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Modelaci�n de un Sistema para el Control de Inundaciones, en la Planicie Aluvial del R�o Lodana, Manab�-Ecuador

 

Modeling of a Flood Control System in the Lodana River Alluvial Plain, Manab�-Ecuador

 

Modelagem de um Sistema de Controle de Inunda��es na Plan�cie Aluvial do Rio Lodana, Manab�-Equador

 

 

Juan C. G�mez I

jgomez1812@hotmail.com

https://orcid.org/0000-0002-1040-8574

 

 

Correspondencia: jgomez1812@hotmail.com

 

Ciencias Ciencias Sociales y Pol�ticas

Art�culos de investigaci�n

 

 

 

 

*Recibido: 16 de junio de 2021 *Aceptado: 31 de julio de 2021 * Publicado: 10 de agosto de 2021

 

 

                               I.            Ingeniero Civil, Instituto de Postgrado de la Universidad T�cnica de Manab�, Ecuador.


Resumen

Se establece un planteamiento metodol�gico para evitar y controlar las inundaciones producidas por Fen�menos clim�ticos torrenciales que producen aluviones y grandes movimientos de sedimentos (bajo distintas formas) son muy frecuentes, en etapa Invernal en la Parroquia Lodana del Cant�n Santa Ana.Los estudios para el dise�o de obras de control se realizan en general. En el presente trabajo se utilizan modelos matem�ticos sencillos para la simulaci�n hidrol�gica de crecidas en cuencas con escasa informaci�n hidrometeorol�gica y nula instrumentaci�n. Esta metodolog�a requiere estimar la lluvia de dise�o asumiendo un nivel de riesgo, evaluar la eficiencia de distintos planes de control mediante simulaciones de distintas alternativas de obras y seleccionar aquella de menor costo. El dique lograr�a evitar artificialmente las inundaciones en la zona agr�cola de este sector Rural.

Palabras claves: Inundaci�n; lluvia de dise�o; protecci�n de zona agr�cola.

 

Abstract

A methodological approach is established to avoid and control floods produced by torrential climatic phenomena that produce alluvium and large movements of sediments (under different forms) are very frequent, in the Winter stage in the Lodana Parish of the Cant�n Santa Ana. Studies for the design control works are carried out in general. In the present work, simple mathematical models are used for the hydrological simulation of floods in basins with little hydrometeorological information and no instrumentation. This methodology requires estimating the design rainfall assuming a level of risk, evaluating the efficiency of different control plans through simulations of different work alternatives, and selecting the one with the lowest cost. The dam would artificially prevent flooding in the agricultural area of this rural sector.

Keywords: Flood; designer rain; protection of agricultural area.��� .

 

Resumo

Estabelece-se uma abordagem metodol�gica para evitar e controlar inunda��es produzidas por fen�menos clim�ticos torrenciais que produzem aluvi�es e grandes movimentos de sedimentos (sob diferentes formas) s�o muito frequentes, na fase de inverno na freguesia de Lodana do Cant�n de Santa Ana. Estudos para o projeto os trabalhos de controle s�o realizados em geral. No presente trabalho, modelos matem�ticos simples s�o utilizados para a simula��o hidrol�gica de cheias em bacias com poucas informa��es hidrometeorol�gicas e sem instrumenta��o. Esta metodologia requer estimar a precipita��o de projeto assumindo um n�vel de risco, avaliando a efici�ncia de diferentes planos de controle atrav�s de simula��es de diferentes alternativas de trabalho e selecionando aquela de menor custo. A barragem evitaria artificialmente as inunda��es na �rea agr�cola deste setor rural.

Palavras-chave: Inundar; chuva de designer; prote��o da �rea agr�cola.

 

Descripcion de la realidad problem�tica

En los �ltimos a�os Ecuador, la Provincia de Manab� ha sufrido periodos de lluvias intensos que han generado un sinn�mero de emergencias y damnificados, convirti�ndose en un problema de relevancia nacional, que ha llevado a reestructurar los sistemas de gesti�n del riesgo, protecci�n de �reas urbanas y rurales.

Fen�menos clim�ticos torrenciales que producen aluviones y grandes movimientos de sedimentos (bajo distintas formas) son muy frecuentes en estas zonas, produciendo perdidas en el Sistema Agr�cola, Habitacional e inclusive da�os a comunidades, recintos o ciudades.

