Estudios de riesgo deEstudios de riesgo de inundaciones fluvialesinundaciones fluviales

CURSO EN PLANIFICACIÓN URBANA Y RIESGOS NATURALESURBANA Y RIESGOS NATURALES

18 de Enero, 2012

Cristián Escauriaza, PhDDepartamento de Ingeniería Hidráulica y AmbientalPontificia Universidad Católica de Chile 

Cuenca Hidrológica

DEFINIDA POR TODA EL ÁREA QUE DRENA A UN PUNTO DE SALIDA

Cuenca Hidrológica

CICLO HIDROLÓGICOHIDROLÓGICO

Precipitación‐Escorrentía

Probabilidad de ocurrencia de eventos hidrológicosPeriodo de Retorno: Tiempo promedio de recurrencia de un evento de magnitud determinadade un evento de magnitud determinada

Modelación de la inundaciónModelación Hidrológica: Determinar el caudal máximo para diferentes periodos de retorno 

Modelación Hidrodinámica: Evaluar el flujo a través delModelación Hidrodinámica: Evaluar el flujo a través del cauce y calcular la profundidad y velocidad del agua

Modelación de la inundaciónSi existen estaciones fluviométricas, se realiza un análisis d f i d l d d i l d lde frecuencia de los datos para determinar los caudales máximosEn cuencas sin información, se pueden estimar tormentas de diseño para diferentes periodos de retorno usando curvas IDF y un modelo hidrológico

MINVU/DICTUC, 1996

Modelación de la inundaciónCon la modelación hidrodinámica se puede analizar el f d l d l á i l lefecto del caudal máximo anual en el cauce

Resolviendo las ecuaciones del eje hidráulico en 1D jpodemos determinar la profundidad y velocidad media del flujo a partir de los datos siguientes:j p g

1) Geometría del cauce y elevación) y

2) Sedimentos y rugosidad del terreno (coefs. n)

3) Infraestructura ubicada en el cauce

4) Condiciones de borde 4) Condiciones de borde

Modelación de la inundaciónSe integran los modelos de elevación digital de terreno 

l ál l hid di á icon el cálculo hidrodinámico:

http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/hec-georas.htmlhttp://www.hec.usace.army.mil/software/hec ras/hec georas.html

Ejemplo: El Quiscoj p

Ejemplo: El Quiscoj pLas precipitaciones se obtienen a partir de curvas IDF:

Evento sintético de precipitación de periodo deEvento sintético de precipitación de periodo de retorno de 10 años y 6 horas de duración

Ejemplo: El Quiscoj pConsiderando infiltración según el tipo de suelo, e i i l i l d lintercepciones en el terreno se implementa un modelo hidrológico para estimar el caudal máximo: 

Ejemplo: El Quiscoj pSe necesita incorporar la información de terreno, incluidas l b i l d llas obras instaladas en el cauce

Ejemplo: El Quiscoj pEmpleando el caudal máximo constante, el cálculo del eje hid á li l l d l id d d l fl jhidráulico entrega la altura de agua y velocidad del flujo 

Ejemplo: El Quiscoj p

Ejemplo: El Quiscoj p

Aspectos relevantes para el p panálisis

Estudios son parte de las herramientas de soporte para tomar decisionestomar decisiones

Planificación puede modificar los efectos de las amenazas pa través de cambios en la exposición y vulnerabilidad

M did d iti ió i i ió i t l lMedidas de mitigación requieren una visión integral en la gestión del cauce (e.g. restauración fluvial)

Impactos antropogénicos adquieren gran relevancia 

Efectos del desarrollo urbanoModificación de la red de drenajeCambios en la topografía y en la vegetación, aumento del área impermeableIncremento del escurrimiento superficial, caudales máximos, velocidad del flujo, tiempo de respuesta de la j p pcuenca, volumen total de la escorrentíaDisminución de la infiltraciónDisminución de la infiltraciónEfectos sobre la calidad del agua, impacto en ambientes acuáticos receptoresacuáticos receptoresCambios morfológicos de los cauces y en el transporte de sedimentossedimentos

Medidas de mitigacióngCombinación de medidas estructurales y no‐estructurales

Medidas no‐estructurales:manejo integrado de la cuenca, zonificación (prohibición, restricción y advertencia), uso limitado del suelo, subsidios, reubicaciones, alertas, información a la comunidad, planes de emergencia, etc.

Medidas de mitigacióngMedidas estructurales:

Obras de protección y control: Embalses de regulación, muros de contención y diques protecciones fluvialesmuros de contención y diques, protecciones fluviales, canalizaciones, etc.

USACE (2001)USACE (2001)

Medidas de mitigacióngMedidas estructurales:

Tratamiento y manejo local de los cambios en la cantidad y calidad del agua en zonas urbanas: obras de infiltracióny calidad del agua en zonas urbanas: obras de infiltración y almacenamiento a nivel local  (MINVU/DICTUC, 1996)

Consideraciones finales

Todas las ciudades se encuentran ubicadas en una cuenca hidrológicag

Alteración del ciclo hidrológico dificulta la predicción de eventos futuros

Medidas de mitigación estructurales y noMedidas de mitigación estructurales y no‐estructurales

Manejo de las incertezas en los estudios de riesgo

Consideraciones finales

Visión de los efectos de inundación fluvial debenVisión de los efectos de inundación fluvial deben considerar la gestión de la cuenca completa para 

li d lun amplio rango de escalas

Impacto de la urbanizaciónImpacto de la urbanización

Comunicación y percepción del riesgo en la y p p gcomunidad

Los más importante es enfocar el riesgo desde una perspectiva multidisciplinaria

Estudios de riesgo deEstudios de riesgo de inundaciones fluvialesinundaciones fluviales

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18 de Enero, 2012

Cristián Escauriaza, PhD cescauri@ing.puc.clDepartamento de Ingeniería Hidráulica y AmbientalPontificia Universidad Católica de Chile