Modelación hidrodinámica para estimar escenarios de inundación bajo diferentes regímenes de precipitación. aplicación al río Sinú, tramo Montería
La modelación numérica es una herramienta fidedigna para determinar áreas susceptibles de inundación siendo esta la razón fundamental para identificar los puntos de desborde causadas por eventos típicos y extraordinarios de precipitación, en la región media del rio Sinú (tramo Montería). Para el des...
- Autores:
-
Hernández Sibaja, Gerardo Cusi
Ruíz Hernández, Andrés Felipe
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad de Córdoba
- Repositorio:
- Repositorio Institucional Unicórdoba
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/4478
- Palabra clave:
- Inundación
Modelación
Periodo de retorno
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La modelación numérica es una herramienta fidedigna para determinar áreas susceptibles de inundación siendo esta la razón fundamental para identificar los puntos de desborde causadas por eventos típicos y extraordinarios de precipitación, en la región media del rio Sinú (tramo Montería). Para el desarrollo sustancial de esta investigación se generó en primer lugar una simulación hidrológica la cual evaluó el comportamiento de las precipitaciones en la cuenca media, teniendo en cuenta parámetros morfométricos, uso y cobertura del suelo, un modelo de elevación digital e información hidrometereológica, generando unos resultados confiables como la extrapolación de lluvias máximas en 24 horas, determinación del CN , generación curvas IDF, hietogramas de los periodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 y 100 años ,generados en el software IDF tormenta los cuales son el sustento de los hidrograma generados en el software Hec-Hms, siendo estos la base principal de la simulación hidrodinámica. De esta manera en la implementación del modelo hidrodinámico Iber se configuraron aspectos esenciales, como la geometría del modelo, la cual se adaptó eficientemente a las condiciones de la zona de estudio, además, comprobando la certeza del modelo se calibró y validó por medio de los datos reales de niveles medidos por la estación limnimétrica Montería, obteniéndose una prueba de bondad de ajuste muy buena con resultado de NSE 0.75 y 0.73 para calibración y validación respectivamente. Finalmente, se generó una zonificación de la inundación para cada periodo de retorno evidenciándose mayores afectaciones a partir del Tr 20 en ambas márgenes del rio, de esta manera se puede identificar qué lugares necesitan medidas oportunas de gestión de riesgo para la toma de decisiones y mitigación de posibles impactos. |
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Torres Bejarano, Franklin Manuel4a875182-eb5e-42c3-9fd2-760bdba31fa8-1Hernández Sibaja, Gerardo Cusi27c9519a-41b8-4fec-937e-321efb46cd7f-1Ruíz Hernández, Andrés Felipeb1aa6dbb-ca19-4f00-a1a4-a5848c105e77-12021-09-15T17:51:59Z2021-09-15T17:51:59Z2021-09-06https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/4478La modelación numérica es una herramienta fidedigna para determinar áreas susceptibles de inundación siendo esta la razón fundamental para identificar los puntos de desborde causadas por eventos típicos y extraordinarios de precipitación, en la región media del rio Sinú (tramo Montería). Para el desarrollo sustancial de esta investigación se generó en primer lugar una simulación hidrológica la cual evaluó el comportamiento de las precipitaciones en la cuenca media, teniendo en cuenta parámetros morfométricos, uso y cobertura del suelo, un modelo de elevación digital e información hidrometereológica, generando unos resultados confiables como la extrapolación de lluvias máximas en 24 horas, determinación del CN , generación curvas IDF, hietogramas de los periodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 50 y 100 años ,generados en el software IDF tormenta los cuales son el sustento de los hidrograma generados en el software Hec-Hms, siendo estos la base principal de la simulación hidrodinámica. De esta manera en la implementación del modelo hidrodinámico Iber se configuraron aspectos esenciales, como la geometría del modelo, la cual se adaptó eficientemente a las condiciones de la zona de estudio, además, comprobando la certeza del modelo se calibró y validó por medio de los datos reales de niveles medidos por la estación limnimétrica Montería, obteniéndose una prueba de bondad de ajuste muy buena con resultado de NSE 0.75 y 0.73 para calibración y validación respectivamente. Finalmente, se generó una zonificación de la inundación para cada periodo de retorno evidenciándose mayores afectaciones a partir del Tr 20 en ambas márgenes del rio, de esta manera se puede identificar qué lugares necesitan medidas oportunas de gestión de riesgo para la toma de decisiones y mitigación de posibles impactos.RESUMEN .................................................................................................................... xiiiABSTRACT ................................................................................................................... xiv1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 152. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ............................................................................ 182.1. Estado del arte ................................................................................................... 182.2. Modelación numérica aplicada a la simulación de inundación ......................... 222.3. Modelo bidimensional Iber ............................................................................... 232.3.1. Ecuaciones en el software Iber aplicadas a la hidrodinámica .................... 232.3.2. Condiciones de contorno ............................................................................ 243. MATERIALES Y MÉTODOS.............................................................................. 253.1. TIPO DE ESTUDIO .......................................................................................... 253.2. ÁREA DE ESTUDIO ........................................................................................ 253.3. DISEÑO METODOLÓGICO ........................................................................... 