 

Justificacion del problema

Mediante esta modelaci�n se aplicar� una metodolog�a de estudio de cuencas, mediante modelos matem�ticos que permitir�n el dise�o de obras de control de aluviones.

Que servir� de control de inundaciones producidas en la estaci�n invernal del �rea de influencia del Rio Lodana, evitando que grandes �reas de cultivo agr�colas, viviendas e infraestructura vial sufran da�os, y poder evitar el gasto econ�mico que afectar�a la condici�n humana y social de la Provincia y sus comunas.

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Formulacion del problema

Que caracter�sticas o especificaciones deber�an tener la modelaci�n de un sistema para el control de inundaciones en la planicie del rio Lodana.

 

 

Hipotesis

La modelaci�n de un sistema hidr�ulico de la planicie aluvial del rio Lodana, permitir� controlar las inundaciones en el medio urbano rural de esa localidad.

Se trata en general de peque�as y medianas cuencas (menores a 50 km�) de meseta que desaguan en la llanura aluvial de los valles productivos del Sitio Lodana y sus alrededores.

 

Objetivos: generales y especificos

General

Modelar un sistema de control, en la planicie aluvial del Rio Lodana. (Manab�, Ecuador). El objetivo primordial de este trabajo es aplicar una metodolog�a de estudio de cuenca del Rio Lodana mediante modelos matem�ticos que permiten el dise�o de obras de control de aluviones.

 

Especificos

La utilizaci�n de modelos matem�ticos representa un avance en las metodolog�as aplicadas actualmente al estudio de cuencas aluvionales

Los valores del m�todo n�mero de curva CN, caracter�sticos representan suelos con bajo umbral de escorrent�a, con valores pr�ximos a los estimados calculados.

Mediante simulaciones con el m�todo se obtienen hidr�gramas de crecida para distintas alternativas de obras de control. La selecci�n del mejor plan de control se realiza con criterios de eficiencia en el control y econom�a del conjunto de obras.

Las obras realizadas de acuerdo a esta metodolog�a, han dado buenos resultados en el control de aluviones, aunque se estima que a�n no han trabajado bajo condiciones de dise�o.

La ausencia de informaci�n espacial de tormentas y de aforos, caracter�sticas de estas regiones poco pobladas, impide el uso de modelos distribuidos y t�cnicas m�s precisas que requieren mayor informaci�n.

 

Materiales y metodos

En el sector de esta Microcuenca se identifican dos unidades de caracter�sticas morfol�gicas bien definidas: valles fluviales y zonas colinadas. Algunos procesos de hundimiento y levantamiento ligados a la tect�nica del cuaternario han permitido la formaci�n de terrazas aluviales a lo largo de los valles y por lo general se encuentran disectadas por la erosi�n fluvial reciente.

El Rio Lodana, situado en la Parroquia Lodana del cant�n Santa Ana, se caracteriza por presentar diferentes tipos de rocas de edad terciaria, dispuestos sobre basamento de rocas volc�nicas sedimentarias de edad cret�cica, que afloran en diferentes sectores de la Cordillera Costera; tambi�n existen dep�sitos sedimentarios cuaternarios distribuidos en las partes bajas del sector que conforman los niveles actuales de dep�sitos aluviales a lo largo de los r�os y esteros del cant�n.

La precipitaci�n anual media oscila entre 529,40 a 1000 mm, con lluvias distribuidas en invierno y verano, el desarrollo de la vegetaci�n es abundante ya que es una zona netamente ganadera y agr�cola.

En los valles predominan Entisoles de distintas texturas aptos para la realizaci�n de la actividad agr�cola con suministro de riego. Alfisoles que son suelos formados en superficies suficientemente j�venes. Su r�gimen de humedad es tal que son suelos capaces de suministrar agua a las plantas mes�filas durante m�s de la mitad del a�o o por lo menos durante m�s de tres meses consecutivos a lo largo de la estaci�n de crecimiento.

La morfolog�a de los cursos fluviales es de tipo braided (sinuosidad <1,5 de acuerdo a la clasificaci�n de (Leopold et al 1964), tipicos de clima �ridos, con descargas extremas y de r�pida variaci�n y vegetaci�n escasa. Transportan gran cantidad de materiales como carga de fondo que, junto con la falta de competencia local de la corriente por perdida de caudal y fluctuaci�n de descarga, ser�an los factores principales en la formaci�n t�picas de barra de arenas o gravas (Fahnestock, 1963).

