ANÁLISIS DE PELIGRO DE INUNDACIÓN EN EL CASCO URBANO DE LA CIUDAD DE PIURA PERÚ.

Curso Análisis de Inundación con Hec Ras e Iber.                                                                                                                                                          Estudiante: Laura Gineth Ayala Araque 

INTRODUCCIÓN.

El Río Piura nace aguas arriba de las provincias del Morropón y Piura, este recorre gran parte del territorio Peruano hasta finalmente llegar a su desembocadura en el océano Pacífico, es reconocido por sus épocas de crecidas el cual afecta a las ciudades que se encuentran ubicadas cerca de su divisoria, la crecida más conocida se presentó en el año 1998 en la cual la ciudad de Piura fue afectada debido al aumento del cauce generado por las fuertes precipitaciones de la zona, actualmente según el último registro de aforo realizado durante el año 2017, el Río Piura presentó niveles de caudal entre los 3700 a 4000 m3/s generando el desbordamiento de cuerpo hídrico afectando varios distritos ubicados en la parte baja y central de las ciudades de Piura y Castilla. 

ANTECEDENTES.

La cuenca del Río Piura es una de las más grandes en el territorio peruano, recibe agua de varias fuentes hídricas que se encuentran entre las zonas Sureste al Noroeste, debido al gran aporte de agua y los eventos presentados durante las últimas dos décadas, se han realizado monitorios y aforos periódicos del comportamiento del causa del recurso hídrico en especial en épocas de precipitación, el último evento representativo ocurrió en la cuidad de Piura durante el año 2017 el cual el Río alcanzo un caudal de 4000 m3/s, presentando inundaciones de gran magnitud en los distritos aledañas a la fuente hídrica. 

Con base en esto, se realizó el estudio de batimetría como base fundamental a la hora de evidenciar el nivel de peligro que se puede presentar a la hora de registrar un aumento de caudal como el sucedido durante el año 2017, para lo cual se decidió hacer un estudio de análisis de inundación utilizando softwares especializados en el tema (Hec Ras e Iber), con el fin de identificar el riesgo potencial y el comportamiento del río a la hora de presentarse un evento aumento de caudal en especial en la zona de la ciudad de Piura.

DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO.

El presente estudio se realizó en uno de los tramos que comprende el Río Piura ubicado entre la ciudad de Piura y Castilla, a 981 km al norte de Lima y próxima a la frontera con Ecuador.

OBJETIVOS DEL PROYECTO.

OBJETIVO GENERAL.

Identificar el nivel de peligro que se puede registrar al presentarse un desbordamiento del río Piura en el tramo del comprendido entre la ciudad de Piura y Castilla al oriente del territorio Peruano. 

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

• Realizar el modelo de inundación mediante el software Hec – Ras utilizando un caudal promedio de 800 m3/s.
• Realizar el modelo de inundación mediante el software Iber utilizando como datos de entrada un caudal máximo de 4000 m3/S.
• Identificar las zonas más vulnerables a la hora de presentarse un aumento de caudal en condiciones normales y extremas mediante la generación de modelos de inundación en implementando modelos unidimensionales y bidimensionales.

PROCEDIMIENTO.

Con base al estudio de batimetría se realizó análisis de modelo de inundación mediante dos parámetros, el primero utilizando un caudal promedio (800 m3/S) mediante el programa Hec – Ras y el segundo escenario se modelo a partir de un caudal extremo (4000 m3/S) utilizando el programa Iber. 

HEC – RAS

1. NOMBRE DEL PROYECTO Y SUPERFICIE.

Una vez se crea el nombre del proyecto “proyecto_final” en la carpeta donde se va a trabajar el Hec Ras, se carga la superficie del terreno la cual se exporto del Civil 3D para poder ubicar la zona de estudio dentro del programa.

2. GEOMETRÍA.

El segundo paso dentro del programa es importar la geometría de la zona de estudio (bancos, cauce, líneas de muestreo), los cuales se exportaron como SHP del programa Civil 3D, todo esto se carga en el Ras Mapper.

3. CONDICIONES DE CONTORNO.

Una vez se tiene la geometría se establece las condiciones de contorno del cauce, el cual se proyecta a un tiempo de retorno de 500 años y caudal de 800 m3/S.

4. COEFICIENTE DE MANNING.

Se establece los coeficientes de maning según las tablas de Ven Te Chow y Cowan tanto para los bancos (0.1) como para el interior del cauce (0.004) para cada una de las líneas de muestreo. 

5. LEVES. 

Una vez se establece el coeficiente de manning del cauce se verifica las secciones transversales de cada línea de muestreo, se verifica que el nivel de la cota máxima sea mayor al nivel de la lámina de agua, para esto se edita cada una de las secciones transversales para demarcar la parte de la sección por donde debe pasar la inundación para esto se utiliza los leves.

6. CORRER EL MODELO.

Por ultimo ya teniendo todo ajustado se corre el modelo para verificar por donde pasa la inundación y que zonas afectas la misma, como resultados del modelo se obtiene las secciones transversales, la zona inundada y el perfil del cauce.

