[Nombre de la compañía]
[Título del documento]
[Subtítulo del documento]
INDICE
INDICE..................................................................................................................................1
Índice de Tablas................................................................................................................1
Índice de Gráficos..............................................................................................................2
Índice de Imágenes...........................................................................................................2
INTRODUCCIÓN..................................................................................................................2
OBJETIVOS..........................................................................................................................3
Objetivo General................................................................................................................3
Objetivos Específicos........................................................................................................3
SUPERFICIE DE LA CUENCA.............................................................................................3
PENDIENTE..........................................................................................................................4
PRECIPITACIÓN MEDIA......................................................................................................5
ESTIMACIÓN INTENSIDAD MÁXIMA DE LLUVIA EN UNA HORA....................................7
COFICIENTE DE ESCORRENTIA.......................................................................................9
CAUDAL..............................................................................................................................10
CONCLUSIONES...............................................................................................................10
Índice de Tablas
Tabla 1: Áreas de sub-cuenca. DGA....................................................................................4
Tabla 2: Pendientes sub-cuencas.........................................................................................5
Tabla 3: Porcentaje área de influencia por estación.............................................................6
Tabla 4: Precipitación media.................................................................................................7
Tabla 5: Estimación Datos Curvas IDF.................................................................................9
Tabla 6: Determinación Coeficientes de Escorrentía............................................................9
Tabla 7: Coeficientes de escorrentía de cada sub-cuenca...................................................9
Tabla 8: Caudales correspondientes a cada sub-cuenca...................................................10
Tabla 9: Caudal Máximo cuenca Paipote...........................................................................10
1
Índice de Gráficos
Grafico 1: Curvas IDF Estación Camar.................................................................................8
Grafico 2: Aproximación Curva IDF......................................................................................8
Índice de Imágenes
Imagen 1: Superficie cuenca Paipote. DGA.........................................................................4
Imagen 2: Estaciones y polígonos de Thiessen...................................................................6
Imagen 3: Área de influencia por estación............................................................................6
INTRODUCCIÓN Los días 24 y 25 de Marzo de 2015, en el norte de Chile, se presenció un frente
frío que afectó a las regiones de Antofagasta, Atacama y Coquimbo, generó un temporal
con intensas precipitaciones líquidas por sobre las cotas que habitualmente son afectadas
por precipitaciones, produciendo desbordes de cauces y remociones en masa.
En la Región de Atacama se han registrado 26 personas fallecidas, 2.000 viviendas
destruidas, 5.000 con daño mayor y 7.000 con daño menor. (Información tomada de
ONEMI al 19/04/15). En particular en la ciudad de Copiapó y la Comuna de Paipote,
inundaciones y remociones afectaron un área aproximada de 5.000 ha.
2
En este informe se presenta, primeramente, la caracterización del evento, para un
posterior análisis. La caracterización del evento integra el análisis de imágenes satelitales,
levantamiento de información digital y recopilación de datos de la DGA.
OBJETIVOS
Objetivo General
Replicar un modelo que simule la escorrentía del diluvio, de marzo del 2015, en la quebrada Paipote ubicada en la Región de Atacama.
Objetivos Específicos
Se presentan actividades que se tendrán que llevar a cabo para el cumplimiento del objetivo general del proyecto:
-Definir la cuenca de Paipote, con sus respectivas áreas y correspondientes sub-cuencas que la conforman, también la pendiente media y coeficiente de escorrentía.
-Encontrar información acerca de los registros de lluvia en este período, para la determinación de la intensidad máxima de lluvia, utilizando el modelo de curvas IDF de una estación cercana conocida.
-Relacionarse con modelos hidrológicos, como los Polígonos de Thiessen, encontrando las áreas de influencia de las respectivas estaciones pluviométricas cercanas a la zona afectada para modelar el fenómeno ocurrido.-Utilización de software informático como apoyo al modelamiento, para definir curvas de nivel de la región (Google Earth, Global Mapper, AutoCad).