Su caracter�stica principal es la unidad geom�trica, estas corrientes se caracterizan por una sinuosidad baja (menor a 1,5) y multiplicidad 1, es decir, un �nico canal. Son muy inestables, tendiendo a evolucionar a otros tipos de r�o. Tienen caudal de alta energ�a y gran capacidad erosiva. Las barras caracterizadas en los cauces son de tipo longitudinal, transversal y de punta (point bar); la ausencia de barras diagonales indica que se trata de lechos inestables que se modifican en cada crecida (Smith, 1974).

La sinuosidad de un r�o es el �ndice que representa cuanto el trazado del r�o se aparta de una l�nea recta. Se mide por la relaci�n entre la distancia que separa dos puntos a lo largo de la parte m�s profunda del cauce, o thalweg y la distancia en l�nea recta entre ellos. Un cauce en l�nea recta tiene una sinuosidad de 1.0, mientras que se describen los r�os como me�ndrico cuando la sinuosidad es mayor de 1.5.

 

Figura 1: Din�mica fluvial: valores de referencia para sinuosidad, pendiente y formas de un cauce.


 

Informaci�n base y relevamientos

Analizando fotograf�as a�reas, cartas topogr�ficas e im�genes satelitales se delimitan las cuencas y se reconocen las caracter�sticas fisiogr�ficas e hidrogr�ficas. Mediante AutoCAD o Gis se cuantifican las variables de mayor inter�s en la determinaci�n de par�metros empleados por el modelo matem�tico: superficie de las cuencas longitud a la divisoria de aguas, longitud de cauces, densidad de drenaje superficial, vegetaci�n y suelos.

Como se mencion�, la ausencia de instrumentaci�n en las cuencas, obliga a reconstruir las caracter�sticas de las crecidas, vol�menes, caudal, cotas. De los diversos m�todos existentes para reconstruir paleocrecidas (Salas et al, 1992), se utilizaron eventos externos: indicadores de cotas y datos hist�ricos. Los indicadores de altura alcanzada que se relevan en el campo son estructuras de erosi�n (l�neas de corriente) y de deposici�n (dep�sitos finos de aguas quietas son los m�s conspicuos). El an�lisis hist�rico se realiza mediante informaci�n de los pobladores del lugar, principalmente de altura alcanzada por el agua y duraci�n e intensidad de tormenta. Esta informaci�n se complementa con medidas hidr�ulica de los canales (dimensiones, pendiente) y de sedimentos del cauce (m�todos de competencia del flujo), a efecto de estimar caudales circulantes y velocidades de flujo. Es necesario recordar los problemas de muestreo que se presentan debido a la granulometr�a y su variabilidad. En r�os perennes, la evoluci�n de la granulometr�a de los materiales de los cauces con abundante carga de fondo, tienen una forma exponencial decreciendo hacia la desembocadura seg�n Leopold, 1964.

La estructura en terrazas permite realizar trasvases a cuencas que disponen de elementos de conducci�n adecuadas para evacuar las crecidas con peque�as obras y con poco movimiento de suelos para conformaci�n de canales de conducci�n. La factibilidad t�cnica de trasvasar parte de las crecidas se verifica mediante topograf�a de detalle y perfiles en el �rea de inter�s. Esta topograf�a debe servir adem�s para el c�lculo de movimientos de suelos y para la estimaci�n de tiempos de las tareas implicadas y sus costos. Es necesario evaluar el impacto ambiental de estos diques y canales.

En aquellas zonas productivas que est�n protegidas por canales perif�ricos se eval�a el canal m�ximo transitable a fin de incluirlos en la simulaci�n de planes de control como restricci�n en el caudal erogado por los diques. La capacidad m�xima del canal se estima a trav�s de medici�n de secciones de flujo en varios puntos, pendiente (S) y calculando la velocidad del flujo mediante a trav�s de Manning:

 

Donde n: coeficiente de fricci�n de Manning y R: radio hidr�ulico (m).

