ESTIMACIÓN DEL PELIGRO Y LA VULNERABILIDAD POR INUNDACIONES EN ZONAS URBANAS

Transcripción

1 ESTIMACIÓN DEL PELIGRO Y LA VULNERABILIDAD POR INUNDACIONES EN ZONAS URBANAS Dr. Óscar A. Fuentes Mariles Investigador del Instituto de Ingeniería; UNAM 1 Ciudad Universitaria 28 de noviembre 2011

2 CONTENIDO 1. OCURRENCIA Y CARACTERISTICAS DE LAS INUNDACIONES 2. CONCEPTOS DE GESTIÓN DEL RIESGO 3. ESTIMACIÓN DEL PELIGRO DE INUNDACIONES 4. ESTIMACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE LAS VIVIENDAS POR INUNDACIONES 5. UNA MEDIDA INSTITUCIONAL CONTRA INUNDACIONES 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 2

3 1. OCURRENCIA Y CARACTERISTICAS DE LAS INUNDACIONES 3

4 FENÓMENO NATURAL La naturaleza se manifiesta viva de diversas maneras a través de: lluvia, mareas, vientos, sismos, geísers, erupciones volcánicas,... Algunos efectos del fenómeno natural son diarios y estamos acostumbrados a ellos, pero existen otros que por su intensidad, se les nombra fenómenos naturales extremos. Entre ellos están: los tsunamis, los ciclones tropicales, las heladas severas, lluvias súbitas, las sequías y los sismos de grado alto. 4

5 FENÓMENO HIDROMETEOROLÓGICO Es suceso extraordinario en la atmósfera que involucra al agua. Algunos fenómenos hidrometeorológicos son: Las tormentas de agua, nieve, granizo, las heladas, las sequías, las ondas cálidas y gélidas. 5

6 TIPOS DE INUNDACIÓN 1. Inundaciones pluviales (por precipitaciones en cuencas con escasa o nula pendiente). 2. Inundaciones fluviales (por desbordamiento de ríos). Se deben al escurrimiento formado por a) precipitaciones b) obstrucción de cauces c) invasión de cauces d) acción de las mareas 3. Inundaciones por rotura o la operación incorrecta de obras hidráulicas. 4. Inundación costeras (por el ingreso de agua marina por la marea de tormenta de huracanes). 6

7 Inundación fluvial Cuando las lluvias son intensas, se incrementa el nivel de los ríos. Ello puede provocar el desbordamiento de los ríos; si sale un gran volumen de agua, se genera una inundación fluvial. 7

8 Inundación pluvial Las inundaciones pluviales son causadas directamente por la lluvia por la lluvia que ocurre en una región poco permeable generalmente con escasa pendiente o donde el sistema de drenaje es insuficiente. 8

9 CLASIFICACIÓN DE ZONAS INUNDABLES a) Zona inundación habitual. Se forma por lluvia o avenidas de período de retorno de 2 años. b) Zona inundación frecuente. Se debe a precipitaciones o avenidas de período de retorno de 5 años. c) Zona inundación ocasional. Ocurre por lluvia o avenidas con un período de retorno de 10 años. d) Zona inundación esporádica. Se origina por lluvia o avenidas con un período de retorno de 50 años. e) Zona inundación excepcional. Se produce por lluvia o avenidas con un período de retorno de 100 años. f) Zona inundación extraordinaria. Sucede por precipitaciones o avenidas con un período de retorno de 500 años. g) Zona inundación extrema máxima Sucede por precipitaciones o avenidas con un período de retorno de 1000 años. 9

