INUNDACIONES EN LA CUENCA DE VALDIVIA, CHILE: ANALISIS DE RECURRENCIA Y CAUSAS

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1 U N I V E R S I D A D D E C O N C E P C I Ó N DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA 10 CONGRESO GEOLÓGICO CHILENO 2003 INUNDACIONES EN LA CUENCA DE VALDIVIA, CHILE: ANALISIS DE RECURRENCIA Y CAUSAS MILOVIC, J Servicio Nacional de Geología y Minería, Oficina Técnica Puerto Varas, La Paz 406, Puerto Varas. Jmilovic@sernageomin.cl INTRODUCCION La cuenca hidrográfica de Valdivia se ubica en la zona norte de la X Región de Los Lagos y cubre cerca de 11,119Km 2. De Este a Oeste se encuentran las morfologías típicas de Chile; Cordillera de los Andes, Depresión Central y Cordillera de la Costa. Características son las cuencas lacustres alineadas N S paralelamente a la cadena de volcanes, que muestran un origen tanto tectónico como glacial. Ya que inundaciones han afectado anteriormente el área de Valdivia, sus alcances deben ser considerados en los estudios de ordenamiento territorial. El propósito de este estudio es (1) determinar intervalos de recurrencia de los eventos más severos registrados; (2) estimar la magnitud de posibles futuros eventos; (3) determinar las principales causas de las inundaciones; y así (4) apoyar al gobierno local en la protección de la población y en los planes de desarrollo. METODOLOGIA En el estudio se utilizaron datos de caudales diarios de las 7 estaciones limnimétricas en funcionamiento en la cuenca, datos de pluviometría de 10 estaciones y datos de pluviografía (intensidad de precipitaciones) de una estación (figura 1). Los intervalos de recurrencia de los distintos eventos de inundación al igual que el caudal estimado para un período de retorno de 100 años, se calcularon de acuerdo a la "Plotting Positions Formulae", también conocida como fórmula de Hazen. Para estudiar las causas se realizó una correlación cruzada de Pearson entre los datos de caudales y pluviometría de distintas estaciones. Todas las contribuciones fueron proporcionados directamente por los autores y su contenido es de su exclusiva responsabilidad.

2 Figura 1: Ubicación de limnímetros y pluviómetros en la cuenca de Valdivia. DATOS HIDROLOGICOS DE CAUDALES Y PRECIPITACIONES La ubicación de los limnímetros en la cuenca se observa en la figura 1. La información recopilada para estas estaciones corresponde a: (1) datos básicos de la estación y área de drenaje; (2) caudal promedio diario; y (3) caudal instantáneo máximo anual. Los datos de precipitaciones incluyen: (1) datos básicos de la ubicación de la estación; (2) datos pluviométricos diarios; (3) intensidad de precipitaciones para eventos específicos seleccionados ocurridos en el periodo de registro RESULTADOS Intervalos de recurrencia fueron estimados para las inundaciones de Julio 30 - Agosto 01, 1997 y Junio 03-05, 2000; y para el caudal máximo en el período de registro; Julio 8, Estos resultados y el caudal calculado para un período de recurrencia de 100 años se exponen en la tabla 1.

3 Tabla 1: Caudales de inundaciones (m 3 /s), caudal máximo del registro (m 3 /s) y, resultados de intervalos de recurrencia (años) y caudal estimado para un período de recurrencia de 100 años (m 3 /s), para las estaciones limnimétricas de la cuenca de Valdivia. EVENTO RIO / ESTACION LIMNIMETRICA Liquiñe San Pedro Collileufu Calle Calle Iñaque Cruces St.Dom 1997 Caudal 391, ,00 360, ,00 (126,00)* (562,00)* 131,00 Recurrencia (3) (2) Caudal 346,00 (1172,5)* 276, ,67 158,00 (552,00)* 138,80 Recurrencia 6 (3) (2) 7 CAUDAL Caudal 391, ,00 360, ,00 178,00 855,00 164,00 MÁXIMO Recurrencia Caudal 482, ,00 385, ,00 191,00 940,00 AÑOS Recurrencia ()*: Caudal no entre los 3 más altos caudales registrados para la estación específica En el caso de la correlación cruzada de Pearson, cuatro distintos sets de datos fueron correlacionados por un intervalo de tiempo de 2 meses para las inundaciones de 1997 y 2000 y para el caudal máximo registrado; (1) caudal en estación San Pedro vs caudal en estación in Calle Calle; (2) precipitaciones en estación Lago Riñihue vs precipitación en estación Llancahue; (3) precipitación en estación Lago Riñihue vs caudal en estación Calle Calle y; (4) precipitación en estación Llancahue vs caudal en estación Calle Calle. Las correlaciones cruzadas de caudales para los eventos de 1997, 2000 y 1993, resultan con la mejor correlación sin desfase temporal (días). Los coeficientes de correlación resultantes presentan valores sobre 0,8, indicando que los aumentos y descensos del caudal en las diferentes estaciones limnimétricas de la cuenca son temporalmente coincidentes. Las correlaciones cruzadas para las estaciones de pluviometría presentan patrones similares, indicando que las lluvias afectan, por lo general, a la totalidad de la cuenca simultáneamente. Sin embargo, esta última correlación es más débil para el evento de 1993 que resulta con un coeficiente de correlación de 0,6, en comparación a 0,84 para 1997 y 0,95 para 2000 (Tabla 2). La correlación cruzada de pluviometría vs caudal entre las estaciones Llancahue y Calle Calle, para la inundación de 1997, resulta con el mayor coeficiente para un desfase de 3 días (0,52). En tanto, la correlación cruzada entre la estación pluviométrica de Lago Riñihue y la estación limnimétrica Calle Calle, para el mismo evento, muestra el mayor coeficiente de correlación con un desfase de 4 días (0,42). Para la inundación del año 2000, los valores de las anteriores correlaciones son de 0,63 con un desfase de 2 días y 0,61 con un desfase de 2 días, respectivamente. Tabla 2: Mayores coeficientes de correlación cruzada de Pearson y desfase correspondiente en días para las inundaciones de 1997 y 2000 y el máximo caudal registrado (1993). Estación pluviométrica Llancahue vs estación limnimétrica Calle Calle Estación pluviométrica Lago Riñihue vs estación limnimétrica Calle Calle Evento Coeficiente Desfase Coeficiente Desfase ,52 3 0, ,63 2 0, ,34 2 0,50 2

