costo
de operación de un campo de pozos en acuíferos.
Tecnología
y Ciencias del Agua
,
8
(3), 39-53.
El componente de mayor costo en la producción de agua
subterránea en un sistema de suministro (una vez que los
pozos están construidos) es el bombeo de agua desde los
pozos. En la presente contribución se propone un nuevo
módulo en MADA (modelo de administración de acuíferos),
que se basa en la inclusión de un modelo de simulación-
optimización para la minimización del costo de operación
en acuíferos. La propuesta utiliza un modelo de simulación
bidimensional del flujo del agua subterránea (AQÜIMPE)
basado en el método de los elementos finitos. Se emplea
el enfoque matriz respuesta para vincular AQÜIMPE con
un problema de programación cuadrática, que se resuelve
empleando la función
quadprog
del asistente matemático
MATLAB. Se aplica el modelo en la administración de la
explotación del acuífero Cuenca Sur y se obtiene una política
de explotación que permite un 15% de ahorro del costo
de bombeo en relación con el costo de la explotación real
del año 2007. Además, el patrón de explotación obtenido
satisface un conjunto de restricciones de demanda, de
niveles en el acuífero y de capacidad instalada en cada pozo
de explotación.
Palabras clave
: modelación del agua subterránea, modelo de
simulación-optimización, enfoque matriz respuesta, MADA,
AQÜIMPE, programación cuadrática, Cuenca Sur de La
Habana.
Ramos-Arzola, L. C., Cabrera-Estupiñán, E., Molina-Pérez, D.,
Hernández-Valdés, A. O., & Marón-Domínguez, D. E. (May-June,
2017). Model for optimization of the operating cost in aquifers.
Water Technology and Sciences
(in Spanish),
8
(3), 39-53.
The major cost component in the water production of groundwater
supply system (once the wells are built) is pumping water from
wells. In this contribution a new module in MADA (groundwater
management model) based on the inclusion of a simulation-
optimization model to minimize the operating cost in the aquifers
exploitation is proposed. The proposal uses a two-dimensional
simulation model of groundwater flow (AQÜIMPE) based on the
finite element method. The response matrix approach is used to
link AQÜIMPE with a quadratic programming problem, which is
solved using the function quadprog of the mathematical assistant
MATLAB. The model is applied in the administration of the
exploitation in the Cuenca Sur aquifer, an exploitation policy is
obtained that allows to save around a 15% of pumping costs relative
to the cost of the actual operation in the year 2007. In addition, the
obtained exploitation pattern satisfies a set of constraints of water
demand, aquifer levels and installed capacity in each operating well.
Keywords
: Groundwater modeling, simulation-optimization
model, response matrix approach, MADA, AQÜIMPE, quadratic
programming, Cuenca Sur de La Habana.
Abstract
Recibido: 11/03/2016
Aceptado: 27/10/2016