10 2. CONCEPTOS DE GESTIÓN DEL RIESGO 10

11 ELEMENTO DE RIESGO Y AMENAZA ELEMENTO DE RIESGO O SISTEMA AFECTABLE Corresponde a los conjuntos sociales y físicos que que pueden ser dañados por alguno de los efectos del fenómeno natural o antropogénico Por ej. las viviendas, las carreteras, los puentes ferroviarios, los campos agrícolas, los centros de actividad económica y los entes medioambientales. AMENAZA: Comúnmente corresponde al nombre del efecto del fenómeno natural ó antropogénico que causa daños. Por ej. Una amenaza consiste en las lluvias intensas de una depresión tropical. Las amenazas suelen encadenarse unas con otras, incrementando la posibilidad de los causar daños (Costa Rica, Comisión Nacional de Emergencia, 1999). 11

12 1. PELIGRO* PELIGRO: Probabilidad de que uno de los efectos de la amenaza (fenómeno natural ó antropogénico) sea de cierta magnitud en un sitio específico (severidad). Por ej. Las lluvias acumuladas en 5 días de una depresión tropical en la cuenca del río San Juan sean mayores a 300mm. La frecuencia de las inundaciones depende del clima, del material de las riberas del río, forma de sus secciones transversales, de las elevaciones de sus bordos y pendiente de su cauce. * Dicc.-contingencia inminente de que suceda algún mal. 12

13 2. VULNERABILIDAD* Susceptibilidad de que cierto elemento de riesgo sea dañado cuando se presenta una amenaza de determinada intensidad. Para tener una mejor percepción de los daños se suele plantear en forma relativa al costo total del elemento de riesgo. Se entiende como índice de vulnerabilidad alaproporción en que puede dañarse cierto elemento C de riesgo cuando ocurre una amenaza de determinada magnitud en un sitio. V I V C C Costo del total del elemento de riesgo I V Índice de vulnerabilidad (entre 0 y 1) *Dicc.- Susceptibilidad de un elemento sea dañado 13

14 3. RIESGO* Valor esperado de pérdidas de cierto elemento de riesgo. Considera a las probabilidades de ocurrencia de determinada amenaza. Por ej. Costo esperado de los daños a las viviendas por inundaciones pluviales calculado a partir de los escurrimientos con diferente periodo de retorno. Esperanza matemática ó valor esperado E[ D] pd siendo D V C pvc (*Dicc.- Contingencia o proximidad de un daño)

15 3. ESTIMACIÓN DEL PELIGRO DE INUNDACIONES 15

16 PROBABILIDAD DE OCURRENCIA DE EVENTOS SIMULTÁNEOS Hidrograma obtenido Q S = F A Q A + F B Q B + F C Q C + F D Q D Registros históricos de caudal estación A Ajustes a funciones de distribución de probabilidad Q A EST. HIDROMÉTRICA A Q ESTACION VIRTUAL B EST. HIDROMÉTRICA B S Q C D EST. HIDROMÉTRICA D Q EST. HIDROMÉTRICA C Para calcular la aportación simultánea de los escurrimientos en la cuenca media del río Lerma se empleó el procedimiento de factores de simultaneidad propuesto por Domínguez (2000) 16 Descripción del proyecto: Información disponible

17 FACTORES DE SIMULTANEIDAD 17 Descripción del proyecto

18 SIMULTANEIDAD DE EVENTOS 18 Resultados principales

19 ) Y - Y - Y + Y ( ) B + B ( t 4 X = V A - U A j i, j +1, i j +1 i, j +1 +1, i j i, j +1, i i j+1 +1, i j +1, i j+1 i, j i, i i j i j i j i j i j i j i j i j i j i j i j i i j i j i j i j i i j i j i i X z z V U V U r n V U V U t g V U X U V Y Y X Y Y X 1 1 1, 1, 1,, 3 4 /, 2 1 1, 1, 1,, 1,, 1, 1 1,, 1, 1, 1 1, ) ( 4 1 ) ( 2 1 ) ( ) ( 1 ) ( = 0 t h B + x ) A v ( 0 = S + t v + x v v + x z g + x y g f Ecuaciones diferenciales de movimiento unidimensional Ecuaciones de diferencias finitas propuestas EMPLEO DE MODELOS MATEMÁTICOS DE SIMULACIÓN DE FLUJOS DE AGUA 19

20 INFORMACIÓN DE CAUCES DE RÍOS Y PLANICIES ALEDAÑAS 20

21 Calibración de los modelo matemáticos Nuevo Acambaro 21 Río Lerma Nuevo Acambaro

22 Modelación integral para las condiciones actuales Tiempo de simulación 382 horas [15.9 días] Tr=2 años Tr=5 años Tr=10 años Tr=100 años Tr=500 años Qm = m³/s 14/Sep/2003 Qe = m³/s 22 Resultados principales: Flujo en llanuras de inundación

23 Tiempo de simulación 0 h 30 min

24 Tiempo de simulación 0 h 40 min

25 Tiempo de simulación 0 h 50 min

26 Tiempo de simulación 1 h 00 min

27 Tiempo de simulación 1 h 10 min

28 Tiempo de simulación 1 h 20 min

29 Tiempo de simulación 1 h 30 min

30 Tiempo de simulación 1 h 40 min

31 Tiempo de simulación 1 h 50 min

32 Tiempo de simulación 2 h 00 min

33 Tiempo de simulación 2 h 10 min

34 Tiempo de simulación 2 h 20 min

35 Tiempo de simulación 2 h 30 min

36 Tiempo de simulación 2 h 40 min

37 Tiempo de simulación 2 h 50 min

38 Tiempo de simulación 3 h 00 min

39 Tiempo de simulación 3 h 10 min

40 Tiempo de simulación 3 h 20 min

41 Tiempo de simulación 3 h 30 min

42 Tiempo de simulación 3 h 40 min

43 Tiempo de simulación 3 h 50 min

44 Tiempo de simulación 4 h 00 min

45 Tiempo de simulación 4 h 10 min

46 Tiempo de simulación 4 h 20 min

47 Tiempo de simulación 4 h 30 min

48 Tiempo de simulación 4 h 40 min

49 Tiempo de simulación 4 h 50 min

50 Tiempo de simulación 5 h 00 min

51 Tiempo de simulación 5 h 10 min

52 Tiempo de simulación 5 h 20 min

53 4. ESTIMACIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE LAS VIVIENDAS POR INUNDACIONES 53

54 FUNCIÓN DE VULNERABILIDAD Más de mil 500 viviendas de los municipios de La Paz, Chimalhuacán y Nezahualcóyotl, estado de México, tuvieron inundaciones desde 30 centímetros hasta un metro de altura. Viernes 7 de octubre de 2011 (La Jornada, p 14) 54

55 FUNCIÓN DE VULNERABILIDAD Por ejemplo, cuñado la velocidad del agua es menor a 0.1ms, las viviendas sufren daños estructurales de $55,000, $65,000, $75,000, y $85,000 si la profundidad de la inundación en ella es de 1, 2, 3 o más de 3 m respectivamente. Además se considera que el daño en sus contenidos, como electrodomésticos, ropa, muebles, o otros (menaje) depende de la profundidad dela inundación Profundidad de la inundación (m) mayor a 3 Costo de daño a la vivienda ($) 55,000 65,000 75,000 85,000 Costo de daños de las viviendas en función de la profundidad de inundación en ella. 55

56 FUNCIÓN DE VULNERABILIDAD Se considera a la profundidad de la inundación a la velocidad de desplazamiento del agua (cada color corresponde aun valor del índice de vulnerabilidad Nota: En Australia para localidad Dorrigo se uso una figura de esta clase. 56

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58 Encuestas levantadas en Villahermosa, Tabasco UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO. DOCTORADO EN URBANISMO ESTUDIO DE PERCEPCIÓN DE RIESGOS HIDROLÓGICOS Y SERVICIOS URBANOS EN VILLAHERMOSA, TABASCO, 2010 ENCUESTRADOR: FECHA: DAÑOS A VIVIENDA 1AÑOS DE RESIDENCIA 1 A 5 DE 5 A 10 MAS DE 10 ORIGINARIO 2CUÁNTAS PERSONAS RESIDEN? 1 A 4 5 A 8 MAS DE 8 3HAY ESTUDIANTES EN CASA? NIVEL BÁSICO NIVEL MEDIO SUPERIOR NINGUNO 4TIPO DE PROPIEDAD PROPIA RENTADA OTRA 5CÓMO SE ABASTECE DE AGUA RED MPAL. POZOS ARTESIANOS PIPAS/CISTERNAS OTRO 6CUENTA CON ENERGÍA ELÉCTRICA SI/CON MEDIDOR SI/SIN MEDIDOR NO/CON MEDIDOR NO/SIN MEDIDOR 7CUÉNTA CON TELÉFONO? SI NO 8CUÉNTA CON INTERNET? SI NO 9 TIPOLOGÍA DE VIVIENDA 2 PLANTAS/MATERIAL 1 PLANTA/MATERIAL 1 PLANTA/MAMPOSTERÍA 1 PLANTA/CHOZA 10 NÚMERO DE AUTOS? MAS DE NINGUNO 11 PROBLEMAS QUE LE OCASIONA VIVIR CERCA DEL CAUCE SALUD/GASTRO/RESP INUNDACIONES DESLAVES NINGUNO 12 HA TENIDO INUNDACIONES EN EL HOGAR? SI, CADA AÑO SI, DE 2 A 5 AÑOS SI, DE AÑOS EN ADELANTE NUNCA 13 HA SUFRIDO PERDIDAS DE BIENES POR INUNDACIONES? NINGUNA PARCIAL MODERADA TOTAL 14 SI ES AFIRMATIVO, TUVO QUE HACER REPARACIONES DE QUE TIPO? A LA VIVIENDA A INSTALAC HIDR Y ELEC TOTAL 15 MONTO APROX. AL QUE ASCENDIÓ SUS PÉRDIDA DE BIENES ANTERIOR (SIN AUTO) $1000 A $10000 $10001 A $20000 $20001 A $50000 MAYOR A $ LE INTERESARÍA QUE LA IMAGEN URBANA FUERA EN TORNO A LOS RÍOS? SI NO NO SÉ 17 ULTIMO GRADO DE ESTUDIOS DEL JEFE DE FAMILIA BASICO MEDIO LICENCIATURA POSGRADO 18 CONOCE LOS PLANES DE PROTECCIÓN CIVIL LOCALES? SI NO 19 UBICA UD LAS FORMAS DE ALERTAMIENTO EN CASO DE DESASTRES? SI NO 20 CONOCE LOS ALBERGUES MÁS CERCANOS EN CASO DE INUNDACIÓN? SI NO 21 A QUÉ CREE UD QUE SE DEBAN LAS INUNDACIONES? 22 DE DÓNDE ES ORIGINARIA LA FAMILIA? 23 EN DÓNDE (SITIO/COLONIA/VER PLANO)TRABAJA EL JEFE DE FAMILIA? AUTO TRANSPORTE PÚBLICO A PIE TIEMPO DE TRALADO? 24 EN DÓNDE (SITIO/COLONIA/VER PLANO)TRABAJA LA JEFA DE FAMILIA? AUTO TRANSPORTE PÚBLICO A PIE TIEMPO DE TRALADO? 25 EN DÓNDE ESTÁN (SITIO/COLONIA/VER MAPA) LAS ESCUELAS DE LA FAMILIA? AUTO TRANSPORTE PÚBLICO A PIE TIEMPO DE TRALADO? 26 LA FAMILIA CONSTRUYÓ LA CASA? SI NO MINUTOS 27 AL RESIDIR AQUÍ, EN CUÁNTO TIEMPO LE PROPORCIONARON ENERGÍA ELÉCTRICA? 28 AL RESIDIR AQUÍ, EN CUÁNTO TIEMPO LE PROPORCIONARON AGUA POTABLE? 29 AL RESIDIR AQUÍ, EN CUÁNTO TIEMPO LE PROPORCIONARON RED DE DRENAJE? 30 AL RESIDIR AQUÍ, EN CUÁNTO TIEMPO PAVIMENTARON LAS CALLES? 31 AL RESIDIR AQUÍ, EN CUÁNTO TIEMPO LE INSTALARON EL TELÉFONO? 32 AL RESIDIR AQUÍ, EN CUÁNTO TIEMPO SE ESTBLECIÓ EL SERVICIO DE REC BASURA? 33 AÚN CON INUNDACIONES, ES MEJOR RESIDIR AQUÍ POR LOS SERVICIOS URBANOS HERENCIA Y TRADICIÓN FAM APOYOS DEL GOBIERNO NO LO HABÍA PENSADO OTRO (ESPECIFIQUE)

