Presentacion 2030 v3

UNA PERSPECTIVA DEL SISTEMA DE DRENAJE DEL ÁREA METROPOLITANA DEL VALLE DE MÉXICO

GRUPO 20-30

COLEGIO DE INGENIEROS CIVILES DE MÉXICO

Laguna

Nabor Carrillo

MANEJO Y OPERACIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE

TESIS DE DOCTORADO

TESIS DE DOCTORADO

Modelo Matemático de Funcionamiento Hidráulico

Análisis de las Políticas de Operación del SDVM, mediante la aplicación de un Modelo Matemático de Funcionamiento Hidráulico

2

CONTENIDO

2

1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2.- FUNDAMENTOS TEÓRICOS 3.- EL SISTEMA DE DRENAJE DEL VALLE DE MÉXICO (SDVM) 4.- GENERACIÓN DE HIDROGRAMAS 5.- CALIBRACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO 6.- SIMULACIONES PARA DEFINIR POLÍTICAS DE OPERACIÓN DEL SDVM 7.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

MODELO DE SIMULACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL

SISTEMA DE DRENAJE DEL ÁREA METROPOLITANA

DEL VALLE DE MÉXICO

APLICACIÓN A LAS POLÍTICAS DE OPERACIÓN

3

1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

3

SISTEMAS DE DRENAJE EN ZONAS METROPOLITANAS SISTEMAS DE DRENAJE EN ZONAS METROPOLITANAS Geometría de conductos Interconexiones POLÍTICAS DE OPERACIÓN Estructuras de compuertas Plantas de bombeo MODELOS MATEMÁTICOS: HIDROLÓGICOS E HIDRÁULICOS Ecuaciones Métodos numéricos

MODELO DE SIMULACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DEL

SISTEMA DE DRENAJE DEL ÁREA METROPOLITANA

DEL VALLE DE MÉXICO

APLICACIÓN A LAS POLÍTICAS DE OPERACIÓN

4

2.- FUNDAMENTOS TEÓRICOS

4

Forma de los Hidrogramas de escurrimiento Forma de los Hidrogramas de escurrimiento (Instituto de Ingeniería, UNAM)

TEORÍA

5

2.- FUNDAMENTOS TEÓRICOS

5

Ecuaciones de la Hidráulica (MOUSE) Ecuaciones de la Hidráulica (MOUSE) Ecuaciones para representar las políticas de operación

TEORÍA

0

,min

..

maxmin

formaotrade

HHparay

HHHparaQHQ

Qabajoagarribaag

AnatA

reg

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE

6

3.- DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE DRENAJE DEL VALLE DE MÉXICO (SDVM)

Población y hundimientos del terreno

6

20 millones de habitantes en un área de 9,600 km2. 20 millones de habitantes en un área de 9,600 km2. Tres entidades con diversidad política: Distrito Federal, Estado de México y Estado de Hidalgo. Los hundimientos al oriente de la Ciudad de México: Río de los Remedios 30 cm/año; Gran Canal del Desagüe en el DF 20 cm/año; Gran Canal del Desagüe en Ecatepec, EM 10 cm/año; Dren General del Valle en Ecatepec, EM 20 cm/año; Lagos de regulación Horaria y Churubusco, EM (inmediaciones del AICM), hasta de 40 cm/año

POBLACIÓN Y HUNDIMIENTOS


7


Datos fisiográficos de la cuenca del Valle de México 7

250 SUBCUENCAS

LRCC


8


Infraestructura del SDVM 8

CONDUCTOS Y ZONAS

La infraestructura del SDVM se puede

dividir en cuatro zonas, que obedece a

la propuesta de operación regional:

Poniente

Sur

Oriente: Gran Canal y Regulación

Centro: Sistema de Drenaje Profundo.

UNAM

EL SALTO

EL CARACOL

SALIDA A PUEBLA


9



CONDUCTOS CERRADOS

La infraestructura del SDVM se

puede caracterizar en tres tipos:

conductos cerrados.

conductos abiertos.

cuerpos de agua para regulación.

CAJONES DEL GRAN CANAL

SISTEMA DE DRENAJE PROFUNDO


10



CONDUCTOS ABIERTOS



conductos cerrados.

conductos abiertos.


DREN GENERAL DEL VALLE


11



REGULACIÓN



conductos cerrados.

conductos abiertos.


