Modelación numérica de inundaciones en grandes cuencas de llanura

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Rocío Carrasco Palma
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1 Modelación numérica de inundaciones en grandes cuencas de llanura Angel N. Menéndez Laboratorio de Hidráulica INA LaMM Universidad de Buenos Aires Argentina (N.Badano, E.Lecertúa, M.Re, F.Re)

2 Modelación numérica de inundaciones en grandes ríos de llanura Descripción del problema Paradigma de modelación Implementación del modelo Validación y calibración Productos del modelo Efecto de obras Conclusiones

3 Modelación numérica de inundaciones en grandes ríos de llanura Descripción del problema Paradigma de modelación Implementación del modelo Validación y calibración Productos del modelo Efecto de obras Conclusiones

4 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Descripción del problema Modelación hidrológica de cuenca de llanura extensa: representación precisa del balance hídrico vertical Modelos de procesos: balance dinámico (continuo en el tiempo) y distribuido (continuo en el espacio) e integración de modelación superficial y subterránea

5 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Descripción del problema Cuenca del Salado del Sur, Provincia de Buenos Aires, Argentina 17 millones de hectáreas

6 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Descripción del problema Intensa actividad agrícolo-ganadera Inundaciones catastróficas Precisar el diagnóstico sobre causas de inundaciones Análisis, actualización y optimización de Plan Maestro Integral

7 Modelación numérica de inundaciones en grandes ríos de llanura Descripción del problema Paradigma de modelación Implementación del modelo Validación y calibración Productos del modelo Efecto de obras Conclusiones

8 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Paradigma de modelación Intercepción por el follaje Infiltración a través de la zona vadosa Almacenamiento en irregularidades Evapotranspiración Escorrentía subterránea Escorrentía superficial

9 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Paradigma de modelación Modelación continua, distribuida e integrada superficial-subterránea Software MIKE SHE + MIKE 11 (DHI)

10 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Paradigma de modelación Submodelos

11 Modelación numérica de inundaciones en grandes ríos de llanura Descripción del problema Paradigma de modelación Implementación del modelo Validación y calibración Productos del modelo Efecto de obras Conclusiones

12 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Malla de discretización

13 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Modelo Digital del Terreno

14 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Capas hidrogeológicas Formaciones Post-Pampeanas 100 Nivel (m IGM) Formación Pampeana Formaciones Puelche y Araucana Distancia (km) Terreno Piso primera capa Piso segunda capa Piso tercera capa

15 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Conducciones principales

16 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Secciones transversales

17 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Lagunas (Mar Chiquita)

18 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Conducciones secundarias

19 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Cubetas (Bajos)

20 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Red Vial y Ferroviaria

21 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Estaciones pluviométricas Precipitación diaria (mm) ene-63 1-ene-73 2-ene-83 2-ene-93 3-ene-03

22 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Estaciones climáticas 7 Evapotranspiración potencial diaria (mm) ene-63 1-ene-73 2-ene-83 2-ene-93 3-ene-03

23 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Estacionalidad de LAI y RD

24 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Serie de LAI

25 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Tipos de suelo

MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Infiltración Mike SHE Suelos Arenosos Suelos Arcillosos n 2 3 4 5

26 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo Infiltración Mike SHE Suelos Arenosos Suelos Arcillosos n INTA Franco-Arenosos Franco Franco-Limosos Franco-Arcillosos Kv= K S v, sat n e

27 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo OTROS PARÁMETROS Rugosidad del terreno Humedad en saturación Humedad residual Permeabilidad horizontal y vertical Almacenamiento específico Rendimiento específico

28 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo CONDICIONES INICIALES: Niveles freáticos representativos Condición de régimen para el balance vertical

29 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Implementación del modelo DISCRETIZACIÓN Zona no saturada: 9 celdas Zona saturada: 3 celdas Paso temporal máximo para infiltración, escorrentía superficial y evapotranspiración = 1 día Paso temporal máximo para agua subterránea = 1 semana Paso temporal para flujo superficial = 2/10 minutos

30 Modelación numérica de inundaciones en grandes ríos de llanura Descripción del problema Paradigma de modelación Implementación del modelo Validación y calibración Productos del modelo Efecto de obras Conclusiones

