Testing a hydrological model on the Medellin River in Colombia

The purpose of this thesis is the application of a hydrological model to improve the flood forecasting system of the metropolitan area of Aburrà valley in Columbia. The warning system is currently based on the observation and it’s linked to the water exceeding the threshold water levels of the Medellìn river, the alarm occurs only a few hours ahead of the event. Applying a hydrological model combined with a meteorological one would mean an important advance in alerting the responsible bodies and consequently it would allow the securing of people and goods with more effectiveness. The hydrological model applied is the Flash-flood Event-based Spatially- distributed rainfall-runoff Transformation - Water Balance (FEST-WB), largely employed for the study of the hydrological balance and flood forecasting of alpine basins. The aim is to verify whether this model is also adaptable to basins with climatic and morphological features that differ from the usual field of application. The input operated is composed by meteorological and hydrological data measured by the Sistema de Alerta Temprana de Medellìn y el Valle de Aburrà (SIATA). This work represents a continuation of (Terbisi, 2021 [1])’s study which was a preliminary attempt of using the FEST-WB model on the Medellin river basin. The current analysis’ result proves the suitability of the hydrological model for this kind of basin and, therefore, its employability for the flood forecasting and alert system in the area of interest which is often prone to hydraulic risks.

Lo scopo di questo lavoro è quello di testare un modello idrologico per potenziare il sistema di allertamento delle piene nella valle di Aburrà, in cui si esapnde l’area metropolitana della città di Medellìn, in Colombia. Al momento, il piano emergenziale poggia interamente sul monitoraggio del livello del fiume, allertando in caso venga superata una determinata soglia Ciò si traduce in un margine di azione di poche ore prima che la piena si verifichi. L’applicazione accoppiata di un modello idrologico con uno meteorologico accorcerebbe notevolemente i tempi di reazione, necessari agli enti responsabili, per garantire una messa in sicurezza di beni e persone che sia pronta ed efficace. Il modello idrologico impiegato è il Flash-flood Event-based Spatially- distributed rainfall-runoff Transformation - Water Balance (FEST-WB), notoriamente adoperato per la previsione delle piene in bacini alpini. L’obbiettivo è verificare se tale modello sia adatto a studiare bacini con caratteristiche climatiche e morfologiche che si discostano dalle classiche condizioni di impiego. Gli input utilizzati sono dati meteorologici ed idrologici misurati sul campo dal Sistema de Alerta Temprana de Medellìn y el Valle de Aburrà (SIATA). Questo lavoro rappresenta un proseguo dello studio fatto da (Terbisi, 2021 [1]), che mostra un tentativo preliminare di utilizzo del modello FEST-WB sul bacino del fiume Medellìn. I risultati della corrente analisi provano quanto il modello idrologico sia adattabile a bacini di questo tipo e , quindi, utilizzabile per l’allertamento e la previsione delle piene nell’area in esame che spesso è soggetta a rischi idraulici.