EL FUSIBLE

LAGO CHURUBUSCO

ÁREAS ADICIONALES


12


Interconexiones PTE 12

SISTEMA PTE

Interconexión del conducto del

Sistema PTE

Con el conducto Del Sistema

CO1 Vaso de Cristo Río de los Remedios OTE

CO2 Interceptor del Poniente Interceptor Centro-Poniente SDP

PB1 Interceptor del Poniente Río Hondo PTE

13

RÍO CHURUBUSCO HACIA

LAGOS DE REGULACIÓN TEXCOCO 13

SISTEMA SUR


Sistema SUR


CO3 Río Churubusco LAGOS DE REGULACIÓN TEXCOCO OTE

CO4 Río Churubusco Interceptor Oriente-Sur SDP

CO5 Interceptor Iztapalapa Interceptor Oriente-Sur SDP

CO6 Río Churubusco Interceptor Oriente SDP

CO7 Canal Nacional-Canal de Ch. Interceptor Oriente SDP

CO8 Colector Apatlaco Interceptor Oriente SDP

CO9 Río Piedad Interceptor Central SDP

CO10 Colector Churubusco Interceptor Oriente-Sur SDP

PB2 Río Churubusco Interceptor Oriente-Sur, Zaragoza SDP

PB3 Río Churubusco Interceptor Iztapalapa SUR

PB4 Río Churubusco Colector Miramontes SUR

PB5 Colector Apatlaco Río Churubusco SUR

PB6 Colector Churubusco Gran Canal DF OTE

RÍO CHURUBUSCO

BDRCH

BIRCH

HACIA LAGOS DE REGULACIÓN TEXCOCO: LAGO CHURUBUSCO Y LAGUNA DE REGULACIÓN HORARIA

AICM

COMPUERTAS

14

GRAN CANAL HACIA

INTERCEPTOR ORIENTE 14

SISTEMA OTE


Sistema OTE


CO11 Gran Canal (Obra de Toma) Interceptor Oriente SDP

CO12 Río de los Remedios Interceptor Central SDP

CO13 BIRCH (LRH) Dren General del Valle OTE

CO14 BDRCH Dren General del Valle OTE

PB7 GCEMECA 18+500 GCEMNTE OTE

PB8 GCEMECA 11+600 GCEMECA OTE

PB9 DGV GCEMNTE OTE

GRAN CANAL

OBRA DE TOMA DEL GRAN CANAL

INTERCEPTOR ORIENTE DEL SDP

15

PERFIL DE LA OBRA DE TOMA

DEL GRAN CANAL 15

PERFIL

GRAN CANAL HACIA INTERCEPTOR ORIENTE


16


16

ESQUEMA DE INTERCONEXIONES

4

3

2

RIO CHURUBUSCO

1

GR

AN

CA

NA

L

INTE

RC

EPTO

R D

EL P

ON

IEN

TE

RIO DE LOS REMEDIOS

SISTEMA DE DRENAJE PROFUNDO

VC

LAGOS DE REGULACIÓN

1.- SUR

Lagos de Regulación [CO3]

2.- OTGC

Obra de Toma del Gran Canal hacia el IO [CO11].

3.- IP-ICP

Derivación del IP hacia el ICP [CO2].

4.- VC-RR

Vaso de Cristo hacia río de los Remedios [CO1]

17

4.- GENERACIÓN DE HIDROGRAMAS

17

RECONSTRUIR LA INFORMACIÓN

DISTRIBUCIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL

0

4

8

12

16

06:00 12:00 18:00 00:00 06:00

Alt

ura

de

llu

via

acu

mu

lad

a, m

m

Tiempo, hr:min

INTERPOLADA

REGISTRO

CALIBRACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO

18

5.-CALIBRACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO Instituto de Ingeniería

(Domínguez, 1997) 18

PERFIL INTERCEPTOR

ORIENTE

Plan Maestro de

Drenaje y Agua

Potable de la ZMCM,

DGCOH, 1994.

Se emplearon los

modelos matemáticos

descritos en el

capítulo 2.

Para su aplicación

Domínguez 1997

contó con

información de

niveles máximos

para algunas

tormentas. A partir de

entonces estableció

una cultura de

medición

formalizada y cada

vez se cuenta con

más mediciones para

las calibraciones y la

propia operación.

