4.2. Análisis del Riesgo de Inundación
Análisis del Riesgos de Inundación
Aunque existen muchos métodos para la cartografía de espacios inundables ninguno de ellos permite un trazado totalmente satisfactorio de la extensión de la inundación. Las metodologías publicadas son muy diversas y varían según la disciplina de la que provienen los autores, de los tipos de datos disponibles, de la escala del mapa y de los objetivos de la cartografía. Principalmente el conocimiento que de las áreas de riesgo podemos tener proviene de tres fuentes principalmente:
En este Estudio se han aplicado los dos últimos; el estudio histórico como mejora y complemento de los cálculos hidráulicos y éstos, que son los que realmente permiten un conocimiento pormenorizado de la hidrología de las cuencas. La finalidad principal de estos estudios hidrológicos es la determinación de la avenida de diseño.
Actualmente se pueden distinguir dos principales enfoques a la hora de definir la crecida de diseño:
En este PLAMIGra 2006, hemos utilizado el método probabilístico más habitual en nuestro país, aunque sólo se presentan, con la nueva metodología, los resultados de la cuenca del Genil y ahora del Monachil, dejándose para próximos años las restantes cuencas y subcuencas.
4.2.1. Estudio Histórico
La aproximación histórica analiza las avenidas ocurridas anteriormente, sus efectos (análisis de daños) y otros datos que pueden ayudar a caracterizarlas (niveles máximos...), son de gran interés para la mejora de los modelos hidráulicos y contribuyen también a mejorar las estimaciones de frecuencia.
Mejora los modelos hidráulicos en tanto en cuanto nos permite el conocimiento de niveles reales alcanzados a lo largo de una serie histórica, aunque ha de tenerse en cuenta que un desbordamiento supone casi siempre, una modificación más o menos acusada del terreno, por lo que la topografía actual puede ser lo suficientemente distinta de la existente en el momento de la crecida considerada como para producir error en la estimación de los niveles alcanzados; a este respecto lo ideal es utilizar planos históricos contemporáneos a cada crecida.
Y mejoran las estimaciones de frecuencia si se tienen datos completos y fiables de abundante número de crecidas. Excepcionalmente puede establecerse una serie estadística que permita establecer una correspondencia niveles/período de tiempo, que permiten establecer en sí mismos períodos de retorno. Si simultáneamente se conocieran los datos pluviométricos de la cuenca puede establecerse una correlación niveles/lluvias/tiempo que es el mejor control posible sobre el método hidráulico.
Nuestro análisis histórico se va a basar en el estudio que publica en 1983 la Comisión Nacional de Protección Civil. Este estudio realiza un análisis histórico exhaustivo de inundaciones en toda España, a partir de él intentaremos reconstruir con el mayor rigor posible las mayores inundaciones. Ver Anexos
4.2.2. Metodología
El Estudio realizado por la Sección Técnica de Servicio Contra Incendios y Protección Civil, planteó una metodología novedosa en su momento. Como necesidad fundamental se estableció el conocimiento exhaustivo de la hidrología de las cuencas, para posteriormente, con el adecuado tratamiento informático, realizar el modelado bidimensional, presentando los resultados finales en forma tridimensional a las escalas adecuadas.
4.2.2.1. Cálculo de la avenida de diseño
De los tres tipos fundamentales de métodos empleados en la actualidad para la estimación de avenidas (empíricos, estadísticos e hidrometeorológicos), se utilizó el hidrometeorológico, puesto que los datos requeridos son fundamentalmente pluviométricos y aprovechan por tanto, la ventaja de la mayor densidad y longitud de las series de la red pluviométrica respecto a la foronómica.
De los métodos hidrometeorológicos existentes, el utilizado en este Estudio simula el proceso lluvia-escorrentía considerando únicamente la parte de precipitación que provoca escorrentía superficial, basado en el método racional, que es el que pasa a describirse continuación.
El primer paso es la determinación del grado de desagregación espacial requerido en su tratamiento. La consideración de una cuenca única o de un conjunto de subcuencas, es función fundamentalmente de la homogeneidad espacial que presenten las características de escorrentía y las tormentas de la región en cuanto a su distribución espacial y temporal.
En nuestro caso la alta homogeneidad de los elementos anteriores además del carácter local de las cuencas a tratar, justifican el uso de valores medios aplicables a toda la cuenca.
El segundo paso consiste en el cálculo propiamente dicho de los caudales máximos de avenida, que en este Estudio se han realizado para distintas condiciones de humedad del suelo y, siguiendo las recomendaciones para el cálculo hidrometeorológico de avenidas del CEDEX (Ministerio de Fomento, 2000), para los períodos de retorno de; 2, 10, 25, 50, 100 y 500 años, aunque después y para los mapas de delimitación de zonas inundables sean para 50, 100 y 500 años.