4 Para el caudal máximo del período de registro, la correlación cruzada entre la estación pluviométrica Llancahue y la estación limnimétrica Calle Calle tiene un máximo de 0,34 con un desfase de 2 días. En este caso, la correlación cruzada entre la estación pluviométrica de Lago Riñihue y la estación limnimétrica Calle Calle resulta con un coeficiente mayor; 0,5 para un desfase de 2 días. DISCUSION Las inundaciones se relacionan directamente con eventos de lluvias extremas que ocurrieron menos de 5 días antes que la inundación misma. Registros de pluviografía muestran precipitaciones de 180 mm en 86 horas (50 mm/día) en 1997 y de 320 mm en 68 horas (110 mm/día) en El caudal máximo del período de registro (Julio 8, 1993), no causó una inundación, aún con niveles extremadamente altos de caudal que se mantuvieron al menos por una semana, y muestra un desarrollo levemente diferente a los eventos de 1997 y Aproximadamente 10 días antes se registraron lluvias intensas en el área de la estación Llancahue (110 mm en 36 hrs), posteriormente, sólo las estaciones pluviométricas cordilleranas de Lago Riñihue y Lago Calafquén registraron precipitaciones significativas, lo que podría implicar que el origen de este aumento del caudal se debe exclusivamente a lluvias cordilleranas. A partir de los resultados de la correlación de Pearson (Tabla 2), se evidencian mayores diferencias entre el evento de 1993 y las inundaciones de 1997 y Para las inundaciones las lluvias ocurrieron simultáneamente a lo largo de la cuenca, sin embargo, los coeficientes de correlación para este parámetro en 1993 muestran que las lluvias ocurrieron en diferentes períodos de tiempo en las estaciones Llancahue y Lago Riñihue. La mejor correlación cruzada de precipitaciones vs caudal para las inundaciones de 1997 y 2000 resulta para la estación Llancahue, muy cercana a las zonas inundadas, mientras que en 1993 la mejor correlación resulta con la estación pluviométrica Lago Riñihue, ubicada hacia la pre-cordillera. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Las inundaciones parecen requerir algunas precondiciones para su ocurrencia; (1) precipitaciones en las áreas cordillerana y precordillerana; (2) un mínimo de intensidad y duración de las precipitaciones en el área de la ciudad de Valdivia; (3) un mínimo coeficiente de correlación cruzada de Pearson entre la estación pluviométrica de Llancahue y la estación limnimétrica Calle Calle (al menos 0,5 de acuerdo a 1997). Aunque el caudal registrado en 1993 es mayor al de ambos eventos de inundación, este se relaciona a incrementos en las precipitaciones cordilleranas y no a lluvias en el área de la ciudad de Valdivia, factor evidenciado por los respectivos coeficientes de 0,5 y 0,34. Algunas recomendaciones para mejorar el conocimiento de la cuenca y los patrones de flujo de los ríos, para prevenir y alertar a la población frente a peligros de inundación, y para contribuir al ordenamiento territorial y planes de desarrollo son el establecimiento de limnímetros más cercanos a la ciudad de Valdivia, pluviómetros en el sector central norte de la cuenca y pluviógrafos en sectores cordilleranos y precordilleranos. Estos últimos de gran utilidad ya que son los eventos de precipitaciones de extrema intensidad (de larga o corta duración), los que más se relacionan a inundaciones y remociones en masa. Además, son estos instrumentos los de mayor utilidad para la prevención y alerta frente a estos peligros.

5 Mayores estudios son necesarios para establecer las áreas que serían afectadas de ocurrir caudales como los estimados para un período de retorno de 100 años. AGRADECIMIENTOS El autor agradece a la BGR-Alemania por el financiamiento de un Master en Ciencias en Alemania y al SERNAGEOMIN por el apoyo en la realización de la investigación. La Subdirección Nacional de Geología del SERNAGEOMIN patrocina esta publicación. REFERENCIAS Marx, W., Introduction to Hydraulic Engineering, Lecture Notes. University of Tuebingen. 117 p. Tuebingen. Niemeyer, H. y Cereceda, P., Geografía de Chile, Tomo VIII: Hidrografía. Instituto Geográfico Militar. 320 p. 1 mapa en anexo. Santiago. Spiegel, M.R., Estadística. McGraw - Hill / Interamericana de España, S.A. 556 pp. Madrid.