Introducción

El presente proyecto elabora 2 simulaciones hidráulicas en un área de estudio ubicada en el río Piura, dentro de la ciudad de Piura, lugar de suma importancia en el estudio de inundaciones. La primera simulación es unidimensional, la cual se efectúa con el software Hec-Ras, para luego elaborar gráficos de las secciones transversales y el perfil longitudinal; y la segunda es bidimensional, con el software Iber, con lo que es posible encontrar el índice de Peligrosidad para estimar las zonas con mayor peligro (Extremo) de sufrir daños por inundación, representado, finalmente, en un mapa temático.

Antecedentes

Entre los meses de febrero a marzo de 2017, como consecuencia de las intensas precipitaciones se registraron desbordes del rio Piura originando inundaciones a distintos puntos del casco urbano como urbanizaciones, AAHH, etc, del distrito de Castilla, principalmente, ocasionando daños a la población, viviendas, servicios básicos, carreteras y áreas de cultivo. Este tipo de eventos es recurrente en esta región, por lo que la elaboración de un estudio de inundación es de suma importancia para generar planes de gestión de riesgo ante dicha situación. 

Descripción del área de estudio

El área de estudio comprende una zona urbana de entrada del rio a la ciudad de Piura, entre los distritos de Castilla y Piura. Entre las edificaciones más importantes resaltan la Universidad Nacional de Piura, el Hospital Regional José Cayetano Heredia, el puente Andrés Avelino Cáceres y Eguiguren, el cementerio San Teodoro y múltiples comercios aledaños. Comprende una zona céntrica y de suma importancia para toda la ciudad de Piura.

Objetivos del proyecto

• Realizar la simulación hidráulica unidimensional del área de estudio, en Hec-Ras, bajo un caudal de 800 m3/s y extraer el perfil longitudinal y las secciones transversales resultantes.
• Realizar la simulación hidráulica bidimensional del área de estudio, en Iber, bajo un nuevo caudal de 4000 m3/s y generar una animación del proceso de simulación.
• Estimar las regiones de mayor peligro según los resultados del modelo bidimensional y a través del índice de peligrosidad de Hazard Rating, y elaborar un mapa de peligrosidad.

Procedimiento

Metodología

La metodología del proyecto está dividida en dos partes: el modelado unidimensional y el bidimensional. 

Para el modelado unidimensional se simuló un caudal de 800 m3/s en Hec-Ras, para lo cual se definió la geometría, cauce, bancos y topografía del terreno. Adicionalmente se define el coeficiente de Manning como 0.04 para el cauce y 0.1 para las zonas inundables a partir de los bancos.

Se ejecuta una primera simulación en donde se observa que algunas secciones presentan flujo dividido, por ello se agregan levees para corregirlo y se simula nuevamente. Una vez se corrobore que todo este correcto, ya se puede extraer las secciones transversales y el perfil longitudinal.

Para el modelado bidimensional en Iber se simuló un caudal de 4000 m3/s. Para ello primero se crea la geometría del mallado en QGis, a fin de definir secciones de trabajo. Esta geometría se exporta a Iber y se define el tamaño de mallado de 5m en el cauce y 20m en la zona inundable. Además, se inserta la topografía a Iber en formato ASCII.

En QGis se crea una superficie de uso de suelo, sectorizando como se muestra a continuación. Este ráster se convierte a formato ASCII para ser exportado a Iber, en donde, además, se debe definir el coeficiente de Manning de las clasificaciones que el programa no tenga por defecto, en sus datos. Finalmente se ejecuta la asignación automática de rugosidad.

Luego se asigna el caudal en la sección de entrada y se define la salida. Con ello se define los parámetros de modelado que son un tiempo total de simulación de 30000 seg con resultados cada 60 seg y 180 seg para que se alcance el caudal total a la entrada.

Una vez simulado, se extrae los ráster de tirantes y velocidades a tamaño de 1m para exportarlos a QGis y con ellos, calcular el índice de peligrosidad.

Flujo metodológico

Resultados

Como parte de los resultados, se presenta la sección transversal de la estación 5763 y el perfil longitudinal del modelado unidimensional en Hec-Ras. Las demás secciones transversales fueron ploteadas y se presentan en los anexos del proyecto. 

En cuanto a la simulación bidimensional, la animación de la inundación del río se presenta en los anexos. El resultado de la simulación y el mapa de clasificación de la peligrosidad se presenta a continuación: 

Conclusiones

• De acuerdo con los resultados de las secciones transversales se puede concluir que la región de más riesgo por inundación a caudal de 800 m3/s son las secciones desde 4287 hasta 5763.
• Según el resultado de la simulación bidimensional en Iber, mostrado en la Figura 7, la mayor parte de la zona de estudio tiene un alto riesgo de inundación y son sólo 4 sectores urbanos los que no sufrirían algún tipo de daño.
• De acuerdo con los resultados del índice de peligrosidad, la mayor parte de la zona de estudio está clasificada como peligro “Extremo”, al cual le sigue “Significativo” en menor medida. Este peligro máximo abarca gran parte del área urbana y algunas de las edificaciones principales mencionadas al comienzo.
• Debido a los resultados se plantea de suma importancia la protección ribereña del cauce del rio Piura, así como las obras de limpieza del cauce.

Recomendaciones

• Para una mejor simulación en Hec-Ras se puede mejorar la precisión de la topografía, así como la distribución de los coeficientes de Manning para cada sección transversal.
• Para una mejor simulación en Iber, se recomienda aumentar la precisión del mallado y reducir el intervalo de resultados.
• El análisis de inundación realizado puede servir para elaborar planes de contención y tomar decisiones en la gestión de riesgo de desastres.

Bibliografía

CENEPRED. (2017). Informe de evaluacion del riesgo de desborde del río Piura e inundacion pluvial del centro poblado de Castilla, Distrito de Castilla, provincia y departamento de Piura. Piura.