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Modelacin de un Sistema para el Control
de Inundaciones, en la Planicie Aluvial del Ro Lodana,
Manab-Ecuador
Modeling of a Flood
Control System in the Lodana River Alluvial
Plain, Manab-Ecuador
Modelagem de um Sistema
de Controle de Inundaes na Plancie
Aluvial do Rio Lodana, Manab-Equador
Juan C.
Gmez I
jgomez1812@hotmail.com
https://orcid.org/0000-0002-1040-8574
Correspondencia: jgomez1812@hotmail.com
Ciencias Ciencias
Sociales y Polticas
Artculos de investigacin
*Recibido: 16
de junio de 2021 *Aceptado: 31 de julio
de 2021 * Publicado: 10 de agosto de
2021
I.
Ingeniero Civil, Instituto de Postgrado de la
Universidad Tcnica de Manab, Ecuador.
Resumen
Se establece un
planteamiento metodolgico para evitar y controlar las inundaciones producidas
por Fenmenos climticos torrenciales que producen aluviones y grandes
movimientos de sedimentos (bajo distintas formas) son muy frecuentes, en etapa
Invernal en la Parroquia Lodana del Cantn Santa
Ana. Los estudios para el diseo de
obras de control se realizan en general. En el presente trabajo se utilizan
modelos matemticos sencillos para la simulacin hidrolgica de crecidas en
cuencas con escasa informacin hidrometeorolgica y
nula instrumentacin. Esta metodologa requiere estimar la lluvia de diseo
asumiendo un nivel de riesgo, evaluar la eficiencia de distintos planes de
control mediante simulaciones de distintas alternativas de obras y seleccionar
aquella de menor costo. El dique lograra evitar artificialmente las inundaciones
en la zona agrcola de este sector Rural.
Palabras
claves: Inundacin; lluvia de diseo; proteccin de zona
agrcola.
Abstract
A methodological approach is established to avoid and
control floods produced by torrential climatic phenomena that produce alluvium
and large movements of sediments (under different forms) are very frequent, in
the Winter stage in the Lodana
Parish of the Cantn Santa Ana. Studies for the
design control works are carried out in general. In
the present work, simple mathematical models are used
for the hydrological simulation of floods in basins with little hydrometeorological information and no instrumentation.
This methodology requires estimating the design rainfall assuming a level of
risk, evaluating the efficiency of different control plans through simulations
of different work alternatives, and selecting the one with the lowest cost. The
dam would artificially prevent flooding in the agricultural area of this rural
sector.
Keywords: Flood; designer rain; protection of agricultural area. .
Resumo
Estabelece-se
uma abordagem metodolgica
para evitar e controlar inundaes produzidas por fenmenos
climticos torrenciais que produzem
aluvies e grandes movimentos
de sedimentos (sob diferentes formas) so muito frequentes,
na fase de inverno na freguesia de Lodana do Cantn de Santa Ana. Estudos
para o projeto os trabalhos
de controle so realizados em
geral. No presente trabalho,
modelos matemticos simples so utilizados para a simulao hidrolgica de cheias em bacias com
poucas informaes hidrometeorolgicas e sem instrumentao. Esta metodologia requer estimar a precipitao de projeto assumindo um nvel de risco, avaliando a eficincia de
diferentes planos de controle atravs de simulaes de diferentes alternativas de trabalho e selecionando aquela de menor custo. A barragem evitaria artificialmente
as inundaes na rea agrcola deste
setor rural.
Palavras-chave:
Inundar; chuva de designer; proteo
da rea agrcola.
Descripcion de la realidad
problemtica
En los ltimos aos Ecuador, la Provincia
de Manab ha sufrido periodos de lluvias intensos que han generado un sinnmero
de emergencias y damnificados, convirtindose en un problema de relevancia
nacional, que ha llevado a reestructurar los sistemas de gestin del riesgo,
proteccin de reas urbanas y rurales.
Fenmenos climticos torrenciales que
producen aluviones y grandes movimientos de sedimentos (bajo distintas formas)
son muy frecuentes en estas zonas, produciendo perdidas
en el Sistema Agrcola, Habitacional e inclusive daos a comunidades, recintos
o ciudades.
