Reporte de actividades 2010

ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO HIDROLGICO DE LA CUENCA DEL RIO SANTA CATARINA.

POR:PALOMEQUE HUERTA BERNARDO HUMBERTO.ESTUDIANTE DE 9 SEMESTRE DE ING. CIVIL.Contenido1. Introduccin.1.1 Antecedentes.1.2 Objetivo general.2. Zona de estudio.3. Metodologa.3.1 Recoleccin de datos.3.1.1 DEM.3.1.2 Datos de Precipitacin.3.1.3 Carta de uso de suelos y vegetacin. 3.2 Recoleccin de datos de la presa a modelar.4. Creacin del modelo.5. Resultados.6. Conclusiones y recomendaciones

1. IntroduccinMxico es uno de los pases del mundo ms afectados por ciclones tropicales y es quiz la nica regin que puede recibir efectos de ciclones provenientes de dos zonas ciclgenas completamente independientes, la del Atlntico Norte y la del Pacfico Nororiental (Rosengaus, 2002).

Los daos a centros de poblacin asociados a eventos ciclnicos como los huracanes, se han visto incrementados tanto en intensidad como en ocurrencia en los ltimos aos.

1.1 AntecedentesEl rea Metropolitana de Monterrey (AMM) a travs de su historia se ha visto afectada por fenmenos meteorolgicos. Especficamente, los eventos hidrometeorolgicos que han ocurrido en los ltimos cien aos son los que se tienen registros o evidencias, ya sea fotogrficas o de los cronistas del AMM.

19092010Por ejemplo, el huracn Beula de 1967 es el primero de los que se conocen con nombre, el huracn Gilberto de 1988 rompi todos los paradigmas anteriores y dio pi a que se organizara formalmente Proteccin Civil del Estado. Gilberto era el referente en cuanto la magnitud y daos ocasionados por las lluvias, y aunque en 2005 se present el huracn Emily que puso la primera prueba de resistencia a la Presa Rompe-Picos, no es sino hasta el 2010 con el huracn Alex que nos damos cuenta de la magnitud destructiva que tienen estos fenmenos. Con el huracn Ingrid que pone a prueba la infraestructura construida contra las grandes avenidas.

Alex 2010

Emily 2005

Ingrid 2013

Beula 1967

Gilbert 19886Realizar los estudios bsicos de hidrologa en la cuenca, para obtener una nocin ms realista de cmo una tormenta se puede convertir en un caudal de gran magnitud, que a su vez, podra causar daos a la poblacin. Hacer una estudio sobre el amortiguamiento que da la presa rompe picos y as poder estimar los alcances de la misma ante una precipitacin de gran magnitud.1.2 Objetivo general

Meter la problemtica 72. Zona de estudioLa zona de estudio se localiza en el noreste de Mxico, en la cuenca del Ro Santa Catarina, que pertenece a la cuenca hidrolgica del Ro San Juan, dentro de la Regin Hidrolgica nmero 24 (RH-24) denominada Ro bravo.Nace en la Sierra Madre Oriental, por lo que en esta zona predominan las capas plegadas de caliza y lutita.

REAPENDIENTE DE LA CUENCALONGITUD DE CAUCE PRINCILAPENDIENTE DEL CAUCE PRINCIPALKM2%KM%1131.8671.014427156.4086.53. MetodologaEl modelo hidrolgico semidistribuido se construy utilizando el programa de computadora HEC-HMS, desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos de Norte Amrica y con tiempos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50, 100, 500, 1000 y 10000 aos.

El modelo desarrollado para este proyecto tiene las siguientes caractersticas: Eventual, ya que se utilizan como datos de entrada en el modelo o componente meteorolgico tormentas de diseo asociadas a distintos periodos de retorno.Semi-distribuido, porque el modelo o componente de cuenca est dividido en sub-cuencas.Determinstico, porque los parmetros y procesos que intervienen en el modelo se consideran libres de variacin aleatoria y conocidos con certeza.

Comentar sobre la metodologa, usar mas imgenes 9Los datos requeridos para el modelo hidrolgico semi-distribuido son:Modelo Digital de Elevaciones (DEM).Datos de precipitacin (cmo la ubicacin de las estaciones).Carta de uso de suelo y vegetacin.

3.1 Recoleccin de datos.

El modelo digital se obtuvo por medio de INEGI.Consta de un raster obtenido a partir de un vuelo LIDAR con una resolucin de 30m.x30m.El manejo de esta informacin se realiz mediante al programa ArcMap de Esri.

3.1.1 DEM.

DEM

Resultado Final3.1.2 Datos de PrecipitacinSe utilizaron datos de precipitacin de estaciones climatolgicas de dominio de CONAGUA y obtenidos mediante su base de datos electrnica.

Ubicacin de las estaciones meteorolgicas.La ubicacin sirve para la generacin de los polgonos de Thiessen que darn el peso de cada estacin para cada sub-cuenca.

Polgonos de Thiessen.12Se construyeron las curvas I-D-TR mediante diversas funciones de distribucin.

Registro de lluvias.Curvas I-D-TR.Esta carta se obtuvo por parte de INEGI a escala 1:1;000,000 en datos vectoriales; se utiliz para la creacin de un shape con la informacin del numero de curva (CN). El cual permite determinar la textura del suelo para posteriormente, en funcin de sta, determinar el grupo hidrolgico de suelo.3.1.3 Carta de uso de suelos y vegetacin.

Polgonos de Nmero de Curva.Los datos necesarios para la modelacin de una presa como lo es la rompe picos son:Curva rea-Elevacin.Ley de descarga.

3.2 Recoleccin de datos de la presa a modelar.

Curva rea-elevacin.Ley de descarga.Se construy el modelo matemtico conceptualizando el fenmeno lluvia-escurrimiento en la cuenca. La desratizacin de la cuenca se realiz subdividindola en subcuencas. Lo anterior con el fin de simular lo ms real posible la dinmica del flujo, adems de poder obtener los gastos en distintos puntos de la red hidrogrfica.Los mtodos de calculo fuern:Mtodo del nmero de curva del SCS.Hidrograma unitario por medio del mtodo de Clark.Mtodo de retraso4. Creacin del modelo.

5. Resultados.

Sin presaCon presa6,395.32,858.1Caudal simulado (m3/s)

Hidrograma considerando la presa rompe picos en su modelacin.Hidrograma sin considerar la presa rompe picos en su modelacin.Amortiguacin3,537.26. ConclusionesEl modelo presentado es una gran herramienta para la prevencin de grandes avenidas, que como se puede ver, cada vez se presentan con mas frecuencia.

Como se observ en los resultados, la presa rompe picos ha mitigado en gran manera la intensidad y magnitud de los caudales, pero aun as, no es suficiente, ya que con la constante urbanizacin, cada vez las lluvias generan ms escurrimiento lo que provoca que los ros suban de nivel.

Es por eso que ahora la presa rompe picos resulta casi insuficiente para amortiguar esas avenidas, por lo que es necesario, ms obras de control no solo aguas arriba de la presa rompe picos, sino tambin, en toda la cuenca.

Por lo que este modelo puede ayudar mostrando mediante los hidrogramas, el amortiguamiento que las estructuras dan a la cuenca y por lo tanto la proteccin a la ciudad aguas abajo.

Gracias por su atencin