 

Lluvia de dise�o

La elecci�n de la tormenta de dise�o tiene por objetivo asumir una probalidad de ocurrencia que minimice los riesgos que esta puede provocar sobre la cuenca. Un criterio puede ser tomar como tormenta de dise�o la precipitaci�n m�xima probable (PMP) y en ese caso la inversi�n necesaria para el control aluvional superar�a los valores econ�micos para que la actividad productiva sea rentable.

Teniendo en cuenta los bienes a proteger se estima suficiente asumir que el riesgo oscile en un 20% para un periodo de 20 a�os en el caso de la producci�n agr�cola.

 

El periodo de retorno de la tormenta de dise�o se establece en funci�n de dicho margen de seguridad utilizando la funci�n binomial (Bedient&Hubert, 1948).

 

Donde S: seguridad, T: tiempo de retorno, n: periodo de a�os para el cual se requiere seguridad

 

A partir de esta f�rmula se determina que para tener el 80% de seguridad durante un periodo de 20 a�os se debe tomar una tormenta con una recurrencia de 90 a�os.

En estudios realizados en la regi�n Norte Central de Manab�, se determin� en el INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA E HIDROLOGIA (INAHMI) en el 2015, se determin� que el 80 % de las tormentas tienen una duraci�n menor a

5.40 h. En la Figura 2 muestras las curvas generalizadas para el �rea del Rio Lodana y cuenca menor a 200 km2 de l�minas totales de lluvia en relaci�n con la duraci�n y periodo de retorno; el �ESTUDIO DE LLUVIAS INTENSAS�, elaborado por el Ing. Luis Rodr�guez Fiallos publicada el a�o 1999 se obtuvo datos de caudales m�ximo de 1.089,60 m3/s en una sub-cuenca de 294,10 km2. Utilizando esta curva se estima que para un tiempo de recurrencia de 90 a�os y una duraci�n de 5.40h, la lluvia de dise�o es la que produce una l�mina de 70,00 mm/h.

 

Cuadro n� 1: intensidad duraci�n frecuencia estaci�n m0005 portoviejo

ESTACI�N

INTERVALOS DE TIEMPO

(minutos)

 

ECUACIONES

 

R

 

R2

C�DIGO

NOMBRE

 

M0005

 

PORTOVIEJO

5 < 120

𝑖 = 175.897 ∗ 𝑇 0.2692 ∗ 𝑡−0.5042

0.9901

0.9802

120< 1440

𝑖 = 891.120 ∗ 𝑇 0.2424 ∗ 𝑡−0.8418

0.9975

0.9950

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Per�odo

de Retorno

T (a�os)

 

T (min)

2

5

10

25

50

100

5

94.2

120.5

145.2

185.9

224.0

269.9

 

 

 

 

 

 

 

10

66.4

85.0

102.4

131.0

157.9

190.3

15

54.1

69.3

83.5

106.8

128.7

155.1

20

46.8

59.9

72.2

92.4

111.3

134.2

30

38.2

48.8

58.8

75.3

90.8

109.4

60

26.9

34.4

41.5

53.1

64.0

77.1

120

18.7

23.4

27.7

34.6

40.9

48.4

360

7.4

9.3

11.0

13.7

16.2

19.2

1440

2.3

2.9

3.4

4.3

5.0

6.0

 

Figura 2. Curvas lamina-duraci�n periodo de retorno.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


La distribuci�n temporal (hietograma) se estima de acuerdo a la de la mayor tormenta convectiva registrada en el �rea de influencia de la cuenca estudiada. El intervalo de tiempo elegido y por consiguiente la altura de l�mina ca�da en ese periodo. Es conveniente realizar un an�lisis de sensibilidad del caudal respecto al tiempo de discretizacion para estimar el error que se est� cometiendo en el c�lculo del hidr�grama.

 

Figura 3. Hidr�gramas modelados. Hietograma de dise�o.

 

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Cuadro de texto: Caudales (mm3s-1)�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

Cuadro de texto: Precipitaci�n (mm 10-1)5��������������������������������������������������������������������������������������������������������� 40

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10������������������������������������������������������������������������������������������������������� 30

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20�����������

 

 

Cuadro 2. Hidr�gramas modelados.

Simulaci�n hidrol�gica de cuencas

Para la simulaci�n del proceso de escorrent�a superficial se utiliza el modelo de eventos HEC1 que representa el proceso de lluvia �escorrent�a dentro de cada subcuenca. Los resultados finales del proceso de modelaci�n son los hidr�gramas de escorrent�a directa para las distintas subcuencas definidas y en cualquier punto deseado, dato fundamental para las dimensiones de las obras de control.

Uno de los mayores inconvenientes al realizar estudios para el control aluvional es la ausencia de informaci�n meteorol�gica y de caracter�sticas propias de la cuenca, por lo que la metodolog�a propuesta se basa en aquellos m�todos de c�lculo que tienen pocos par�metros. A medida que se avance en el conocimiento de la din�mica de los procesos en las cuencas se podr�n utilizar m�todos m�s precisos.

Para la determinaci�n de la precipitaci�n efectiva se utiliza el m�todo de Curva Numero (CN) del servicio de conservaci�n de suelos de EEUU, que cuantifica las p�rdidas seg�n las caracter�sticas del suelo (medidas de calicatas y ensayos de infiltraci�n) y humedad antecedente (valor dif�cil de obtener debido a la falta de mediciones).

La transformaci�n de lluvia en escorrent�a directa se realiza mediante el Hidr�grama Unitario Adimensional (SCS) que incluye formulas emp�ricas que relacionan las caracter�sticas de la cuenca y de la precipitaci�n aplicada cuyo par�metro tiempo de retardo (TI) se ajusta a trav�s de mediciones de campo. El hidr�grama de la cuenca puede considerarse triangular dada la peque�a dimensi�n de las cuencas, con lo que solo se mide en el campo el caudal pico y el tiempo base, la elecci�n del intervalo de tiempo del hidr�grama resultante es importante para no generar problemas num�ricos y resultados err�neos (en general se toma a 1 a 5 min).

La calibraci�n de los par�metros CN y TI, se realiza con informaci�n de campo de algunos eventos en el que se disponga datos de precipitaci�n y sus caudales resultantes. Luego se corre el modelo hasta ajustar el hidr�grama calculado con el observado en el campo. Es un proceso de prueba error donde se ajustan los par�metros hasta obtener coincidencia entre ambos hidr�gramas. Es necesario recordar que el comportamiento de la cuenca (y sus par�metros) no ser� igual para precipitaciones de mayor periodo de retorno.

Los tiempos de retardo ajustados por calibraci�n se comparan con los valores obtenidos con f�rmulas propuestas por distintos autores para otras regiones.

 

Bedient:

 

Kirpich:����������������������

 

Temez:

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donde Tl; tiempo de retardo (h); D: distancia a la divisoria de aguas (pies); S: retenci�n de m�xima potencial; y: pendiente (%); CN: curva n�mero; tc. Tiempo de concentraci�n (h); L: longitud del cauce principal (Km); i: pendiente media del cauce principal (mm^(-3)).

La laminaci�n en embalses se realiza por el m�todo de Puls modificado ya que solo requiere estimar la curva cota-volumen del embalse, que se obtiene midiendo ancho, pendientes laterales y pendiente del fondo del cauce. Estos par�metros son K (constante de almacenamiento), que representa el tiempo promedio del viaje de la onda en el tramo, y X (coeficiente adimensional, var�a entre 0 y 0,5), representa la difusi�n en el tramo, no tiene relaci�n directa con las caracter�sticas f�sicas del cauce sino con la resoluci�n num�rica de la ecuaci�n.

Luego de ajustar los par�metros para cada una de las subcuencas junto con sus caracter�sticas fisiogr�ficas se obtiene un hidr�grama de salida-caudal pico y volumen y producto de la tormenta de dise�o elegida.

 

 

 

 

Obras de control

Los diversos tipos de obra de control admiten diferentes alturas m�ximas y consecuentemente diferentes vol�menes de almacenamiento.

La atenuaci�n del caudal pico con grandes embalses implica obras con materiales costosos. Por otro lado, la misma atenuaci�n del hidr�grama natural puede lograrse con un gran n�mero de obras peque�as de bajo costo. El an�lisis realizado busca obtener la configuraci�n de obras de m�nimo costo para igual efectividad en el control.

Con el modelo HEC-1 calibrado se simulan distintos planes de control combinado obras de ubicaci�n y dimensiones distintas. Las obras transversales y sus desag�es y las derivaciones se dise�an siguiendo lineamientos que pueden encontrarse en la bibliograf�a del tema, tales como AIDI (1983), TRAGSA et al. (1994), en cuanto a tipo de obras, c�lculo de estabilidad, empujes, materiales, etc.