Justificacion del problema
Mediante esta modelacin se aplicar una
metodologa de estudio de cuencas, mediante modelos matemticos que permitirn
el diseo de obras de control de aluviones.
Que servir de control de inundaciones
producidas en la estacin invernal del rea de influencia del Rio Lodana, evitando que grandes reas de cultivo agrcolas,
viviendas e infraestructura vial sufran daos, y poder evitar el gasto
econmico que afectara la condicin humana y social de la Provincia y sus
comunas.
Formulacion del problema
Que caractersticas o especificaciones
deberan tener la modelacin de un sistema para el control de inundaciones en
la planicie del rio Lodana.
Hipotesis
La modelacin de un sistema hidrulico de
la planicie aluvial del rio Lodana, permitir
controlar las inundaciones en el medio urbano rural de esa localidad.
Se trata en general de pequeas y medianas
cuencas (menores a 50 km) de meseta que desaguan en la llanura aluvial de los
valles productivos del Sitio Lodana y sus
alrededores.
Objetivos:
generales y especificos
General
Modelar un sistema de control, en la
planicie aluvial del Rio Lodana. (Manab, Ecuador).
El objetivo primordial de este trabajo es aplicar una metodologa de estudio de
cuenca del Rio Lodana mediante modelos matemticos
que permiten el diseo de obras de control de aluviones.
Especificos
La utilizacin de modelos matemticos
representa un avance en las metodologas aplicadas actualmente al estudio de cuencas
aluvionales
Los valores del mtodo nmero de curva CN,
caractersticos representan suelos con bajo umbral de escorrenta, con valores
prximos a los estimados calculados.
Mediante simulaciones con el mtodo se
obtienen hidrgramas de crecida para distintas
alternativas de obras de control. La seleccin del mejor plan de control se
realiza con criterios de eficiencia en el control y economa del conjunto de
obras.
Las obras realizadas de acuerdo a esta
metodologa, han dado buenos resultados en el control de aluviones, aunque se
estima que an no han trabajado bajo condiciones de diseo.
La ausencia de informacin espacial de
tormentas y de aforos, caractersticas de estas regiones poco pobladas, impide
el uso de modelos distribuidos y tcnicas ms precisas que requieren mayor
informacin.
Materiales y metodos
En el sector de esta Microcuenca se
identifican dos unidades de caractersticas morfolgicas bien definidas: valles
fluviales y zonas colinadas. Algunos procesos de
hundimiento y levantamiento ligados a la tectnica del cuaternario han
permitido la formacin de terrazas aluviales a lo largo de los valles y por lo
general se encuentran disectadas por la erosin
fluvial reciente.
El Rio Lodana,
situado en la Parroquia Lodana del cantn Santa Ana,
se caracteriza por presentar diferentes tipos de rocas de edad terciaria,
dispuestos sobre basamento de rocas volcnicas sedimentarias de edad cretcica,
que afloran en diferentes sectores de la Cordillera Costera; tambin existen
depsitos sedimentarios cuaternarios distribuidos en las partes bajas del
sector que conforman los niveles actuales de depsitos aluviales a lo largo de
los ros y esteros del cantn.
La precipitacin anual media oscila entre
529,40 a 1000 mm, con lluvias distribuidas en invierno y verano, el desarrollo
de la vegetacin es abundante ya que es una zona netamente ganadera y agrcola.
En los valles predominan Entisoles de distintas texturas aptos para la realizacin
de la actividad agrcola con suministro de riego. Alfisoles
que son suelos formados en superficies suficientemente jvenes. Su rgimen de
humedad es tal que son suelos capaces de suministrar agua a las plantas mesfilas durante ms de la mitad del ao o por lo menos
durante ms de tres meses consecutivos a lo largo de la estacin de
crecimiento.
La morfologa de los cursos fluviales es de
tipo braided (sinuosidad <1,5 de acuerdo a la
clasificacin de (Leopold et al 1964), tipicos de clima ridos, con descargas extremas y de rpida
variacin y vegetacin escasa. Transportan gran cantidad de materiales como
carga de fondo que, junto con la falta de competencia local de la corriente por
perdida de caudal y fluctuacin de descarga, seran los factores principales en
la formacin tpicas de barra de arenas o gravas (Fahnestock,
1963).