SUPERFICIE DE LA CUENCASe refiere al área proyectada en un plano horizontal, es de forma muy irregular, se
obtiene después de delimitar la cuenca.
Se presenta a continuación la superficie de la cuenca de Paipote, obtenida de
registros de la DGA.
3
Debido a que la forma de la cuenca es muy irregular, el cálculo del área de la
cuenca no se puede realizar por fórmulas geométricas. Estos datos también provienen de
registros de la DGA.
En la siguiente tabla se presentan las sub-cuencas que conforman la Cuenca de
Paipote, con sus respectivas áreas:
PENDIENTE Este método considera la pendiente del cauce, como la relación entre el desnivel
que hay entre los extremos del cauce y la proyección horizontal de su longitud, es decir:
S= HL (1)
Donde:
S = pendiente.H = diferencia de cotas entre los extremos del cauce, en Km.L = longitud del cauce, en Km.
Se calculó la pendiente correspondiente a cada sub-cuenca perteneciente a la cuenca Paipote
4
ID Sub-Cuenca Área (km2)3440 Quebrada San Andrés 14763441 Quebrada Paipote en Junta Quebrada San Andrés 14943442 Quebrada Paipote entre Quebrada San Andrés y Quebrada Martínez 10823443 Quebrada Martínez 15133444 Quebrada Paipote entre Martínez y la Junta de Quebrada Chulo 6653445 Quebrada Paipote Entre Quebrada Chulo y Rio Copiapó 459
TOTAL 6689
ID Cota mayor(Km) Cota Menor(Km) Largo(KM) Pendiente3440 4,432 2,456 58,3 3%3441 3,973 2,45 45 3%3442 3,12 1,23 58,9 3%3443 3,923 1,128 57 5%3444 1,739 0,82 31,45 3%3445 1,52 0,75 25,6 3%
Tabla 1: Áreas de sub-cuenca. DGA.
Tabla 2: Pendientes sub-cuencas.
Área EstaciónLas Vegas
Pastos GrandesCopiapóLos Loros
PRECIPITACIÓN MEDIA En general, la altura de precipitación que cae en un sitio dado, difiere de la que
cae en los alrededores, aunque sea en sitios cercanos. Los pluviómetros registran la lluvia
puntual, es decir, la que se produce en el punto en la que está instalada el aparato. Para
calcular la precipitación media de una tormenta o la precipitación máxima en 24 horas,
utilizaremos el método de Polígonos de Thiessen.
Para este método, es necesario conocer la localización de las estaciones en la
zona bajo estudio, ya que para su aplicación, se requiere delimitar la zona de influencia de
cada estación, dentro del conjunto de estaciones.
A continuación, se presentan las estaciones y los polígonos utilizados para la
aplicación del método.
5
Imagen 2: Estaciones y polígonos de Thiessen.
Imagen 3: Área de influencia por estación.
Arbitrariamente se discutió sobre los porcentajes de influencia de área abarcados
para las distintas estaciones.
Se calculó la precipitación media, como el promedio pesado de las precipitaciones
de cada estación, usando como peso el área de influencia correspondiente, es decir:
Pmed=1AT
∑i=1
n
A i Pi (2)
Donde:
Pmed = precipitación media
AT = área total de la cueca
Ai = área de influencia parcial del polígono de Thiessen correspondiente a la estación i
Pi = precipitación de la estación i
n = número de estaciones tomadas en cuenta
En la siguiente tabla se presentan los resultados obtenidos.
ESTIMACIÓN INTENSIDAD MÁXIMA DE LLUVIA EN UNA HORAPara la estimación de la intensidad Máxima de lluvia en una hora se calculó
previamente la precipitación media en 24 horas. La cantidad de información que existe
para el cálculo resulta un tanto confusa, por tanto, se decidió usar como patrón de curva
IDF alguna conocida y cercana.
