Reunión Informativa Anual 2013 (RIA)

Transcripción

1 Reunión Informativa Anual (RIA) CONTRIBUCIÓN DEL IIUNAM AL ATLAS NACIONAL DE RIESGO POR INUNDACIONES Dr. Óscar A. Fuentes Mariles Ciudad Universitaria, 13 febrero 214 1

2 La Comisión Nacional del Agua solicitó al Instituto de Ingeniería una metodología basada en sus investigaciones sobre el tema de riesgo de inundaciones y su aplicación en 13 zonas distintas de México como parte del Atlas Nacional de Riesgos por inundaciones. OBJETIVO GENERAL Elaborar los mapas de peligro para un periodo de retorno de 2, 1, 5 y 1 años por inundaciones fluviales y pluviales de tipo lento (zonas con pendiente pequeña) en varias regiones de la República Mexicana, así como los de riesgo de daño por inundación a las viviendas, aplicando las técnicas modernas, las innovaciones en hidrología superficial y modelación matemática hidráulica de los flujos de agua en una y dos dimensiones horizontales. 2

3 Contenido 1. Imágenes de satélite e inundaciones históricas 2. Análisis hidrológico 3. Índice de inundabilidad 4.Cálculo de las zonas inundadas por lluvia y desbordamiento de ríos 5. Riesgo de daño a viviendas por la inundación 6.Conclusiones y recomendaciones 3

4 1. Imágenes de satélite e inundaciones históricas 4

5 1. Imágenes de satélite e inundaciones históricas 22dic21 Tijuana Tijuana Cañón San Antonio de los Bueno La Joya Cañón San Antonio de los Bueno La Joya Cañada El Mangle Cañada El Mangle Termoeléctric a Tijuana Cañada Aguajito Termoeléctric a Tijuana Cañada Aguajito Rosarito Cañada Rosarito Rosarito Cañada Rosarito Cañada El Morro Cañada Rinconada Cañada El Morro Cañada Rinconada Primo Tapia El Descanso Primo Tapia El Descanso Tiempo: 3h Tiempo: 4 h Tijuana Tijuana Cañón San Antonio de los Bueno La Joya Cañón San Antonio de los Bueno La Joya Termoeléctric a Tijuana Cañada El Mangle Cañada Aguajito Termoeléctric a Tijuana Cañada El Mangle Cañada Aguajito Rosarito Cañada Rosarito Cañada El Morro Cañada Rinconada Rosarito Cañada Rosarito Cañada El Morro Cañada Rinconada Primo Tapia El Descanso Primo Tapia El Descanso Tiempo: 5 h Tiempo: 6 h Tiempo: 7 h 5

6 Uso de la tierra Pendiente A B C D Barbecho R mayor o igual al 3% Barbecho N mayor o igual al 3% Barbecho R/N menor al 3% Cultivos en hilera R mayor o igual al 3% Cultivos en hilera N mayor o igual al 3% Cultivos en hilera R/N menor al 3% Cereales de invierno R mayor o igual al 3% Cereales de invierno N mayor o igual al 3% Cereales de invierno R/N menor al 3% Rotación de cultivos pobres R mayor o igual al 3% Rotación de cultivos pobres N mayor o igual al 3% Rotación de cultivos pobres R/N menor al 3% Rotación de cultivos densos R mayor o igual al 3% Rotación de cultivos densos N mayor o igual al 3% Rotación de cultivos densos R/N menor al 3% Pradera pobre mayor o igual al 3% Pradera media mayor o igual al 3% Pradera buena mayor o igual al 3% Pradera muy buena mayor o igual al 3% Pradera pobre menor al 3% Pradera media menor al 3% Pradera buena menor al 3% Pradera muy buena menor al 3% Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal pobre mayor o igual al 3% Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal media mayor o igual al 3% Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal buena mayor o igual al 3% Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal pobre menor al 3% Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal media menor al 3% Plantaciones regulares de aprovechamiento forestal buena menor al 3% Masa forestal (bosques monte bajo ) muy clara Masa forestal (bosques monte bajo ) clara Masa forestal (bosques monte bajo ) media Masa forestal (bosques monte bajo ) espesa Masa forestal (bosques monte bajo ) muy espesa Rocas permeables mayor o igual al 3% Rocas permeables menor al 3% Rocas impermeables mayor o igual al 3% Rocas impermeables menor al 3% N el cultivo sigue las curvas de nivel R el cultivo sigue la línea de máxima pendiente 2. Análisis hidrológico Estimación de la infiltración y otras pérdidas 6