Su caracterstica principal es la unidad
geomtrica, estas corrientes se caracterizan por una sinuosidad baja (menor a
1,5) y multiplicidad 1, es decir, un nico canal. Son muy inestables, tendiendo
a evolucionar a otros tipos de ro. Tienen caudal de alta energa y gran
capacidad erosiva. Las barras caracterizadas en los cauces son de tipo
longitudinal, transversal y de punta (point bar); la
ausencia de barras diagonales indica que se trata de lechos inestables que se
modifican en cada crecida (Smith, 1974).
La sinuosidad de un ro es el ndice que
representa cuanto el trazado del ro se aparta de una lnea recta. Se mide por
la relacin entre la distancia que separa dos puntos a lo largo de la parte ms
profunda del cauce, o thalweg y la distancia en lnea
recta entre ellos. Un cauce en lnea recta tiene una sinuosidad de 1.0,
mientras que se describen los ros como mendrico
cuando la sinuosidad es mayor de 1.5.
Figura 1: Dinmica fluvial:
valores de referencia para sinuosidad, pendiente y formas de un cauce.
Informacin base y
relevamientos
Analizando fotografas areas, cartas
topogrficas e imgenes satelitales se delimitan las cuencas y se reconocen las
caractersticas fisiogrficas e hidrogrficas. Mediante AutoCAD o Gis se
cuantifican las variables de mayor inters en la determinacin de parmetros
empleados por el modelo matemtico: superficie de las cuencas longitud a la
divisoria de aguas, longitud de cauces, densidad de drenaje superficial,
vegetacin y suelos.
Como se mencion, la ausencia de
instrumentacin en las cuencas, obliga a reconstruir las caractersticas de las
crecidas, volmenes, caudal, cotas. De los diversos mtodos existentes para
reconstruir paleocrecidas (Salas et al, 1992), se
utilizaron eventos externos: indicadores de cotas y datos histricos. Los
indicadores de altura alcanzada que se relevan en el campo son estructuras de
erosin (lneas de corriente) y de deposicin (depsitos finos de aguas quietas
son los ms conspicuos). El anlisis histrico se realiza mediante informacin
de los pobladores del lugar, principalmente de altura alcanzada por el agua y
duracin e intensidad de tormenta. Esta informacin se complementa con medidas
hidrulica de los canales (dimensiones, pendiente) y de sedimentos del cauce
(mtodos de competencia del flujo), a efecto de estimar caudales circulantes y
velocidades de flujo. Es necesario recordar los problemas de muestreo que se
presentan debido a la granulometra y su variabilidad. En ros perennes, la
evolucin de la granulometra de los materiales de los cauces con abundante
carga de fondo, tienen una forma exponencial decreciendo hacia la desembocadura
segn Leopold, 1964.
La estructura en terrazas permite realizar
trasvases a cuencas que disponen de elementos de conduccin adecuadas para
evacuar las crecidas con pequeas obras y con poco movimiento de suelos para
conformacin de canales de conduccin. La factibilidad tcnica de trasvasar
parte de las crecidas se verifica mediante topografa de detalle y perfiles en
el rea de inters. Esta topografa debe servir adems para el clculo de
movimientos de suelos y para la estimacin de tiempos de las tareas implicadas
y sus costos. Es necesario evaluar el impacto ambiental de estos diques y
canales.
En aquellas zonas productivas que estn
protegidas por canales perifricos se evala el canal mximo transitable a fin
de incluirlos en la simulacin de planes de control como restriccin en el
caudal erogado por los diques. La capacidad mxima del canal se estima a travs
de medicin de secciones de flujo en varios puntos, pendiente (S) y calculando
la velocidad del flujo mediante a travs de Manning:
Donde n: coeficiente de friccin de Manning y R: radio hidrulico (m).
Lluvia de diseo
La eleccin de la tormenta de diseo tiene
por objetivo asumir una probalidad de ocurrencia que
minimice los riesgos que esta puede provocar sobre la cuenca. Un criterio puede
ser tomar como tormenta de diseo la precipitacin mxima probable (PMP) y en
ese caso la inversin necesaria para el control aluvional
superara los valores econmicos para que la actividad productiva sea rentable.
Teniendo en cuenta los bienes a proteger se
estima suficiente asumir que el riesgo oscile en un 20% para un periodo de 20
aos en el caso de la produccin agrcola.
El periodo de retorno de la tormenta de
diseo se establece en funcin de dicho margen de seguridad utilizando la
funcin binomial (Bedient&Hubert, 1948).
Donde S: seguridad, T: tiempo de retorno,
n: periodo de aos para el cual se requiere seguridad
A partir de esta frmula se determina que
para tener el 80% de seguridad durante un periodo de 20 aos se debe tomar una
tormenta con una recurrencia de 90 aos.
En estudios realizados en la regin Norte
Central de Manab, se determin en el INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA E
HIDROLOGIA (INAHMI) en el 2015, se determin que el 80 % de las tormentas
tienen una duracin menor a
5.40 h. En la Figura 2 muestras las curvas
generalizadas para el rea del Rio Lodana y cuenca
menor a 200 km2 de lminas totales de lluvia en relacin con la duracin y
periodo de retorno; el ESTUDIO DE LLUVIAS INTENSAS, elaborado por el Ing.
Luis Rodrguez Fiallos publicada el ao 1999 se obtuvo datos de caudales mximo
de 1.089,60 m3/s en una sub-cuenca de 294,10 km2. Utilizando esta curva se
estima que para un tiempo de recurrencia de 90 aos y una duracin de 5.40h, la
lluvia de diseo es la que produce una lmina de 70,00 mm/h.
Cuadro n 1: intensidad
duracin frecuencia estacin m0005 portoviejo
|
ESTACIN |
INTERVALOS
DE TIEMPO (minutos) |
ECUACIONES |
R |
R2 |
|
|
CDIGO |
NOMBRE |
||||
|
M0005 |
PORTOVIEJO |
5
< 120 |
𝑖 = 175.897 ∗ 𝑇
0.2692 ∗ 𝑡−0.5042 |
0.9901 |
0.9802 |
|
120<
1440 |
𝑖 = 891.120 ∗ 𝑇
0.2424 ∗ 𝑡−0.8418 |
0.9975 |
0.9950 |
||
|
|
Perodo |
de
Retorno |
T (aos) |
|
||
|
T
(min) |
2 |
5 |
10 |
25 |
50 |
100 |
|
5 |
94.2 |
120.5 |
145.2 |
185.9 |
224.0 |
269.9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
66.4 |
85.0 |
102.4 |
131.0 |
157.9 |
190.3 |
|
15 |
54.1 |
69.3 |
83.5 |
106.8 |
128.7 |
155.1 |
|
20 |
46.8 |
59.9 |
72.2 |
92.4 |
111.3 |
134.2 |
|
30 |
38.2 |
48.8 |
58.8 |
75.3 |
90.8 |
109.4 |
|
60 |
26.9 |
34.4 |
41.5 |
53.1 |
64.0 |
77.1 |
|
120 |
18.7 |
23.4 |
27.7 |
34.6 |
40.9 |
48.4 |
|
360 |
7.4 |
9.3 |
11.0 |
13.7 |
16.2 |
19.2 |
|
1440 |
2.3 |
2.9 |
3.4 |
4.3 |
5.0 |
6.0 |
Figura 2. Curvas
lamina-duracin periodo de retorno.
La distribucin temporal (hietograma) se estima de acuerdo a la de la mayor tormenta convectiva registrada en el rea
de influencia de la cuenca estudiada. El intervalo de tiempo elegido y por
consiguiente la altura de lmina cada en ese periodo. Es conveniente realizar
un anlisis de sensibilidad del caudal respecto al tiempo de discretizacion para estimar el error que se est cometiendo
en el clculo del hidrgrama.
Figura 3. Hidrgramas modelados. Hietograma
de diseo.
0 50
5 40
10 30
20
15
10
20
Cuadro 2. Hidrgramas modelados.
Simulacin
hidrolgica de cuencas
Para la simulacin del proceso de
escorrenta superficial se utiliza el modelo de eventos HEC1 que representa el
proceso de lluvia escorrenta dentro de cada subcuenca.
Los resultados finales del proceso de modelacin son los hidrgramas
de escorrenta directa para las distintas subcuencas
definidas y en cualquier punto deseado, dato fundamental para las dimensiones
de las obras de control.