Todas las alternativas son evaluadas econ�micamente en base a costos regionales de mano de obra y materiales y se selecciona la que tiene mejor relaci�n efecto-costo.

Con este m�todo de simulaci�n se obtienen los hidr�gramas completos, en cualquier punto de la red, resultantes de las alternativas planteadas. La informaci�n m�s relevante que se obtiene es: caudal pico saliente (entrante al dique), caudal pico saliente del dique (por derivaci�n o por vertedero) y orificios de desag�e), volumen de la crecida.

Por �ltimo, se realiza un plan de intervenci�n por etapas en las cuencas de acuerdo a los recursos disponibles, priorizando aquellas obras de mayor impacto en el control. Las obras de derivaci�n son de bajo costo y alta eficiencia de control, por lo que se realiza en primera etapa; luego se construyen los diques de almacenamiento en el cauce y por �ltimo se realizan los laboreos para disminuir el escurrimiento superficial de la cuenca.

Como efecto positivo secundario obtenido con diques de almacenamiento en cauces, es que se brinda un recurso de agua casi permanente para los animales de los crianceros del lugar que no disponen de otra fuente de agua superficial cercana.

El mantenimiento de las obras durante su funcionamiento debe ser tenido en cuenta, tanto en las tareas a realizar como el costo implicado.

 

 

 

Resultados esperados

En las distintas zonas estudiadas se obtuvieron valores promedios de CN entre 70 y 85 que se corresponden con el valor de 80 indicado en el INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA E HIDROLOGIA (INAHMI) en el 2015. En esta zona los tiempos de retardo calibrados pueden observarse en la Tabla 1, d�nde figura el c�lculo realizado con las formulas mencionadas anteriormente.

En las distintas zonas estudiadas se obtuvieron valores promedios de CN entre 70 y 85 que se corresponden con el valor de 80 sugerido en el INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA E HIDROLOGIA (INAHMI) en el 2015. En esta regi�n los tiempos de retardo calibrados pueden observarse en la Tabla 1, donde figura el c�lculo realizado con las f�rmulas mencionadas anteriormente.

Los valores de laminaci�n en cauce calibrados en las zonas de mayor pendiente dan un valor X = 0,4 y 0,35 en las restantes. De acuerdo a la bibliograf�a, estos valores son apropiados dado el car�cter aluvional de la cuenca. Respecto al valor de K no se han encontrado referencias bibliogr�ficas para estimarlo de manera m�s precisa en tramos cortos.

De todas formas, los valores utilizados (0,08 a 0,15 h) dan un margen de seguridad y una posici�n conservadora, ya que el hidr�grama de salida tiene un retraso muy chico respecto del hidr�grama de entrada en cada tramo.

Con el modelo HEC-1 calibrado se obtienen hidr�gramas a la salida de cada subcuenca, como los que se observan en la Figura 2, producto de una tormenta de dise�o de 80 mm en�� 6 h sobre toda el �rea, unos 65 km2. La distribuci�n de la lluvia est� estimada de acuerdo a los antecedentes registrados en la zona.

El esquema de control m�s adecuado - que se obtiene por simulaci�n de distintas obras - para el �rea de estudio es una combinaci�n de:

terraplenes de tierra de 0,60 a 0,80 m de altura en las �reas de meseta - pendiente de 0.15% -, perpendiculares a la direcci�n de flujo y espaciados cada 1000 m.

dique de tierra de contenci�n m�s canal de derivaci�n en cuencas topogr�ficamente favorables hacia cauce mayores y controlados.

diques de tierra para almacenamiento, con vertedero lateral y/o desag�e en los cauces principales.

Tabla 1. Valores de curva n�mero y tiempo de retardo

 

Existen subcuencas que no son necesarias tratar debido al desfase entre los picos de crecidas con tormentas convectivas. Esto puede analizarse para cualquier per�odo de retorno, aunque para per�odos grandes y duraciones prolongadas los picos se sumar�n.

 

 

 

TIPO DE MATERIAL

COSTO USD.