Formulación
La expresión clásica del método racional, es la que sigue:
Donde:
Q (m3/s) = Caudal punta
I (mm/h) = Máxima intensidad media en el intervalo de duración Tc
P = Precipitación total diaria media de la cuenca para un período de retorno,
resultado del producto Pmáx diaria y el coeficiente ARF
ARF = Factor corrector por área (Témez, J.R., 1991)
A (km2) = Superficie de la cuenca
C = Coeficiente de escorrentía del intervalo donde se produce I
Basada en la formulación del Soil Conservation Service (S.C.S.), que proponea partir de datos edafológicos, litológicos y de vegetación un umbral de escorrentía mínimo (P0). Ver Anexos.
K = Coeficiente de uniformidad
Tc = Tiempo de concentración.
4.2.2.2. Análisis hidráulico
Los parámetros hidráulicos se han obtenido mediante la utilización del software HECRAS (Hydrologic Engineering Center – River Analysis System), que permite el cálculo unidimensional de flujos estables y turbulentos. Se ha simultaneado con el uso de Sistemas de información geográfica (ArcView 3.3 y ArcGIS 9), tanto en la definición geométrica y cartográfica previa, como para su presentación final en un Modelo Digital de Elevaciones (MDE).
La cartografía básica ha sido muy variada, habiéndose incluso, realizado nuevos planos de gran detalle (definición de cotas milimétricas), del cauce. Se han utilizado:
Los planos de detalle del cauce se realizaron mediante la introducción de 1.352 puntos altimétricos en el SIG para la cuenca del Genil y 1.988 para la del Monachil, obtenidos a través de la georreferenciación y digitalización de la cartografía del proyecto de encauzamiento.
Una vez generada la cartografía de detalle (N del A), esta se pasa a RAS donde se calculan parámetros tales como; perfiles longitudinales del cauce con los niveles alcanzados, cargas hidráulicas, niveles de agua para distintas secciones, velocidades de flujo en el canal y en los márgenes derecho e izquierdo… todo ello para los caudales de avenida calculados con distintos períodos de retorno.
Por último estos parámetros se exportan a ArcView 3.3 mediante la extensión HECGeoRAS 3.1.1, y allí se tratan realizándose el modelizado 3D para su presentación final.
NOTA DEL AUTOR: Definida en un radio de más de 100 metros desde el eje del río para todo el tramo urbano, en el caso del Genil, y 200 metros en el del Monahil. Esta diferencia se debe a que el río Monachil previsiblemente presentaba un mayor riesgo de inundaciones para períodos de retorno menores, además el cauce se encuentra sobreelevado en muchos puntos, lo que favorece la expansión del flujo. De hecho una vez realizados los cálculos, se ha podido comprobar que en numerosos puntos se sobrepasa este límite.
Por último se realizó una verificación o validación de resultados de la metodología propuesta (sólo para el río Genil). Para ello se utilizaron los laboratorios de hidráulica de la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir (CHG), del Pantano del Cubillas en el T.M. de Atarfe (Granada). Donde, y mediante modelos físicos a escala reducida, se compararon los resultados. Ver Anexo de Documentación Gráfica.
4.2.3. Caracterización de Zonas Inundables
El PLAMIGra 2006 contempla, además, la delimitación de zonas inundables en distintas zonas, que siguiendo las recomendaciones del Plan Andaluz de emergencias ante Inundaciones, son:
Zonas A, de riesgo alto. Son aquellas en las que las avenidas de cincuenta, cien o quinientos años, producirán graves daños a núcleos de población importante. También se considerará zonas de riesgo máximo aquellas en las que las avenidas de 50 años producirían impactos a viviendas aisladas, o daños importantes a instalaciones comerciales o industriales y/o a los servicios básicos. Dentro de estas zonas, y a efectos de emergencia para las poblaciones, se establecerán las siguientes subzonas:
Zonas B, de riesgo significativo. Son aquellas zonas, no coincidentes con las zonas A, en las que la avenida de 100 años produciría impactos a viviendas aisladas, y las avenidas de período de retorno igual o superior a los 100 años, producirían daños significativos a instalaciones comerciales o industriales y/o a los servicios básicos.
Zonas seguras. Son aquellas zonas, no coincidentes con las zonas A ni B, no afectadas por la inundación.
De forma añadida se señalan otros elementos de interés que se indican a continuación:
