XXIVº Congreso Nacional del Agua 2013

DEFINICIÓN DE LA COTA MÁXIMA DE INUNDACIÓN PARA LA LAGUNA MAR CHIQUITA, PROVINCIA DE CÓRDOBA.

Mariana Pagot1, Gerardo Hillman1, Cecilia Pozzi1, Paolo Gyssels1, Antoine Patalano1, Andrés Rodriguez1

1.Laboratorio de Hidráulica, Facultad de Ciencias Exactas,

Físicas y Naturales, Universidad Nacional de Córdoba.

mpagot@efn.uncor.edu

OBJETIVOS : Definir la Cota Máxima de Inundación para la costa de la Laguna Mar

Chiquita para limitar los usos de suelo ante periodos hídricos ricos. Analizar los niveles medios de agua observados, conjuntamente con la

caracterización y definición de la acción del viento (wind set up) y su oleaje asociado (wave set up).

CÓRDOBA

Laguna Mar Chiquita

Miramar

Río Dulce

Bañados delRío Dulce

Río Segundo Río Primero

SANTIAGO DEL ESTERO

Ceres SANTA FE

Laguna Mar Chiquita (Imagen base del 10 abril de 2013)

Introducción y objetivos

Esquema metodológico de trabajo.

CMITR = MNHMEDIDO + MNTTR (Ecuación )

Análisis de series de nivel de agua medidos.

Análisis de sobreelevación:

Por viento

Por oleaje debido al viento

67.5

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Periodo: 2001-2011

Niveles diarios medidos Periodo: 2001-

2011.

Ubicación de las escalas limnimétricas en la costa sur de la

Laguna, Miramar.

Análisis de series de nivel de agua medidos.

Niveles medios mensuales.

Periodo 1967-2011

* se cuenta con variación de niveles de la Laguna entre 1890 y 2000.

Para evaluar un periodo mayor (relacionado con los tiempos de recurrencia asumidos:

Troin et al., 2010

•10% proviene del Nor-noreste con 20 km/h,

•10% proviene del Sur-sureste con 26 km/h.

•Específicamente durante dos días de mayo se registraron datos cada 15 minutos con velocidad de viento promedio de 20 km/h.

NIVEL MÁXIMO HISTÓRICO

67.5

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68.5

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Periodo: 2001-2011

Para la selección del nivel máximo histórico, se realizaron filtros básicos a los datos y análisis de valores aislados, como en los dos puntos resaltados

En este caso, se evaluó la rosa de viento del mes de Mayo 2003 en Miramar, costa sur de Mar Chiquita.

Se asume que el valor extremo registrado de nivel (72,15 m s.n.m.) resultó de la influencia del efecto del viento predominante en los días previos a la observación.

NIVEL MÁXIMO HISTÓRICO

67.5

68.0

68.5

69.0

69.5

70.0

70.5

71.0

71.5

72.0

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Periodo: 2001-2011

Estos valores aislados superan entre 15 y 35 cm a sus valores diarios próximos anteriores y posteriores.

Para la Laguna Mar Chiquita, Von Grumbkow (1980) estimó que el rango de variación de nivel podía oscilar entre +0,24 y -0,36 m de altura.

En estudios más recientes, como en Pozzi (2006), se realizó la modelación bidimensional de este cuerpo de agua y para escenarios con viento Norte de 7 km/h, se obtuvo como resultado una sobre-elevación del nivel de agua en la costa Sur del orden de 2 cm, mientras que para vientos de 18 km/h la sobre-elevación resultante fue de 18 cm.

Se asume un valor de nivel máximo histórico de: 71,9 m s.n.m. que es el valor medio durante el primer semestre del año 2003. De esta forma no se estará duplicando este efecto en el análisis.

Se considera que los desplazamientos horizontales en cuerpos de agua de gran escala, se producen como respuesta al viento, y se manifiestan con notables cambios en el nivel del agua.