6
Estación \ Sub-Cuenca 3440 3441 3442 3443 3444 3445Copiapó 0% 0% 12% 20% 100% 90%Las Vegas 45% 0% 18% 0% 0% 0%Los Loros 0% 0% 0% 40% 0% 10%Pastos Grandes 55% 100% 70% 40% 0% 0%
Estación Precipitación Máxima 24h (mm) Área Abarcada (km2) A*PCopiapó 16,8 1510,54 25377,1Las Vegas 33,4 858,96 28689,3Los Loros 30 651,1 19533,0Pastos Grandes 30,5 3668,4 111886,2
TOTAL= 6689 185485,5P_Media (mm) = 27,73
Tabla 4: Precipitación media.
Tabla 3: Porcentaje área de influencia por estación.
En esta línea, la información disponible fue dada por la estación Camar ubicada en
la Región de Antofagasta.
Con esta información se realizó un ajuste logarítmico con base e usando la
intensidad media (Precipitación Media/24) como media aritmética en la hora 12. El ajuste
se realizó para las primeras 24 horas con la variable tiempo como discontinua y en donde
la sumatoria de todas las intensidades de lluvia sea igual a la precipitación media en 24
horas.
7
Grafico 1: Curvas IDF Estación Camar.
Grafico 2: Aproximación Curva IDF.
De esta forma estimamos que la Intensidad máxima de lluvia en una hora es 2,75
mm.
COFICIENTE DE ESCORRENTIA El coeficiente de escorrentía depende de las condiciones del terreno, condiciones
de infiltración y pendiente. Se recurre al uso de tablas que entregan rangos de valores y
criterios para su estimación, y a la experiencia del proyectista.
A continuación, se presenta la tabla utilizada para determinar el coeficiente de
escorrentía para cada sub-cuenca:
La siguiente tabla presenta los coeficientes de escorrentía correspondiente a cada
sub-cuenca
8
H mm H mm H mm H mm1 2,75 7 1,39 13 0,96 19 0,692 2,26 8 1,30 14 0,91 20 0,663 1,98 9 1,22 15 0,86 21 0,624 1,78 10 1,14 16 0,81 22 0,595 1,62 11 1,08 17 0,77 23 0,566 1,50 12 1,01 18 0,73 24 0,53
Precipitacion Total
27,73
Tabla 5: Estimación Datos Curvas IDF.
Tabla 6: Determinación Coeficientes de Escorrentía.
Pronunciada Alta Media Suave Despreciable>50% >20% >5% >1% <1%
Impermeable 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60Semimpermeable 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50
Permeable 0.50 0.45 0.40 0.55 0.30
Pendiente del Terreno
Sin Vegetación
Permeabilidad del SueloCobertura Vegetal
ID Pendiente C3440 3% 0,653441 3% 0,653442 3% 0,653443 5% 0,73444 3% 0,653445 3% 0,65
Tabla 7: Coeficientes de escorrentía de cada sub-cuenca
CAUDALPara el cálculo del caudal se ha ocupado el método racional. Este supone que el
escurrimiento máximo de una tormenta es proporcional a la lluvia caída. El caudal máximo
se calcula mediante la siguiente expresión:
Q=C∗i∗A3,6 (3)
En donde:
Q = Caudal en [m3/s]
C = Coeficiente de escurrimiento de la cuenca
A = Área aportante en [km2]
i = Intensidad de la lluvia de diseño [mm/h]
A continuación, se presentan los caudales correspondientes a cada sub-cuenca.
Para la determinación del caudal máximo de la cuenca Paipote se consideró el
punto más bajo de esta, donde cada sub-cuenca aportaba en un 100% de su caudal. Por
lo tanto este corresponde a la suma de todos los caudales de las sub-cuencas.
CONCLUSIONES
9
ID C Área [km2] intensidad [mm/h] Caudal [m3/s]3440 0,65 1476 2,75 732,93441 0,65 1494 2,75 741,83442 0,65 1082 2,75 537,23443 0,7 1513 2,75 809,03444 0,65 665 2,75 330,23445 0,65 459 2,75 227,9
Tabla 8: Caudales correspondientes a cada sub-cuenca.