3m

4m

Hormig�n simple

162,13

165,00

Gaviones y malla llenados a mano

60,00

70,00

Gaviones ymalla con m�quina

80,56

90,56

Gaviones con m�nima malla llenado a mano

40,00

50,00

Gaviones con m�nima malla llenado a m�quina

50,00

60,00

Gaviones sin malla

35,00

40,00

Tierra + gaviones

30,00

35,00

Tierra compactada con tuberia de drenaje y polietileno

29,80

30,00

Tierra compactada con vertedero lateral

29,04

31,00

Tierra compactada con polietileno de 200 m

29,90

31,00

Tierra sin compactar con polietileno de 500 m

64,16

66,00

 

Figura 3, representa el resultado de simular un dique derivador a la salida de la subcuenca 1 (Fig. 2) que produce un caudal pico Qp = 47 m3 s-1para la lluvia de dise�o elegida.Se obtiene un hidr�grama derivado - hacia otra cuenca - de Qp = 36 m3 s-1 y otro pasante - por vertedero y desag�e - de Qp = 3,4 m3 s-1. Este hidr�grama erogado por el dique es contenido por una canalizaci�n (capacidad m�xima estimada en Qp = 6 m3 s-1) que protege el �rea cultivada de las aguas de lluvia. En este caso, el funcionamiento de la derivaci�n fue verificada para una tormenta el 21 enero de 1992, donde para una precipitaci�n de 25 mm en 1 h, el Qp estimado en la derivaci�n fue de 11 m3 s-1 y la salida de canal de guarda fue de 5 m3 s-1.

Tal como se indic� en la parte metodol�gica los costos de obra se estimaron considerando precios de la regi�n y teniendo en cuenta distintos tipos de materiales. En la Tabla 2, se indican los costos estimados por metro lineal de dique para distintos materiales y altura 3 y 4 m. Los m�s econ�micos resultan los de tierra y dentro de estos, los m�s convenientes (por seguridad y vida �til) son los de tierra compactados con vertedero y/o desag�e.

Debe tenerse en cuenta que no se ha considerado costos de mantenimiento, con lo que los de tierra se vuelven menos ventajosos.

 

Aporte y valor de la investigaci�n

Tablas y figuras con la informaci�n geomorfol�gica, hidr�ulica e hidrol�gica de la cuenca del r�o Portoviejo a trav�s de levantamiento de informaci�n en campo, libros, art�culos, tesis, p�ginas web y diferentes normas relacionadas

Hidr�gramas de Modelaci�n con caudales de dise�o del r�o Portoviejo obtenidos de la recopilaci�n de informaci�n de caudales y precipitaciones m�ximas en la estaci�n meteorol�gica Portoviejo M005 y Poza Honda M034 que son las m�s cercanas a la zona de an�lisis y otros medios indirectos.

Modelo en computadora utilizando el programa HEC-RAS para simular la crecida del r�o Portoviejo para varios periodos de retorno y obtener los c�lculos de los flujos de superficie de agua, c�lculos de flujo uniforme y otros par�metros hidr�ulicos.

Mapa de zonificaci�n de riesgo en �reas con alta, media y baja vulnerabilidad a inundaci�n en la parroquia de Col�n con la interpretaci�n de los resultados obtenidos en el programa HEC-RAS.

Propuesta de prevenci�n y mitigaci�n para efectos de inundaciones en base a los resultados de la modelaci�n hidr�ulica.

En este proyecto se desarrollar� con el m�todo de investigaci�n deductivo de an�lisis y s�ntesis, que parte de datos generales aceptados, para deducir por medio del razonamiento l�gico, varias suposiciones, es decir; parte de verdades previamente establecidas como principios generales, para luego aplicarlo a casos individuales y comprobar as� su validez.

Recopilaci�n de informaci�n necesaria a trav�s de levantamiento de informaci�n en campo, libros, art�culos y diferentes normas relacionadas con la rama de la Hidrolog�a e Hidr�ulica que servir� para hacer el estudio de la informaci�n geomorfol�gica de la cuenca a trav�s de modelos digitales.

Se realizar� varios modelamientos hidr�ulicos con la topograf�a actual de la zona en el software HEC-RAS 5.0.3 (Hydrological Engineering Center - River Analysis System), este programa fue desarrollado por Engineers U. S. (2016) y analiza factores hidr�ulicos y el flujo de agua para simular crecidas para diferentes periodos de retorno.

 

Referencias

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