Uno de los mayores inconvenientes al
realizar estudios para el control aluvional es la
ausencia de informacin meteorolgica y de caractersticas propias de la
cuenca, por lo que la metodologa propuesta se basa en aquellos mtodos de
clculo que tienen pocos parmetros. A medida que se avance en el conocimiento
de la dinmica de los procesos en las cuencas se podrn utilizar mtodos ms
precisos.
Para la determinacin de la precipitacin
efectiva se utiliza el mtodo de Curva Numero (CN) del servicio de conservacin
de suelos de EEUU, que cuantifica las prdidas segn las caractersticas del
suelo (medidas de calicatas y ensayos de infiltracin) y humedad antecedente
(valor difcil de obtener debido a la falta de mediciones).
La transformacin de lluvia en escorrenta
directa se realiza mediante el Hidrgrama Unitario
Adimensional (SCS) que incluye formulas empricas que relacionan las
caractersticas de la cuenca y de la precipitacin aplicada cuyo parmetro
tiempo de retardo (TI) se ajusta a travs de mediciones de campo. El hidrgrama de la cuenca puede considerarse triangular dada
la pequea dimensin de las cuencas, con lo que solo se mide en el campo el
caudal pico y el tiempo base, la eleccin del intervalo de tiempo del hidrgrama resultante es importante para no generar
problemas numricos y resultados errneos (en general se toma a 1 a 5 min).
La calibracin de los parmetros CN y TI,
se realiza con informacin de campo de algunos eventos en el que se disponga
datos de precipitacin y sus caudales resultantes. Luego se corre el modelo
hasta ajustar el hidrgrama calculado con el
observado en el campo. Es un proceso de prueba error donde se ajustan los
parmetros hasta obtener coincidencia entre ambos hidrgramas.
Es necesario recordar que el comportamiento de la cuenca (y sus parmetros) no
ser igual para precipitaciones de mayor periodo de retorno.
Los tiempos de retardo ajustados por
calibracin se comparan con los valores obtenidos con frmulas propuestas por
distintos autores para otras regiones.
Bedient:
Kirpich:
Temez:
donde Tl; tiempo de
retardo (h); D: distancia a la divisoria de aguas (pies); S: retencin de
mxima potencial; y: pendiente (%); CN: curva nmero; tc.
Tiempo de concentracin (h); L: longitud del cauce principal (Km); i: pendiente
media del cauce principal (〖mm〗^(-3)).
La laminacin en embalses se realiza por el
mtodo de Puls modificado ya que solo requiere
estimar la curva cota-volumen del embalse, que se obtiene midiendo ancho, pendientes laterales y pendiente del fondo del cauce. Estos
parmetros son K (constante de almacenamiento), que representa el tiempo
promedio del viaje de la onda en el tramo, y X (coeficiente adimensional, vara
entre 0 y 0,5), representa la difusin en el tramo, no tiene relacin directa
con las caractersticas fsicas del cauce sino con la resolucin numrica de la
ecuacin.
Luego de ajustar los parmetros para cada
una de las subcuencas junto con sus caractersticas
fisiogrficas se obtiene un hidrgrama de
salida-caudal pico y volumen y producto de la tormenta de diseo elegida.
Obras de control
Los diversos tipos de obra de control
admiten diferentes alturas mximas y consecuentemente diferentes volmenes de
almacenamiento.
La atenuacin del caudal pico con grandes
embalses implica obras con materiales costosos. Por otro lado, la misma
atenuacin del hidrgrama natural puede lograrse con
un gran nmero de obras pequeas de bajo costo. El anlisis realizado busca
obtener la configuracin de obras de mnimo costo para igual efectividad en el
control.
Con el modelo HEC-1 calibrado se simulan
distintos planes de control combinado obras de ubicacin y dimensiones
distintas. Las obras transversales y sus desages y las derivaciones se disean
siguiendo lineamientos que pueden encontrarse en la bibliografa del tema,
tales como AIDI (1983), TRAGSA et al. (1994), en cuanto a tipo de obras,
clculo de estabilidad, empujes, materiales, etc.