Caudal Máximo 3379 [m3/s]
Tabla 9: Caudal Máximo cuenca Paipote
Los daños civiles generados en Copiapó y Paipote por el evento meteorológico de los
días 24 y 25 de Marzo se produjeron por el desbordamiento de la quebrada Paipote, el río
Copiapó y de canales de riego.
El mayor impacto fue producido por el desborde de la quebrada Paipote, el que fue
gatillado por una reducción drástica del tamaño del canal al entrar a la zona urbana, el
taponamiento por escombros que se produjo en el puente de la Av. Copayapu y por una
flexura (cambio geomorfológico y de pendiente) en el canal aluvional al entrar en la zona
urbana (Calle Inca de Oro).
Los desbordes del río Copiapó generaron daños en las proximidades del cauce principal
y, en las llanuras de inundación que fueron gatillados principalmente por la presencia de
puentes y cambios del cauce principal.
En la quebrada Paipote se recomienda realizar un estudio para la ubicación de obras de
control aluvional, considerando la ampliación del cauce de la quebraba Paipote al entrar a
la zona urbana, que incluya obras de protección en las márgenes externas de la curvas
del cauce. Cualquier modificación de este debe basarse en estudios hidráulicos detallados
de los aportes de la cuenca, sus periodos de retorno, la topografía y la geomorfología de
la zona de descarga de la quebrada.
Se recomienda restringir la construcción de viviendas e infraestructura de servicios
básicos, en las zonas con peligro alto de inundación por desborde de cauces y
anegamiento.
Si no se puede evitar la construcción en estas áreas, se recomienda que la autorización
de obras de urbanización y/o edificación, se condicione al cumplimiento de una norma
equivalente al Artículo 8.2.1.1 a.14, del Plan Regulador Metropolitano de Santiago, que
establece que:
- La napa freática no podrá tener una profundidad menor a 5 m, en la época más
desfavorable del año.
- La napa freática deberá estar a más de 3 m bajo el sello de fundación.
10
En caso de no cumplirse tales condiciones en forma natural, la urbanización deberá
considerar las obras de drenaje que resuelvan esta situación, así como también, el
escurrimiento superficial de las aguas.
Respecto de las obras viales y de infraestructura, en los terrenos afectados por este
peligro se deberá desarrollar estudios técnicos específicos, debidamente aprobados por
los servicios pertinentes del Ministerio de Obras Públicas. Mediante estos estudios
hidráulicos y geomorfológicos, se debe delimitar con precisión el área inundable, así como
las obras de ingeniería que deban construirse para proteger dichos terrenos contra
desbordes. Los usos de suelo permitidos, son aquellos asociados con actividades
agrícolas, áreas verdes y espacio público para recreación y deporte.
Se debe implementar un plan de alerta temprana y de emergencia, identificando los
puntos críticos o vulnerables de la ciudades y localidades para su monitoreo. Este plan
debe incorporar un monitoreo pluviográfico para la zona de la Cordillera que, en conjunto
con estudios hidrológicos, permitan definir umbrales críticos de alerta para ser aplicados
mediante alerta temprana y un plan de emergencia con información dirigida a la
comunidad establecida y a turistas que visitan la zona, a la junta de vigilancia; además, la
implementación de señalética y de zonas de evacuación.
Además, es necesario mantener una adecuada y continua limpieza de los sistemas de
drenajes de aguas lluvias, como canales, colectores, y sumideros Para prevenir esta
inundación, incluye un efectivo monitoreo del estado de colmatación de los canales
artificiales y naturales en época invernal que incluya una limpieza, además de estudiar la
factibilidad de aumentar el diámetro de los cauces artificiales para incrementar el caudal
efectivo de porteo.
A modo de conservar la memoria histórica del evento, recomendamos conservar parte de
los artículos deformados por el aluvión en alguna especie de museo o a través de
esculturas que enseñen por la eternidad a nuestras generaciones futuras la fuerza de la
naturaleza, que la comunidad tome esto como una enseñanza de la naturaleza y aprenda
de ello pues tarde o temprano volverá a ocurrir.
11
Top Related