7 2. Análisis hidrológico Precipitaciones y escurrimientos registrados en las cuencas de estudio para generar hietogramas e hidrogramas que requieren los modelos hidráulicos de simulación de flujos de agua en la superficie. Estimación de precipitaciones para distintos periodos de retorno Escurrimientos superficiales para distintos periodos de retorno Simultaneidad de eventos hidrológicos extremos ZONA DE ESTUDIO PERIODO DE ANÁLISIS ANÁLISIS HIDROLÓGICO ÁREA DE DE PRECIPITACIÓN LLUVIAS ESCURRIMIENTO LLUVIA-ESC DRENAJE [km 2 ] I. BAJA CALIFORNIA (ROSARITO WUA CATAY) HORAS SÍ NO NO 7,67 II. NOROESTE (MÁTAPE-EMPALME) DÍAS SÍ NO NO 2,385 III. PACÍFICO NORTE (LA SAUCEDA) HORAS SÍ NO NO 15,868 IV. BALSAS (YAUTEPEC) HORAS SÍ NO NO 1,924 V. PACÍFICO SUR (LOS PERROS) DÍAS SÍ NO NO 842 VI. RÍO BRAVO (RÍO SABINAS) DÍAS SÍ SÍ SÍ 2,26 VII. CUENCAS CENTRALES NORTE (NAZAS) DÍAS SÍ NO NO 2,464 VIII. LERMA-SANTIAGO-PACÍFICO (EL PEDREGAL) DÍAS SÍ SÍ SÍ 5,542 IX. GOLFO NORTE (TEMPOAL Y MOCTEZUMA) DÍAS SÍ SÍ SÍ 66 X. GOLFO CENTRO (PAPALOAPAN) DÍAS SÍ SÍ SÍ 5, XI. FRONTERA SUR (ENTRE ANGOSTURA Y CHICOASÉN) DÍAS SÍ SÍ SÍ 5,1 XII. PENÍNSULA DE YUCATÁN (PALIZADA) DÍAS SÍ NO NO 6, XIII. VALLE DE MÉXICO (PRESA MADÍN) HORAS SÍ NO NO 12 Zona aguas abajo de la presa La Villita 7

8 2. Análisis hidrológico Planos con isoyetas de lámina de lluvia de 1 día para un periodo de retorno de 1 años. Autor: Dr Ramón Domínguez Mora 8

9 2. Análisis hidrológico Baja California -- Rosarito-Wua Catay Identificación de estaciones climatológicas con registros de información de lluvia diaria (hidrométricas, presas, EMAs ev. met.) 658 km PLANTA BOMBEO ROSARITO PRESA RODRIGUEZ, TIJUANA TIJUANA, TIJUANA VALLE DE PALMAS, TECATE

10 2. Análisis hidrológico Revisión de registros de estaciones climatológicas. LLUVIAS Base de datos CLICOM (CLIma COMputarizado) Máximo [mm] Duración de trenes de tormenta de máxima acumulación de lluvia (menor a 3 días) 1