Todas las alternativas son evaluadas
econmicamente en base a costos regionales de mano de obra y materiales y se
selecciona la que tiene mejor relacin efecto-costo.
Con este mtodo de simulacin se obtienen
los hidrgramas completos, en cualquier punto de la
red, resultantes de las alternativas planteadas. La informacin ms relevante
que se obtiene es: caudal pico saliente (entrante al dique), caudal pico
saliente del dique (por derivacin o por vertedero) y orificios de desage),
volumen de la crecida.
Por ltimo, se realiza un plan de
intervencin por etapas en las cuencas de acuerdo a los recursos disponibles,
priorizando aquellas obras de mayor impacto en el control. Las obras de
derivacin son de bajo costo y alta eficiencia de control, por lo que se
realiza en primera etapa; luego se construyen los diques de almacenamiento en
el cauce y por ltimo se realizan los laboreos para disminuir el escurrimiento
superficial de la cuenca.
Como efecto positivo secundario obtenido
con diques de almacenamiento en cauces, es que se brinda un recurso de agua
casi permanente para los animales de los crianceros del lugar que no disponen
de otra fuente de agua superficial cercana.
El mantenimiento de las obras durante su
funcionamiento debe ser tenido en cuenta, tanto en las tareas a realizar como
el costo implicado.
Resultados
esperados
En las distintas zonas estudiadas se
obtuvieron valores promedios de CN entre 70 y 85 que se corresponden con el
valor de 80 indicado en el INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA E HIDROLOGIA
(INAHMI) en el 2015. En esta zona los tiempos de retardo calibrados pueden
observarse en la Tabla 1, dnde figura el clculo realizado con las formulas
mencionadas anteriormente.
En las distintas zonas estudiadas se
obtuvieron valores promedios de CN entre 70 y 85 que se corresponden con el
valor de 80 sugerido en el INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA E HIDROLOGIA
(INAHMI) en el 2015. En esta regin los tiempos de retardo calibrados pueden
observarse en la Tabla 1, donde figura el clculo realizado con las frmulas
mencionadas anteriormente.
Los valores de laminacin en cauce
calibrados en las zonas de mayor pendiente dan un valor X = 0,4 y 0,35 en las
restantes. De acuerdo a la bibliografa, estos valores son apropiados dado el
carcter aluvional de la cuenca. Respecto al valor de
K no se han encontrado referencias bibliogrficas para estimarlo de manera ms
precisa en tramos cortos.
De todas formas, los valores utilizados
(0,08 a 0,15 h) dan un margen de seguridad y una posicin conservadora, ya que
el hidrgrama de salida tiene un retraso muy chico
respecto del hidrgrama de entrada en cada tramo.
Con el modelo HEC-1 calibrado se obtienen hidrgramas a la salida de cada subcuenca,
como los que se observan en la Figura 2, producto de una tormenta de diseo de
80 mm en 6 h sobre toda el rea, unos
65 km2. La distribucin de la lluvia est estimada de acuerdo a los
antecedentes registrados en la zona.
El esquema de control ms adecuado - que se
obtiene por simulacin de distintas obras - para el rea de estudio es una
combinacin de:
terraplenes de tierra de 0,60
a 0,80 m de altura en las reas de meseta - pendiente de 0.15% -,
perpendiculares a la direccin de flujo y espaciados cada 1000 m.
dique de tierra de
contencin ms canal de derivacin en cuencas topogrficamente favorables hacia
cauce mayores y controlados.
diques de tierra para
almacenamiento, con vertedero lateral y/o desage en los cauces principales.
Tabla 1. Valores de curva
nmero y tiempo de retardo
Existen subcuencas
que no son necesarias tratar debido al desfase entre los picos de crecidas con
tormentas convectivas. Esto puede analizarse para
cualquier perodo de retorno, aunque para perodos grandes y duraciones
prolongadas los picos se sumarn.