263.3.1. Campaña de medición batimétrica ............................................................. 263.3.2. Pre-procesamiento de datos........................................................................ 273.3.2.1. Adquisición y procesamiento del Modelo de Elevación Digital (DEM) 273.3.2.2. Características morfométricas generales de la cuenca ........................... 283.3.2.3. Clasificación de la cuenca en subcuencas .............................................. 293.3.2.4. Cálculo del tiempo de concentración ..................................................... 303.3.2.5. Obtención del número de curva CN ....................................................... 303.3.2.6. Cálculo abstracción inicial (Ia) ............................................................... 313.3.2.7. Adquisición y procesamiento de datos pluviométricos .......................... 323.3.3. Polígonos de Thiessen: Área de influencia de las estaciones sobre la cuenca ... 333.3.4. Ponderación de extrapolación de lluvias máximas en 24 horas ..................... 333.3.5. Cálculo de hietogramas .................................................................................. 343.3.6. Implementación del modelo hidrológico Hec-Hms ....................................... 353.3.7. Calibración del modelo hidrológico Hec-Hms y obtención de hidrogramas. 353.4. Implementación del modelo hidrodinámico ...................................................... 363.4.1. Selección del modelo ................................................................................. 363.4.2. Pre-proceso de datos en el modelo Iber ..................................................... 363.4.2.1. Creación de la geometría del modelo ..................................................... 363.4.2.2. Generación de la malla de cálculo .......................................................... 373.4.2.3. Condiciones de contorno ........................................................................ 373.4.2.3.1. Condición de entrada .......................................................................... 373.4.2.3.2. Condición de salida ............................................................................. 373.4.2.3.3. Condición inicial ................................................................................. 383.4.3. Rugosidad del suelo ................................................................................... 383.4.3.1. Obtención de Manning del río con fórmula de Cowan .......................... 383.4.3.2. Asignación de Manning en Iber ............................................................. 403.4.4. Datos del problema en Iber ........................................................................ 413.5. Calibración y validación del modelo hidrodinámico Iber ................................. 423.6. Determinación de las zonas susceptibles a inundación ..................................... 434. RESULTADOS Y DISCUSIONES ....................................................................... 454.1. Medición batimétrica ......................................................................................... 454.2. Procesamiento del modelo de elevación digital (DEM) .................................... 454.3. Características morfométricas generales de la cuenca ...................................... 464.3.1. Curva hipsométrica .................................................................................... 484.3.2. Resultado clasificación de la cuenca en subcuencas .................................. 494.3.3. Tiempo de concentración ........................................................................... 494.4. Obtención del número de curva CN .................................................................. 504.5. Obtención de abstracción inicial (Ia) ................................................................. 524.6. Selección y área de influencia de las estaciones pluviométricas sobre las subcuencas.................................................................................................................... 534.7. Ponderación de extrapolación de lluvias máximas en 24 horas ........................ 564.8. Hietogramas obtenidos ...................................................................................... 574.9. Calibración del Hec-Hms y generación de hidrogramas ................................... 584.10. Pre-procesamiento de datos en Iber ............................................................... 604.10.1. Generación de la malla de cálculo .......................................................... 604.10.2. Rugosidad del suelo ................................................................................ 624.10.2.1. Obtención Manning del río ................................................................. 624.10.3. Resultados datos del problema en Iber ................................................... 634.11. Resultados calibración y validación de Iber .................................................. 644.12. Escenarios de simulación hidrodinámica ....................................................... 675. CONCLUSIONES .................................................................................................. 836. RECOMENDACIONES ........................................................................................ 847. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 858. ANEXOS ................................................................................................................. 93PregradoIngeniero(a) AmbientalTrabajos de Investigación y/o ExtensiónApplication/pdfTorres Bejarano, Franklin ManuelFacultad de IngenieríaMontería, Córdoba, ColombiaIngeniería AmbientalCopyright Universidad de Córdoba, 2021https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Modelación hidrodinámica para estimar escenarios de inundación bajo diferentes regímenes de precipitación. aplicación al río Sinú, tramo MonteríaTrabajo de grado - PregradoInfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTexthttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_71e4c1898caa6e32InundaciónModelaciónPeriodo de retornoHidrogramasCalibraciónFloodModelingReturn periodHydrographsCalibrationspaAlcaldía de Montería. 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