Application of Artificial Neural Networks for Rainfall Estimation: Case Study in the Pastaza River Basin, Ecuador

Application of Artificial Neural Networks for Rainfall Estimation: Case Study in the Pastaza River Basin, Ecuador

Authors

DOI:

https://doi.org/10.56124/finibus.v7i14.013

Keywords:

artificial neural networks, rainfall estimation, water management, pastaza river basin

Abstract

The Pastaza River basin in Ecuador, crucial for its biodiversity and water management, faces significant challenges due to climate change. This study presents the application of artificial neural networks (ANN) to address deficiencies in pluviometric data for this basin. By implementing an optimised model with 5000 iterations, a 95% reliability in precipitation data estimation was achieved. Data from multiple meteorological stations were analysed, adjusting the model based on the distances between stations, demonstrating improved accuracy and coherence compared to traditional methods. The results highlight the ANN's capability to adapt to significant data variations, enhancing water management planning and mitigating the effects of extreme weather events through better precipitation prediction. The ability of ANN to process large volumes of data with complex interactions is particularly relevant in the hydrometeorological field, where spatial and temporal data variability is substantial. This advancement demonstrates the applicability of ANN in hydrology and climatology, contributing to the understanding of regional climate variability. The integration of advanced artificial intelligence techniques in the estimation and homogenisation of hydrological data provides a solid foundation for developing more effective adaptation and mitigation strategies in response to climate change. As technology evolves, new perspectives emerge for applying similar techniques in other river basins in the region, improving the management of water resources in Ecuador.

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Author Biographies

Alexander Rogel Rojas, Universida Técnica de Ambato

Ingeniero Civil. Especialista en metodología BIM y desarrollo de proyectos con Autodesk Revit. Actualmente, ofrece asesorías en BIM, cálculo estructural y se desempeña como residente de obra con en proyectos de estructuras e hidráulica.

Andrés Hidalgo Velastegui, Universidad Técnica de Ambato

Ingeniero en Electrónica y Computación por la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Magister en Gerencia Informática por la Universidad Católica del Ecuador, Máster en Big Data & Bussines Analytics por la Universidad Complutense de Madrid. Sus investigaciones se encuentran en el área de la eficiencia energética y actualmente en la inflamabilidad de materiales de construcción.

Fidel Castro Solórzano, Universidad Técnica de Ambato

Ingeniero civil por la Universidad Técnica de Ambato, con estudios de maestría en los campos de la Hidráulica (P.U.C.E.), la Administración de la Construcción (E.S.P.E.) y la Gestión Local (U.T.A.). Acumula veinte años de experiencia profesional y ha colaborado en la construcción de más de 300 proyectos de agua potable, alcantarillado e hidráulica de cuencas. Gerente de la Empresa de Agua Potable y Alcantarillado de Ambato (2014-2019). Desde 2010 es Profesor Auxiliar de la Facultad de Ingeniería Civil en la Universidad Técnica de Ambato.

Fabián Morales Fiallos, Universidad Técnica de Ambato

Ingeniero Civil, Mg. Ciencias de la Ingeniería y Gestión Ambiental y Tecnologías de la Información y Multimedia Educativa. Profesor Titular Agregado 2 del área de Hidráulica-Sanitaria, Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica de la Universidad Técnica de Ambato.

Dilon Moya Medina, Universidad Técnica de Ambato

Docente Titular en la Universidad Técnica de Ambato, ingeniero civil desde 1988, master en vías terrestres desde 2001. Consultor privado en infraestructura sanitaria, hidráulica y vial, constructor de obras civiles y actividades de director provincial del MTOP, entre otros

Bolívar Paredes-Beltran, Universidad Técnica de Ambato

Ingeniero Civil por la Universidad Técnica de Ambato, con un MSc en Sostenibilidad Ambiental de la Universidad de Edimburgo y un PhD en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos por la Universidad Politécnica de Madrid. Desde 2015, se desempeña como Profesor Auxiliar en la Universidad Técnica de Ambato, especializado en Ingeniería Civil, Hidráulica e Hidrología. Sus investigaciones abarcan la disponibilidad de agua, modelación de recursos hídricos y el impacto del cambio climático en recursos hídricos, con numerosas publicaciones en revistas y conferencias internacionales.

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Published

2024-07-31

How to Cite

Rogel Rojas, A., Hidalgo Velastegui, A., Castro Solórzano, F., Morales Fiallos, F., Moya Medina, D., & Paredes-Beltran, B. (2024). Application of Artificial Neural Networks for Rainfall Estimation: Case Study in the Pastaza River Basin, Ecuador: Application of Artificial Neural Networks for Rainfall Estimation: Case Study in the Pastaza River Basin, Ecuador. Revista Científica Y Arbitrada Del Observatorio Territorial, Artes Y Arquitectura: FINIBUS - ISSN: 2737-6451., 7(14), 131–146. https://doi.org/10.56124/finibus.v7i14.013