Modelo digital topobatimétrico generado. Puntos seleccionados y las secciones

perpendiculares al perfil de playa, Si (i de 1 a 11).

NIVEL MÁXIMO DE TORMENTAEl Máximo Nivel de Tormenta (MNT) es el resultado de la suma de la sobrelevación por arrastre del viento en la superficie, “Wind Set-Up”, y el “Run-Up” debido al oleaje irregular incidente en la costa, ambos calculados para el período de retorno Tr:

MNT (Tr) = WSU (Tr) + RU (Tr)

Este cálculo se ha realizado en base a formulaciones empíricas aplicadas en determinados puntos significativos sobre el contorno de la Laguna, denominados “Puntos Seleccionados (S)”.

Curvas de nivel generadas a partir de datos satelitales.

Esquema de sobre-elevación en un lago por efecto de un viento

constante.

NIVEL MÁXIMO DE TORMENTAEl Máximo Nivel de Tormenta (MNT) es el resultado de la suma de la sobrelevación por arrastre del viento en la superficie, “Wind Set-Up”, y el “Run-Up” debido al oleaje irregular incidente en la costa, ambos calculados para el período de retorno Tr:

MNT (Tr) = WSU (Tr) + RU (Tr)

Este cálculo se ha realizado en base a formulaciones empíricas aplicadas en determinados puntos significativos sobre el contorno de la Laguna, denominados “Puntos Seleccionados (S)”. Primer término: Wind Set-Up (WSU): usa ecuaciones de conservación de cantidad de movimiento y de continuidad promediadas en la columna de agua (Kamphuis, 2000) con una aproximación unidimensional:

Kamphuis, 2000: gDU

dxdS cos

S:sobre-elevación o “Wind Set-Up”;x:distancia para sobre-elevación calculada [m];:Constante = 3.2 ·10-6;U:velocidad del viento [m/s];:Ángulo entre la dirección del viento y la dirección x;d:profundidad antes de la sobre-elevación [m];D:es la nueva profundidad (d+S) calculada en cada discretización x [m].

Segundo término: Run-Up es el ascenso máximo vertical local que se produce sobre el talud de playa debido a los efectos del oleaje irregular durante el proceso de rotura.

•En este trabajo se ha optado por utilizar formulaciones empíricas que tienen en cuenta la altura de ola en aguas profundas (o medias para este caso), la longitud de onda del oleaje incidente y la pendiente de la playa.

•Por lo tanto, previo al cálculo de Run-Up, fue necesario estimar las características del oleaje en aguas profundas.

Generación del oleaje con el modelo SWAN por viento norte de 100 años de retorno.

Las flechas indican el sentido de propagación del oleaje generado.

Conclusiones Se analizaron los niveles medidos de agua, conjuntamente con la

caracterización y definición de la sobre-elevación por la acción conjunta del viento y el oleaje asociado.

Las variables de sobre-elevación por viento y oleaje, se estimaron sobre datos topobatimétricos definidos en base al uso de técnicas de teledetección, procedimiento al que se recurrió debido a la insuficiencia de mediciones directas de la morfología de este gran cuerpo de agua.

Cota máxima de inundación en la Laguna de Mar Chiquita

para Tr = 100 años.

73,0373,51

72,43

73,06

72,99

72,12

Conclusiones En este trabajo se combinan criterios técnicos de uso tradicional

en ingeniería de costas, lo que permite replicabilidad de la metodología en otros cuerpos de agua, principalmente en aquellos que presenten morfologías complejas y extensas tal como el que se presenta aquí.

Agradecimientos Los autores agradecen al Ministerio de Ciencia y Tecnología de la provincia de Córdoba que dio marco al presente trabajo. A la Agencia Córdoba Ambiente (particularmente a la Reserva Provincial de Miramar), a la Subsecretaria de Recursos Hídricos y Coordinación de la Provincia de Córdoba y al Guardaparque. Pablo Michelutti, de la Reserva de Miramar por la información suministrada.