Melisa Menéndez. Instituto de Hidráulica Ambiental de Cantabria, IH Cantabria Universidad id d de Cantabria

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Juan José Farías Hidalgo
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1 ANÁLISIS DEL RIESGO DE INUNDACIÓN POR CAMBIO CLIMÁTICO EN SANTA CATARINA (BRASIL) Melisa Menéndez Instituto de Hidráulica Ambiental de Cantabria, IH Cantabria Universidad id d de Cantabria

2 QUÉ HA OCURRIDO EN EL PASADO? Julio de 1983 (Blumenau Blumenau) Mayo de 2001 (Bombinhas) Junio de 2006 (Río Grande do Sul) Noviembre de 2008 (Blumenau Blumenau)

3 PELIGROSIDAD DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN En Brasilcoexisten 2 fuentes de inundación CONTINENTAL COSTERA Caracterizada por los caudales de Caracterizada a través de un índice de escorrentía de precipitación it ió nivel ld del mar total t l(d (del inglés TWL ) Depende del nivel del mar y del oleaje

COSTERA Caracterizada a través de un índice de nivel del mar total (del inglés TWL ) Depende del nivel del mar y del oleaje TWL( t)

4 PELIGROSIDAD DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN CONTINENTAL Ocasionada por los desbordamientos de losríositajaí Itajaí açu açu e Itajaí mirim Caracterizada por los caudales de escorrentía de precipitación En laregión de Itajaí coexisten 2 fuentes de inundación COSTERA Caracterizada a través de un índice de nivel del mar total (del inglés TWL ) Depende del nivel del mar y del oleaje TWL( t) MM ( t) MA( t) Setup( t) NMMLocal( SLR) Si el Geoide y el NMM Local no coinciden, id es necesaria la corrección del nivel de referencia

5 Análisis Preliminar en un tramo costero Penha, Navegantes, Itajaí, Balneario Camboriú, Itapema, Porto Belo Bombinhas

6 DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN COSTERA

7 COSTERA DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN TWL

8 COSTERA DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN

9 COSTERA DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN 5 de Julio de de Mayo de de Marzo de de Junio de de Noviembre de de Mayo de 2010

Itajaí en Santa Catarina Punto de control Itajaí

10 CONTINENTAL DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN Análisis, i mediante simulación ió numérica, de los flujos de agua generados en los cauces de la cuenca vertiente a la ciudad de Itajaí en Santa Catarina Punto de control Itajaí Delimitación cuenca vertiente Itajaí y Monitoring Point seleccionado.

11 CONTINENTAL DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN MODELADO O HIDROLÓGICO 1. ArcGis 2. HEC-Geo-HMS HMS 3. HEC-HMS (Hydrologic Modeling System) U.S. Army Corps of Engineers versión 4.0 simular transformaciones de lluvia escorrentía en los sistemas de cuencas con diferentes condiciones de contorno desde grandes cuencas fluviales a pequeñas áreas urbanas.

12 CONTINENTAL DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN MDT base de la cuenca (ASTER GDEM 30 m resolución). El sistema abarca una amplia gama de procesos físicos: pérdidas de agua, transformación de la escorrentía, enrutamiento de canal abierto, el transporte de sedimentos flujo base

13 CONTINENTAL DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN Generación de caudales en Itajaí Modelado de la transformación de lluvia en caudal HEC-geoHMSHMS 7 subcuencas Configuración del modelo hidrológico y exportación a HEC HMS Superf Cuenca 16,214 Km 2

derecursos Ambientales y de hidrometeorología de Santa Catarina.

subcuencas TRMM Tropical Rainfall Measuring Mission Base de datos de lluvias horarias (1998

14 CONTINENTAL DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN Generación de caudales en Itajaí Precipitación bases de datos GENERACIÓN SERIES SINTÉTICAS PLUVIÓMETROS CentrodeInformación derecursos Ambientales y de hidrometeorología de Santa Catarina. Precipitación diaria ( ) Basededatos denoaa (National Oceanic and Atmospheric Administration). Precipitación diaria ( ) Pluviómetro ss Series sintéticas en los centroides de las subcuencas TRMM Tropical Rainfall Measuring Mission Base de datos de lluvias horarias ( ) Resolución 0.25º Ausencia de datos desde Calibración de series de lluvias diarias TRMM con datos de pluviómetros con mediciones observadas Series sintéticas diarias en continuo periodos: o o

15 CONTINENTAL DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN P (mm/día) Precipitación diaria 140 serie Ilhote Jusante Pomerode Timbo Novo 120 Pouso Redondo /1/1982 2/1/1982 3/1/1982 4/1/1982 5/1/1982 6/1/1982 7/1/1982 8/1/1982 9/1/ /1/ /1/ /1/1982 1/1/1983 2/1/1983 3/1/1983 4/1/1983 5/1/1983 6/1/1983 7/1/1983 8/1/1983 9/1/ /1/ /1/ /1/1983 1/1/1984 2/1/1984 3/1/1984 4/1/1984 5/1/1984 6/1/1984 7/1/1984 8/1/1984 9/1/ /1/ /1/ /1/1984 Series diarias pluvimetros ubicados dentro de la cuenca. Periodo Q(m3/s) Caudal diario (m 3 /s) 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1, Dec May Oct Mar Aug Jan Jun Nov1984 Serie diaria de caudales simulados (m 3 /s). Periodo