59 NIVELES Índice de vulnerabilidad 120 HORAS

60 NIVELES Índice de vulnerabilidad 144 HORAS

61 NIVELES Índice de vulnerabilidad 168 HORAS

62 NIVELES Índice de vulnerabilidad 192 HORAS

63 NIVELES Índice de vulnerabilidad 216 HORAS

64 NIVELES Índice de vulnerabilidad 240 HORAS

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66 5. MEDIDAS PARA MITIGAR LAS INUNDACIONES 66

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68 MITIGACIÓN DE INUNDACIONES MEDIDAS 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 MEDIDAS 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) SON ÚTILES POR POCOS AÑOS

69 Concepto Canal Costo de las obras Bordo Ampliación secciones Diques encauzamiento +Desazolve Área (m 2 ) Longitud (Km.) Volumen (m 3 ) 2 934, , X 10 6 Costo ($) $49,303,800 $42,260,400 $13,175,262 $610,617,945 1/Tr Daño en millones de pesos Condiciones actuales Canal de desvíobordosampliaciónampl+desazolve

70 CALCULO DEL RIESGO Esperanza de daños Millones de pesos Canal de desvío Condiciones actuales Bordos Ampliación Ampl+desazolve /Tr 70

71 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 71

72 Los procesos meteorológicos extremos que inciden en la generación de riesgos se pueden pronosticar con una grado de acierto, por lo que las acciones de prevención oportunas y organizadas reducen los daños en forma apreciable. Las medidas de prevención tales como manejo de cuencas, reforzamiento bordos, mantenimiento de colectores de aguas lluvias disminuyen las inundaciones.» 72

73 Los reglamentos sobre uso de suelo deben basarse en los mapas de peligro. Ellos son vigentes por pocos años. En caso de construir viviendas en esos sitios de peligro por inundaciones ellas deben ser acondicionarlas para que no presenten daños de consideración. En ocasiones para ningún escenario las obras se justifican de acuerdo con su relación beneficiocosto pero existen daños no cuantificables que en la medida que se incorporen en los cálculos podrían hacerlas competitivas en relación al daño evitado. 73

74 Para la estimación del peligro de las inundaciones es necesario tomar en cuenta la simultaneidad de eventos. En los mapas de peligro, la vulnerabilidad y el riesgo corresponden a una clase de elemento de riesgo. La intervención del hombre puede alterar el peligro en un determinado tiempo tenían los elementos de riesgo. 74

75 La falla de las medidas estructurales pueden causar un daños mayor al que se tenía antes de implantarlas. Las personas pueden creer que ya están protegidas por una obras de protección y podrían relajar las medidas de seguridad que requieren sus viviendas. La construcción de obras para la protección de una región puede propiciar una mayor crecimiento urbano en ella. Éste que debe estar de acuerdo mapas de peligro 75

76 Fin Muchas gracias 76