11 h [mm] h [mm] Gasto [m 3 /s] Día Tr=2 Tr=5 Tr=1 Tr=5 Tr=1 Gasto [m 3 /s] Gasto [m 3 /s] h [mm] E.H Q [m 3 /s] E.H Q [m 3 /s] Tr=2 Tr=5 Tr=1 Tr=5 Tr= Día E.C h [mm] E.H Q [m 3 /s] h [mm] E.C h [mm] E.H Q [m 3 /s] E.C h [mm] E.C h [mm] E.H Q [m 3 /s] Gasto [m 3 /s] E.C h [mm] E.H Q [m 3 /s] E.C h [mm] ESTUDIO DE INUNDACIONES FLUVIALES Y MAPAS DE PELIGRO PARA EL E.H Análisis hidrológico Tr=2 Tr= Tr=1 Sep-Oct 1993 Sep-Oct 1993 Tr= Sep-Oct Sep-Oct Tr= E.H. 152 Tr=2 Tr=5 Tr=1 Tr=5 Tr= Días T [días] T [días] T [días] T [días] Días E.H Tr=2 Tr=5 Tr=1 12 Tr=5 1 Tr= Días 7 6 Sep-Oct Sep-Oct T [días] T [días] Tr=2 Tr=5 Tr=1 Tr=5 Tr=1 ESTACIÓN Día VIII. LERMA-SANTIAGO-PACÍFICO (EL PEDREGAL) IX. GOLFO NORTE (TEMPOAL Y MOCTEZUMA) ESTACIÓN Tr = 2 ESTACIÓN Tr = Tr = 1 1 Tr = 5 8 Tr = Día 5 E.H. Puente Colgante I+II Tr=2 45 Tr= Tr=1 3 Tr=5 25 Tr= Días 3 15 ESTACIÓN X. GOLFO CENTRO (PAPALOAPAN) XI. FRONTERA SUR (ENTRE ANGOSTURA Y CHICOASÉN) 11

12 3. Índice de inundabilidad Se construyeron de mapas para 37 regiones hidrológicas para disponer de una aproximación de las áreas susceptibles de ser inundadas por lluvia (no considera los desbordamientos de los ríos) para distintos periodos de retorno con la técnica de Índice de Inundación (Montes, 211). El Índice de Inundación (II) se define con la expresión siguiente: Ii Ln Ac Q tan s donde: II Índice de Inundación Ac Q Acumulación de escurrimiento tan s tangente del ángulo de la pendiente 12

13 3. Índice de inundabilidad Lámina de lluvia (total) diaria para un periodo de retorno de 1 años Lámina de lluvia efectiva diaria para un periodo de retorno de 1 años 13

14 3. Índice de inundabilidad Figura 9. Índice de Inundación para un Tr de 1 años, en la RH-3 (SRTM). Figura 1. Índice de Inundación para un Tr de 1 años, en la RH-3 (INEGI). 14

15 4. Cálculo de las zonas inundadas por lluvia y desbordamiento de ríos Datos para el modelado matemático para simular de los flujos de agua sobre la superficie 65 km columnas 1,21 renglones Celdas de 5 m 15

16 4. Cálculo de las zonas inundadas por lluvia y desbordamiento de ríos Datos de elevación digital del terreno United States Elevation Data (NED) (1m Resolution) (Use y LIDAR 16

17 4. Cálculo de las zonas inundadas por lluvia y desbordamiento de ríos 17

18 4. Cálculo de las zonas inundadas por lluvia y desbordamiento de ríos Tr=2 años 18

19 4. Cálculo de las zonas inundadas por lluvia y desbordamiento de ríos Tr=1 años 19

21 4. Cálculo de las zonas inundadas por lluvia y desbordamiento de ríos Escala de velocidad (m/s) PENÍNSULA DE BAJA CALIFORNIA: ROSARITO- WUA CATAY Velocidades máximas Tr=1 años Velocidades máximas dentro de la inundación 21

22 4. Cálculo de las zonas inundadas por lluvia y desbordamiento de ríos Velocidades máximas dentro de la inundación 22

23 VELOCIDAD (m/s) ESTUDIO DE INUNDACIONES FLUVIALES Y MAPAS DE PELIGRO PARA EL 4. Cálculo de las zonas inundadas por lluvia y desbordamiento de ríos PENÍNSULA DE BAJA CALIFORNIA: ROSARITO- WUA CATAY Severidad Tr=1 años PROFUNDIDAD (m) 2 V FD CD A 2 2 V 2 F C 2 L D D 2 2F D V 2 L C 2 D 2F D LV C D Valores de severidad máxima en las zonas inundadas S=(H)(V) Tr=1 años 23