16 PELIGROSIDAD DINÁMICAS GENERADORAS DE LA INUNDACIÓN Q TWL

17 MODELADO MODELADO DE INUNDACIÓN Cómo estudiamos la inundación a lo largo de la costa? SWAN + ROMS HEC-HMS SWAN + ROMS RFSM-EDA

18 EXPOSICIÓN CARACTERIZACIÓN DE LA EXPOSICIÓN MODELOS DIGITALES DE TERRENO (MDT) DE 1 m DE RESOLUCIÓN (UFSC) LÍNEA DE COSTA DE ALTA RESOLUCIÓN (Elaboración propia) MDT DE 30 METROS DE RESOLUCIÓN GDEM (NASA). LIMPIEZA Y RECTIFICACIÓN DE LA TOPOGRAFÍA

, 2008) El modelo emplea el llamado método de almacenamiento de celdas y responde a una aproximación difusiva de las Shallow Water Equations (SWE).

19 MODELADO RFSM EDA MODELADO DE INUNDACIÓN Cómo estudiamos la inundación a lo largo de la costa? (Rapid Flood Spreading Method Explicit Diffusion wave with Acceleration term) Modelo 2D de almacenamiento de celdas (Gouldby et al., 2008) El modelo emplea el llamado método de almacenamiento de celdas y responde a una aproximación difusiva de las Shallow Water Equations (SWE). Difiere del resto de modelos difusivos por incorporar un término adicional: la aceleración local (o inercia local), que proporciona mayor estabilidad y menores tiempos de ejecución Malla computacional formada por Impact Zones con sub elemento topografía Proporciona la altura de columna de agua en cada celda y velocidades

20 MODELADO MODELADO DE INUNDACIÓN Cómo estudiamos lainundacióna a lolargo largo de lacosta? Para cada evento histórico y escenarios seleccionados: Reconstrucción de las series de TWL Reconstrucción de la serie de Q

21 RESULTADOS EVENTO 1: JULIO DE 1983 INUNDACIÓN FUNDAMENTALMENTE DEBIDA AL EXCESO DE CAUDAL DE ESCORRENTÍA DE LLUVIA

22 VALIDACIÓN EJERCICIO DE VALIDACIÓN Julio 1983

23 RESULTADOS RESULTADOS EVENTO 1: JUNIO DE 2006 INUNDACIÓN CUYA CONTRIBUCIÓN PRINCIPAL RESPONDE A LAS DINÁMICAS MARINAS

24 POR QUÉ ES NECESARIO ANALIZAR EL EFECTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO EN LA INUNDACIÓN? TENDENCIAS EN EL NIVEL DEL MAR COMBINACIÓN DE DIVERSOS FACTORES: Variables meteo oceanográficasoceanográficas Condiciones atmosféricas Nivel del mar: MM y MA Oleaje Variables hidro meteorológicas Precipitación it ió Caudales

25 CÓMO ESTUDIAR EL IMPACTO DE INUNDACIÓN? EVENTOS EXTREMOS AUMENTO DEL NIVEL MEDIO DEL MAR (SLR) Duración determinada El nivel del mar o el caudal vuelven a su situación ió media Inundación permanente Pérdida irrevocable de terrenos

26 ESCENARIOS CLIMÁTICOS PROPUESTOS INUNDACIÓN PERMANENTE (SLR) regionalizado) SLR1 = 0.70 m (RCP8.5 regionalizado SLR2 = 1 m (Límite superior RCP8.5) 2 TIPOS DE INUNDACIÓN Slangen et al. (2014) IPCC (2014) EVENTOS EXTREMOS DE CAUDAL DE ESCORRENTÍA DE LLUVIA Q1 = Q0+20%Q0 Precipitation (%) and wind change (ms 1) from GCMs (2070/ /2005) Source: Llopart et al. [2014]

27 ESCENARIOS CLIMÁTICOS PROPUESTOS Los escenarios base sobre los que se ensayaran los cambios corresponden a los eventos históricos de julio de 1983 y junio de 2006 Año horizonte Tipo de inundación Escenario Escenarios climáticos EE Q E1 Q SLR E2 E3 SLR1 SLR2 EE Q + SLR E4 Q1+SLR2Q

28 RESULTADOS EVENTO 1: JULIO DE 1983 EVENTO JULIO 1983 ESCENARIO 1 ESCENARIO 2 ESCENARIO 3 20% MÁS DE CAUDAL 0.70 m DE SLR 1 m DE SLR ESCENARIO 4 20% MÁS DE CAUDAL Y 1 m DE SLR

29 RESULTADOS EVENTO 1: JUNIO DE 2006 EVENTO JUNIO 2006 ESCENARIO 1 ESCENARIO 2 ESCENARIO 3 20% MÁS DE CAUDAL 0.70 m DE SLR 1 m DE SLR ESCENARIO 4 20%MÁSDECAUDAL Y 1 m DE SLR

30 ANÁLISIS DEL RIESGO DE INUNDACIÓN POR CAMBIO CLIMÁTICO EN SANTA CATARINA (BRASIL)

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