SIMULACIONES PARA DEFINIR POLÍTICAS

19

6.- SIMULACIONES PARA DEFINIR POLÍTICAS DE OPERACIÓN DEL SDVM

Políticas de Operación: Filosofía Regional 19

SIMULACIONES 1 2 3

Se propone una Política de operación que le fases

Se propone una Política de operación que le denominamos ESCALONADA ya que se tiene dos fases o escalones:

SIMULACIONES PARA DEFINIR POLÍTICAS

20

6.- SIMULACIONES PARA DEFINIR POLÍTICAS DE OPERACIÓN DEL SDVM

Políticas de Operación: Escalonada 20

SIMULACIONES 30 junio 2011

Política de Operación ESCALONADA:

” del se cierran se bombea conducirse hacia ” del se cierran

Política de Operación ESCALONADA:

1er escalón: cuando el agua en la Lumbrera “0” del Emisor Central alcanza la elevación 2,206 msnm; se cierran compuertas del Sistema Sur hacia el SDP y se bombea hacia el río Churubusco (SDS), para conducirse hacia los lagos de regulación en Texcoco. 2do escalón: cuando el agua en la Lumbrera “0” del Emisor Central alcanza la elevación 2,210 msnm; se cierran compuertas del Gran Canal hacia el SDP.

APLICACIÓN A LA TORMENTA DEL 30 DE JUNIO DE 2011

INFORMACIÓN OBTENIDA DEL PORTAL DE LA AMH

ING. RAMÓN AGUIRRE DÍAZ

23

LUMBRERA “0” EMISOR CENTRAL

VARIACIÓN DE NIVELES

23

30 DE JUNIO 2011

diám.6.5m

2220

diám.6.5m

24



24

30 DE JUNIO 2011

2203

25



25

30 DE JUNIO 2011

<2206

=2206

=2210

2213

26

GRAN CANAL-INTERCEPTOR ORIENTE

OBRA DE TOMA

VARIACIÓN DE NIVELES 26

30 DE JUNIO 2011

27

SE IGUALAN Y LUEGO SE DESBORDAN AMBOS. POR LO QUE REGULAMOS EN LAS

CALLES Y NO EN LAS LAGUNAS DE REGULACIÓN

27

30 DE JUNIO 2011

DESBORDAMIENTO ESQUEMÁTICO

28

CAPACIDAD DE REGULACIÓN

28

1 metro representa más de 2 millones de metros cúbicos de regulación

29

SALIDA DEL EMISOR CENTRAL

HIDROGRAMA (VARIACIÓN DEL GASTO)

29

30 DE JUNIO 2011

30

NUEVAS ESTRUCTURAS

30

COMPUERTASCOMPUERTAS

LAGUNA DE

REGULACIÓN HORARIA

DREN GENERAL DEL VALLE

PLANTA DE BOMBEO CASA COLORADA PROFUNDA

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

31

Políticas de Operación Políticas de Operación Se propone una política de operación que de manera sencilla permite, por un lado drenar por el Emisor Central la mayor cantidad de escurrimientos y por el otro, aprovechar la capacidad de regulación (de los lagos de Texcoco y Vaso de Cristo), al máximo, protegiendo al Gran Canal. La política de operación escalonada consiste en: Cerrar el sur y el IP al llegar el agua a la 2206 en la Lumbrera “0”EC Cerrar el GC y VC al llegar el agua a la 2210 en la Lumbrera “0”EC Modelos Matemáticos Se tienen modelos matemáticos, hidrológico e hidráulico, calibrados.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

32

ESTUDIAR EL SISTEMA DE DRENAJE DEL VALLE DE MÉXICO ESTUDIAR EL SISTEMA DE DRENAJE DEL VALLE DE MÉXICO EN FORMA PERMANENTE, CONTEMPLANDO: • LA INFRAESTRUCTURA EXISTENTE • LAS OBRAS EN PROCESO DE CONSTRUCCIÓN • LAS OBRAS REQUERIDAS A FUTURO • PLANEACIÓN DE NUEVAS OBRAS CONTINUAR CON LOS ESFUERZOS DE • MEJORAR REGISTROS DE LLUVIA:

PLUVIÓGRAFOS Y RADARES EN TIEMPO REAL • MEJORAR REGISTROS DE NIVELES Y GASTOS • IMPLEMENTAR REGISTROS DE POLÍTICAS DE OPERACIÓN

CONTINUAR DESARROLLANDO LA TECNOLOGÍA PARA SIMULAR EN TIEMPO REAL Y PERMANENTE EL FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DEL SISTEMA DE DRENAJE DEL VALLE DE MÉXICO.

EN LAS OFICINAS CENTRALES DE UN ORGANISMO DE AGUAS CON VISIÓN REGIONAL PARA OPERAR LAS ESTRUCTURAS DE COMPUERTAS Y PLANTAS DE BOMBEO PRINCIPALES.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN 31 OCTUBRE 2011

Presentacion 2030 v3

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