25 5. Riesgo de daño a viviendas por la inundación Costo de daño a contenidos y a acabados de las casas Se realizó un estudio de mercado para cada zona urbana ubicada dentro de la cuenca en estudio, arrojando los siguientes resultados en promedio de acuerdo con la tipificación de CENAPRED para casas tipo: Contenidos Acabados Tipo I 3,. 27,. Tipo II 35,. 34,. Tipo III 45,. 4,. Tipo IV 1,. 9,. Tipo V 14,. 1 2,. 25

26 5. Riesgo de daño a viviendas por la inundación 6,28 Viviendas urbanas (Tipo III CENAPRED) 26

27 5. Riesgo de daño a viviendas por la inundación (Daño anual esperado) 27

28 5. Riesgo de daño a viviendas por la inundación VIVIENDAS ANALIZADAS: 6,285 RIESGO TOTAL: 6,623,377 $/AÑO Rango de Riesgo ($/año) % Escala a a 6, 5. 6, a 12,.6 12, a 24,.7 24, a 36, , a 58,.7 28

29 PREVENCIÓN DE INUNDACIONES ACCIONES ESTRUCTURALES PARA REDUCIR EL ESCURRIMIENTO (E) REGULACIÓN MOD. POLÍTICAS OPERACIÓN PRESAS AUMENTAR CAPACIDAD DE EMBALSE FIN MODELO MATEMÁTICO DE SIMULACIÓN DE FLUJO EN CAUCES Y LLANURAS MAPA DE PELIGRO DE ZONAS INUNDABLES EVALUACIÓN DE DAÑOS ANÁLISIS BENEFICIO-COSTO SISTEMAS DE ALERTA TEMPRANA ACCIONES NO ESTRUCTURALES PARA AUMENTAR LA CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN DEL CAUCE (CH) AMPLIACIÓN DE CAUCES SOBRE-ELEVACIÓN DE CORONA BORDOS EXISTENTES BORDOS NUEVOS PARA CREAR DIQUES DE ENCAUZAMIENTO DESAZOLVE RECTIFICACION DE CAUCES (SE CORTAN MEANDROS PARA AUMENTAR LA PENDIENTE) CANALES DE DESVÍO (BY-PASS) 29 Son útiles por varios años

30 5. Riesgo de daño a viviendas por la inundación Carta de INEGI 1:5, con trazo en planta de bordos 3

31 5. Riesgo de daño a viviendas por la inundación Bordo El Alazán 31

32 Ortofoto INEGI 1:2, con trazo en planta de bordos 32

33 5. Riesgo de daño a viviendas por la inundación Profundidades máximas Tr 1 años Condiciones actuales Condiciones con bordos 33

34 5. Riesgo de daño a viviendas por la inundación Severidad Tr 1 años Condiciones actuales Condiciones con bordos 34

35 5. Riesgo de daño a viviendas por la inundación VIVIENDAS ANALIZADAS: 6,17 RIESGO TOTAL: 7,84,933 $/AÑO Rango de Riesgo ($/año) % Escala a a 6, 4.7 6, a 12,.4 12, a 24,.7 24, a 36, , a 83,.9 35

36 5. Riesgo de daño a viviendas por la inundación Estimación del Riesgo [Daño Anual Esperado] RIESGO CON BORDOS: 7,84,933 $/AÑO RIESGO ACTUAL: 6,623,377 $/AÑO 36

37 6.Conclusiones y recomendaciones Se elaboró y se revisó la metodología para la construcción de mapas de peligro (profundidad, velocidad y severidad máximas) Se planteó el método hidrológico para hietogramas e hidrogramas con varios días de duración y su simultaneidad. Los mapas de peligro y los de riesgo deben ser tomados en cuenta en los reglamentos sobre uso de suelo y en caso de construir viviendas en esos sitios, requieren ser acondicionarlas para que no se presenten daños de consideración en ellas. 37

38 6.Conclusiones y recomendaciones En ocasiones para ningún escenario las obras se justifican de acuerdo con su relación beneficio-costo pero existen daños no cuantificables que en la medida que se incorporen en los cálculos podrían hacerlas competitivas en relación al daño evitado. Las condiciones inseguras frente a inundaciones pueden disminuir con medidas estructurales e institucionales. La construcción de viviendas y actividades humanas en lugares susceptibles de ser indundables deben tomar en cuenta esta condición. 38

39 Fin Muchas gracias 39