UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER BIBLIOTECA EDUARDO COTE LAMUS RESUMEN TRABAJO DE GRADO AUTOR(ES): NOMBRE(S): DIANA KARINA APELLIDOS: CORREA VILLAMIZAR JEAN CARLOS DUARTE CARVAJALINO FACULTAD: INGENIERÍAS PROGRAMA ACADEMICO: INGENIERÍA CIVIL DIRECTOR(S): NOMBRE(S): ING. NELSON JAVIER APELLIDOS: CELY CALIXTO TITULO DEL TRABAJO (TESIS): ANÁLISIS DE RIESGO POR INUNDACION URBANA DEL SECTOR COMPRENDIDO ENTRE LAS AVENIDAS CERO, DIAGONAL SANTANDER, GRAN COLOMBIA Y CANAL BOGOTÁ, EN EL MUNICIPIO DE SAN JOSÉ DE CÚCUTA. RESUMEN En este proyecto se realizó un análisis de riesgo, el cual involucra los análisis de vulnerabilidad y amenaza, para la determinación del riesgo por inundación urbana en el sector comprendido entre las avenidas Cero, diagonal Santander, gran Colombia, Libertadores y el canal Bogotá. En el desarrollo del proyecto se llevaron a cabo la simulación hidrológica e hidráulica en el software EPA SWMM (Storm Water Management Model), para el análisis de las condiciones actuales del sistema de drenaje, la identificación de las zonas de riesgo, y el impacto de trazar colectores pluviales sobre la zona en estudio. Finalmente se estudiaron las alternativas propuestas mediante una matriz de selección, la cual arrojo como mejor opción la alternativa N 3.. PALABRAS CLAVES: VULNERABILIDAD, AMENAZA, RIESGO, COLECTORES CARACTERISTICAS PAGINAS: 213 PLANOS: 12 ILUSTRACIONES CD-ROM 1
ANÁLISIS DE RIESGO POR INUNDACION URBANA DEL SECTOR COMPRENDIDO ENTRE LAS AVENIDAS CERO, DIAGONAL SANTANDER, GRAN COLOMBIA Y CANAL BOGOTÁ, EN EL MUNICIPIO DE SAN JOSÉ DE CÚCUTA. DIANA KARINA CORREA VILLAMIZAR JEAN CARLOS DUARTE CARVAJALINO UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIA PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERIA CIVIL SAN JOSE DE CÚCUTA 2015
ANÁLISIS DE RIESGO POR INUNDACION URBANA DEL SECTOR COMPRENDIDO ENTRE LAS AVENIDAS CERO, DIAGONAL SANTANDER, GRAN COLOMBIA Y CANAL BOGOTÁ, EN EL MUNICIPIO DE SAN JOSÉ DE CÚCUTA. DIANA KARINA CORREA VILLAMIZAR JEAN CARLOS DUARTE CARVAJALINO Tesis presentada como requisito para optar al título de ingeniero civil Director de proyecto ING. NELSON JAVIER CELY CALIXTO Ingeniero Civil Magister en Obras Hidráulicas UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIA PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERIA CIVIL SAN JOSE DE CÚCUTA 2015
Agradecimientos Los autores del presente trabajo de grado expresan su agradecimiento a: Nelson Javier Cely Calixto, Director del proyecto de grado. Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), por la Información suministrada.
Dedicatoria A Dios por todas y cada una de las cosas que me ha dado. A mis padres por su acompañamiento y formación a lo largo de todos mis proyectos. A mi familia por su apoyo. esta meta. Y a todas y cada una de las personas que contribuyeron de una u otra manera a alcanzar Diana Karina Correa Villamizar
Dedicatoria A Dios por haberme guiado en el camino. A mis padres por su formación y por haber sido ese apoyo incondicional que me permitieron culminar esta meta. A mis todos mis amigos por estar ahí en los momentos difíciles y felices de mi vida. A mis abuelos por la formación que me brindaron, y en especial a mi abuelita Ana Isabel a quien dedico este proyecto, por todos sus consejos, enseñanzas y regaños, por haberme compartido de su sabiduría a lo largo de los años, por todo lo que me brindo y a quien debo la persona que soy hoy en día. Gracias Abuelita por seguir guiando mis pasos desde el cielo. Jean Carlos Duarte Carvajalino.
CONTENIDO Introducción 20 1. Problema 22 1.1 Título 22 1.2 Planteamiento del problema 22 1.3 Formulación del problema 24 2. Justificación inicial o preliminar 25 3. Objetivos 27 3.1 Objetivo general 27 3.2 Objetivos específicos 27 3.3 Objetivo investigativo 27 4. Alcances y limitaciones 28 4.1 Alcance 28 4.2 Limitaciones 29 5. Marco referencial 31 5.1 Antecedentes 31 5.2 Contextual 32 5.3 Teórico 37 5.3.1 Ciclo hidrológico 37
5.3.2 El ciclo hidrológico como sistema 38 5.3.3 Modelo del sistema hidrológico 40 5.3.3.1 Clasificación de los modelos hidrológicos 41 5.3.4 Modelos numéricos 42 5.3.5 Modelo de simulación EPA SWMM 42 5.3.5.1 Modelo conceptual del sistema de drenaje 43 5.3.5.2 Información de lluvia 45 5.3.5.3 Transformación lluvia-caudal 49 5.3.5.3.1 Pérdidas de precipitación 49 5.3.5.3.2 Escorrentía superficial 56 5.3.5.4 Descripción matemática del movimiento 58 5.3.5.5 Metodología para el cálculo de flujo en red 60 5.3.5.5.1 Modelo hidráulico de transporte (steady flow routing) 61 5.3.5.5.2 Modelo de la Onda Cinemática (Kinematic Wave) 61 5.3.5.5.3 Modelo de la Onda Dinámica (Dynamic Wave) 62 5.4 Conceptual 63 5.5 Legal 67 6. Diseño metodológico preliminar 69 6.1 Tipo de investigación 69 6.2 Población 69
6.3 Muestra 69 7. Resultados 70 7.1 Análisis de la topografía 70 7.2 Representación del sistema de drenaje urbano del sector 78 7.3 Parámetros del módulo hidrológico del SWMM 81 7.4 Descripción matemática del movimiento y metodologías de cálculo del flujo 88 7.5 Determinación de las tormentas de diseño 98 7.6 Respuesta hidráulica para diferentes duraciones de tormenta y distribuciones temporales 107 7.7 Criterios para la Determinación de Amenaza y Vulnerabilidad 114 7.7.1 Caudales 117 7.7.2 Velocidades 121 7.7.3 Nivel de inundación 124 7.8 Amenaza 127 7.8.1 Normalización 132 7.9 Vulnerabilidad 137 7.10 Identificación de zonas de riesgo 142 7.11 Alternativas 143 7.11.1 Parámetros de diseño para sistemas de alcantarillado pluvial 151 7.11.2 Análisis de caudales 157
7.11.3 Metodologías para el diseño de las alternativas 160 8. Conclusiones 198 9. Recomendaciones 202 Bibliografía 204 Anexos 206