|
TIPO DE MATERIAL |
COSTO USD. |
|
|
3m |
4m |
|
|
Hormign simple |
162,13 |
165,00 |
|
Gaviones y
malla llenados a mano |
60,00 |
70,00 |
|
Gaviones
y malla con mquina |
80,56 |
90,56 |
|
Gaviones con
mnima malla llenado a mano |
40,00 |
50,00 |
|
Gaviones con
mnima malla llenado a mquina |
50,00 |
60,00 |
|
Gaviones sin malla |
35,00 |
40,00 |
|
Tierra + gaviones |
30,00 |
35,00 |
|
Tierra
compactada con tuberia de drenaje y polietileno |
29,80 |
30,00 |
|
Tierra
compactada con vertedero lateral |
29,04 |
31,00 |
|
Tierra
compactada con polietileno de 200 m |
29,90 |
31,00 |
|
Tierra sin
compactar con polietileno de 500 m |
64,16 |
66,00 |
Figura 3, representa el resultado de
simular un dique derivador a la salida de la subcuenca
1 (Fig. 2) que produce un caudal pico Qp = 47 m3 s-1 para la lluvia de
diseo elegida. Se obtiene un hidrgrama derivado - hacia otra cuenca - de Qp = 36 m3 s-1 y otro pasante - por vertedero y desage -
de Qp = 3,4 m3 s-1. Este hidrgrama
erogado por el dique es contenido por una canalizacin (capacidad mxima
estimada en Qp = 6 m3 s-1) que protege el rea
cultivada de las aguas de lluvia. En este caso, el funcionamiento de la
derivacin fue verificada para una tormenta el 21 enero de 1992, donde para una
precipitacin de 25 mm en 1 h, el Qp estimado en la
derivacin fue de 11 m3 s-1 y la salida de canal de guarda fue de 5 m3 s-1.
Tal como se indic en la parte metodolgica
los costos de obra se estimaron considerando precios de la regin y teniendo en
cuenta distintos tipos de materiales. En la Tabla 2, se indican los costos
estimados por metro lineal de dique para distintos materiales y altura 3 y 4 m.
Los ms econmicos resultan los de tierra y dentro de estos, los ms
convenientes (por seguridad y vida til) son los de tierra
compactados con vertedero y/o desage.
Debe tenerse en cuenta que no se ha
considerado costos de mantenimiento, con lo que los de tierra se vuelven menos
ventajosos.
Aporte y valor de
la investigacin
Tablas y figuras con la informacin
geomorfolgica, hidrulica e hidrolgica de la cuenca del ro Portoviejo a
travs de levantamiento de informacin en campo, libros, artculos, tesis,
pginas web y diferentes normas relacionadas
Hidrgramas de Modelacin con
caudales de diseo del ro Portoviejo obtenidos de la recopilacin de
informacin de caudales y precipitaciones mximas en la estacin meteorolgica
Portoviejo M005 y Poza Honda M034 que son las ms cercanas a la zona de
anlisis y otros medios indirectos.
Modelo en computadora utilizando el
programa HEC-RAS para simular la crecida del ro Portoviejo para varios
periodos de retorno y obtener los clculos de los flujos de superficie de agua,
clculos de flujo uniforme y otros parmetros hidrulicos.
Mapa de zonificacin de riesgo en reas con
alta, media y baja vulnerabilidad a inundacin en la parroquia de Coln con la
interpretacin de los resultados obtenidos en el programa HEC-RAS.
Propuesta de prevencin y mitigacin para
efectos de inundaciones en base a los resultados de la modelacin hidrulica.
En
este proyecto se desarrollar con el mtodo de investigacin deductivo de
anlisis y sntesis, que parte de datos generales aceptados, para deducir por
medio del razonamiento lgico, varias suposiciones, es decir; parte de verdades
previamente establecidas como principios generales, para luego aplicarlo a
casos individuales y comprobar as su validez.
Recopilacin de informacin necesaria a
travs de levantamiento de informacin en campo, libros, artculos y diferentes
normas relacionadas con la rama de la Hidrologa e Hidrulica que servir para
hacer el estudio de la informacin geomorfolgica de la cuenca a travs de
modelos digitales.
Se realizar varios modelamientos
hidrulicos con la topografa actual de la zona en el software HEC-RAS 5.0.3 (Hydrological Engineering Center -
River Analysis System), este programa fue desarrollado por Engineers U. S. (2016) y analiza factores hidrulicos y el
flujo de agua para simular crecidas para diferentes periodos de retorno.
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2020 por los autores. Este artculo es de acceso abierto y distribuido segn
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