31 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Validación y calibración Caudal en Junín Caudal (m3/s) ene-80 1-ene-83 1-ene-86 1-ene-89 2-ene-92 2-ene-95 2-ene-98 2-ene-01 3-ene-04 Mediciones Modelo

32 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Validación y calibración Nivel en Laguna de Gómez

33 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Validación y calibración Nivel en Hinojo-Las Tunas Nivel (m IGM) Jan-85 2-Jan-88 2-Jan-91 2-Jan-94 2-Jan-97 3-Jan-00 3-Jan-03 El Hinojo Chica El Hinojo Grande Las Tunas Grande con JMI sin JMI

34 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Validación y calibración Freática en Junín

35 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Validación y calibración Freática en Marimar 117 Nivel de agua subterránea (m) Años Mediciones Modelo Nivel terreno

36 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Validación y calibración Zonas Inundadas 1993 Imagen Modelo

37 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Validación y calibración Zonas Inundadas 2001 Imagen Modelo

38 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Validación y calibración Isofreáticas

39 Modelación numérica de inundaciones en grandes ríos de llanura Descripción del problema Paradigma de modelación Implementación del modelo Validación y calibración Productos del modelo Efecto de obras Conclusiones

40 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Productos del modelo Excedentes hídricos (A1) Excedente (mm/d) ene-63 1-ene-73 2-ene-83 2-ene-93 3-ene-03

41 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Productos del modelo Caudal medio en secundarios (A1) Caudal medio (m3/s) RA1_1 RA1_2 RA1_4 RA1_5 RA1_7 RA1_8 RA1_9 RA1_10 RA1_11 RA1_13 RA1_14 RA1_15 RA1_16 RA1_20

42 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Productos del modelo Area inundada en bajos no drenados (A1) Area (miles ha) ene-63 1-ene-73 2-ene-83 2-ene-93 3-ene-03

43 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Productos del modelo Area inundada a lo largo de conducciones (A1) Area (miles ha) ene-63 1-ene-73 2-ene-83 2-ene-93 3-ene-03

44 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Productos del modelo Area inundada total (A1) Area (miles ha) ene-63 1-ene-73 2-ene-83 2-ene-93 3-ene-03 Area inundada Area total bajos y lagunas

45 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Productos del modelo Area inundada total (A1) Area (porcentaje) ene-63 1-ene-73 2-ene-83 2-ene-93 3-ene-03 Area inundada Area total bajos y lagunas

46 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Productos del modelo Caudal en río Salado y nivel freático en Junín

47 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Productos del modelo Nivel en Epecuén

48 Modelación numérica de inundaciones en grandes ríos de llanura Descripción del problema Paradigma de modelación Implementación del modelo Validación y calibración Productos del modelo Efecto de obras Conclusiones

49 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Efecto de obras TIPOS DE OBRAS Canalizaciones Drenajes de bajos Obras de control

50 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Efecto de obras Obras de canalización y control

51 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Efecto de obras Política de operación Lag. Mar Chiquita Nivel (m IGM) Caudal (m3/s)

52 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Efecto de obras

53 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Efecto de obras Atenuación de caudal pico en Junín Caudal (m3/s) /01/97 01/01/99 31/12/00 31/12/02 Escenario Obras/Base Situación preoperacional

54 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Efecto de obras Areas inundadas en zonas drenadas por obras (A1)

55 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Efecto de obras Altura de inundación en zona drenada (A1/Horquetas II) Altura de inundación (m) ene-90 2-ene-91 3-ene-92 3-ene-93 4-ene-94 Situación Preoperacional Escenario Obras/Base

56 Modelación numérica de inundaciones en grandes ríos de llanura Descripción del problema Paradigma de modelación Implementación del modelo Validación y calibración Productos del modelo Efecto de obras Conclusiones

57 MODELACIÓN DE INUNDACIONES: Conclusiones Los modelos hidrológicos integrados superficial/subterráneo ya han alcanzado madurez suficiente como para ser aplicados Es posible aplicarlos a escala de grandes cuencas de llanura, si se implementa criteriosamente Su aplicación a la cuenca del Salado ha permitido determinar los alcances de obras de desagüe construidas y proyectadas y replantear estrategias de manejo

58 Gracias

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