IBER

1. GEOMETRIA.

En arcmap se importa la imagen proyectada de la zona de estudio, a partir de esta imagen se establece el límite de la superficie de estudio y se divide en las zonas con mayor relevancia, todo esto para poder determinar más fácil la malla en iber, finalmente este polígono se importa al iber para seguir con el modelo.

2. MALLA.

En iber y según la geometría cargada al programa se establece el porcentaje de malla el cual se deja con una malla de 5 para el cauce y las zonas externas de 20. 

3. CONDICIONES DE CONTORNO.

Se estable las condiciones del flujo el cual a diferencia que el modelo del Hec Ras se estima un caudal total de entrada 4000 m3/s en un tiempo de 180 segundos y las condiciones de salida se estima un flujo subcritico con un coeficiente de vertedero de 1.6. 

4. COEFICIENTE DE RUGOSIDAD.

Se establece el coeficiente de rugosidad para lo cual se identifican en arcmap a partir de la imagen satelital las zonas más representativas (residencial, suelo desnudo, isla, puente, cauce) y se hace la delimitación respectiva,

5. ARCHIVOS ASCII

Luego de tener el polígono de usos de suelo se convierte en archivo raster y se hace la conversión nuevamente a formato ASCII para su posterior manejo en IBER con el nombre de rugosidad, de igual manera se hace lo mismo con la superficie de 2m exportada de civil 3D el cual se exporta con el nombre de topografía. 

6. IMPORTAR ASCII A IBER.

Una vez en iber se establece los usos de suelo que hacen parte de la zona de estudio los cuales se establecieron en el arcmap, como no todos los usos de suelos están en el programa se incorporan como nuevos, se coloca el valor de rugosidad como se hizo en el Hec Ras y por último se hace aparte un archivo en Excel para poner cada uso de suelo y poderlos incorporar en el iber, como resultado de esto se importa los archivos de ASCII (rugosidad) y Excel para establecer la rugosidad automática.

De igual forma en el mismo proyecto se importa el archivo de topografía para poder cargar la altura de terreno. 

7. CORRER EL MODELO.

Por último, se corre el modelo el cual termina una vez se calcule el mismo caudal de entrada en la salida, una vez se termina el proceso se puede ver los resultados del modelo y exportar los resultados de velocidad, profundidad, superficie de agua entre otros aspectos como raster para el análisis de peligro.

RESULTADOS

Como resultado del modelamiento realizado en Hec Ras se puede ver las secciones transversales de cada línea de muestreo del cauce, en la cual se puede identificar la altura de la lámina de agua, la ubicación de los bancos (o delimitación del cauce), la altura del terreno (batimetria), la rugosidad y la altura en la cual se presenta la inundación en cada tramo a lo largo de la zona de estudio. 

Como resultado en el modelo realizado en iber se pudo extraer en formato raster la cota de agua, la profundidad y la velocidad con el cual se genera la inundación, los cuales son de gran importancia para establecer el nivel de peligro en el área de estudio.

CONCLUSIONES. 

• A partir del modelo realizado en Hec Ras con un caudal promedio de 800 m3/s se pudo establecer que las zonas más expuestas a ser afectadas por el desbordamiento del rio son las que se encuentran entre el tramo (4451 - 5763) el cual comprende la zona norte aguas arriba de la fuente hídrica.
• Por medio del modelo realizado en Iber con un caudal máximo de 4000 m3/s se pudo establecer que existe un gran potencial de amenaza en esta zona de estudio en especial de los distritos tanto de la ciudad de Piura como la de Castilla.
• El tipo de peligrosidad que predomina la zona de estudio del río Piura es extremo.
• Para un el primer escenario con un caudal de 800 m3/S se tiene una velocidad máxima entre 1.8 a 2 m/S y una altura máxima entre 7 a 8 metros.
• Para el segundo escenario con un caudal extremo de 4000 m3/S se tiene una velocidad máxima de 6.92 m/S y una altura de la lámina de agua de 12 m.

RECOMENDACIONES. 

• Gracias al mapa de peligro se pudo establecer que la zona de nivel de peligro extremo es grande en la cual se debe establecer y realizar planes de contingencia, obras mitigación y estipular ayudas humanitarias con el fin de fortalecer esta zona en caso de presentar un evento de esta magnitud. 
• Identificar dentro del estudio en campo el número de viviendas, establecimientos y demás que hagan de utilidad a la hora de hacer el análisis de peligrosidad.
• El consejo distrital de gestión de riegos debe tomar medidas y garantizar que las unidades de emergencia estén listas en estas zonas en especial los distritos que se encuentren en peligro extremo. 
• Se debe tener en cuenta los datos de pluviosidad en un tiempo de retorno de 10 años. 

REFERENCIAS. 

PEREVOCHTCHIKOVA, María; DE LA TORRE, José Luis Lezama. Causas de un desastre: Inundaciones del 2007 en Tabasco, México. Journal of Latin American Geography, 2010, p. 73-98.

Herrero, A. D., Huerta, L. L., & Isidro, M. L. (2008). Mapas de peligrosidad por avenidas e inundaciones: guía metodológica para su elaboración (No. 1). IGME.