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Título: DELIMITACION DE AREAS DE RIESGO HIDRICO EN SANTA FE Y SANTO TOME (19/11)
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Argentina - 19/11/2004
El Ministerio de Asuntos Hídricos procede a efectuar el seguimiento de los trabajos que el Instituto Nacional del Agua realiza en la delimitación de Áreas de Riesgo Hídrico en las ciudades de Santa Fe y Santo Tomé.
El Ministerio de Asuntos Hídricos procede a efectuar el seguimiento de los trabajos que el Instituto Nacional del Agua realiza en la delimitación de Áreas de Riesgo Hídrico en las ciudades de Santa Fe y Santo Tomé.
Las tareas las venimos desarrollando en conjunto con el CFI (Consejo Federal de Inversiones), desde el 18 de octubre del corriente año, fecha en la cual se firmó el contrato respectivo, señala el Ministro de Asuntos Hídricos Alfredo Raparo.
D De esta manera, se dispondrá de una cartografía actualizada, adecuada y accesible con
la de limitación de áreas de riesgo por inundación como base para el planeamiento y la
toma de decisiones, advierte Alfredo Raparo.
El Area de Estudio esta circunscripta a la zona de influencia de las crecidas del río Paraná y del río Salado, sobre el ejido urbano y semiurbano de las ciudades de Santa Fe y Santo Tomé.
A su vez el Plan de trabajo y la metodología propuesta, se adecuan a las diferencias que existen en las características morfológicas e hidrológicas entre los sistemas del río Salado y ríos Paraná, Colastiné, Leyes y Laguna Setúbal, que dan lugar a procesos de crecidas e inundación que se manifiestan en forma diferente. Por lo cual se ha creído conveniente separar el plan de trabajos en, Sistema Salado y Sistema Paraná.
Con relación a la escala a utilizar, se señala el desarrollo de las hojas en E: 1:10.000, contemplándose en los planos la planialtimetría básica, las curvas de nivel con equidistancia cada 0.50 m, las obras principales de infraestructura vial, de defensa, de construcciones hidráulicas y las franjas de áreas bajo riesgo de inundación para cada una de las situaciones hídricas analizadas, se expresa desde el Ministerio de Asuntos Hídricos.
También, en la actualización del estudio de delimitación de Áreas de Riesgo Hídrico en Santa Fe, se contemplarán tareas que técnicamente, se señalan a continuación:
SISTEMA RIO SALADO
En el Sistema río Salado se desarrollarán las siguientes tareas:
Hidrología
Se ampliarán las series históricas de niveles y caudales diarios medidos desde 1991 al presente por la Subsecretaria de Recursos Hídricos de la Nación, por la Dirección Provincial de Obras Hidráulicas, la Dirección Nacional de Construcciones Portuarias y datos complementarios de las crecidas de 1998 y 2003 medidos por el Instituto Nacional del Agua. De esta manera se podrá caracterizar las crecidas históricas y realizar los estudios estadísticos en las estaciones hidrométricas de interés ubicadas sobre la ruta provincial Nº 70, en INALI y en el puerto Santa Fe.
Topografía
Se realizarán tareas topográficas a efectos de vincular y completar la información existente referida a los nuevos asentamientos, a obras de defensa, de canales, vías de comunicación y a completar áreas con nula o escasa información planimétrica y/o planialtimétrica.
· 30 Km. Nivelación geométrica de precisión.
· 200 Km. Nivelación geométrica de perfiles vinculados
· 20 Km. Relevamientos topográficos de obras
· 20 Km. Topografía de vinculación
· Levantamientos planimétricos utilizando estación total y/o GPS diferencial submétrico para levantamientos de algunas obras civiles que se ubican dentro del área de estudio.
Elaboración de cartas planialtimétricas básicas.
Se elaborarán las hojas actualizadas en escala 1:10.000. En cada una de las hojas se volcarán la planialtimetría, las curvas de nivel de 0.5 m de equidistancia y demás detalles cartográficos referidos a obras de defensa, obras de comunicación vial y férrea, áreas urbanizadas, obras de drenaje de desagües pluviales, infraestructura y otros elementos de interés en relación a las afectaciones que producen las inundaciones, desde la franja de riesgo nulo a la franja de máximo riesgo de inundación. La subdivisión de las hojas referidas, corresponden a la generada en el informe anterior y podrán ser modificada de conformidad con el comitente, si las necesidades lo requieren y sin que ello implique un cambio del área de estudio. Todas las hojas serán referidas planimetricamente al sistema geodésico oficial de la provincia y altimetricamente al Instituto Geográfico Militar.
Selección y análisis de crecidas.
Se analizarán las crecidas extraordinarias del río Paraná en 1992 y 1998 y las crecidas extraordinarias del río Salado en 1973, 1998 y 2003 y de crecidas superpuestas de mayor significación con ocurrencias simultáneas.
Se incluirá además la crecida de diseño de las obras de defensa de la zona oeste de la ciudad, utilizada para los tramos I, II y III (a construir).
Modelación hidrodinámica y determinación de perfiles hídricos
Se realizará una aplicación del modelo hidrodinámico unidimensional ISIS Flow desarrollado por el Instituto Wallingford, con el objetivo de representar matemáticamente el comportamiento del río Salado en el tramo especificado y con las crecidas mencionadas en el párrafo anterior, que constituyen las crecidas máximas históricas registradas en este tramo de río.
Además, se generarán perfiles hídricos, para las siguientes combinaciones de situaciones:
Ø En régimen permanente: variaciones de caudales del río Salado entre (1000 m3/s a 6000 m3/s cada 1000 m3/s) en aguas arriba. El nivel de aguas abajo corresponderá a niveles equivalente en el puerto de Santa Fe para un HTr5 , HTr50 , HTr100.
Ø En régimen impermanente: Análisis del comportamiento de una crecida del río Paraná (tipo año 1983 por su extensión) que se desarrolla simultáneamente con la ocurrida en el año 2003 en el río Salado.
Implementación y resultados obtenidos del modelo
El escenario de modelación del río Salado corresponde a un tramo de río, comprendido entre la ruta provincial Nº 6, condición de borde de aguas arriba donde se generará una curva altura–caudal a partir de la información hidrométrica medida en la ruta provincial Nº 70 refrendada con información de alturas máximas medidas en las crecidas históricas y su desembocadura en el paraje denominado 4 Bocas sujeta a las variaciones del río Paraná, que resulta la condición de borde de aguas abajo, con información hidrométrica existente y generada por el modelo hidrodinámico del río Paraná para las condiciones hidrológicas planteadas. Dentro de este espacio físico, se caracteriza el tramo de río con secciones espaciadas separadas entre si, con longitudes variables. Cada sección se compone por un cauce principal y un valle de inundación donde hay áreas de almacenamiento con velocidades pequeñas o despreciables.
Calibración y explotación del modelo hidrodinámico
A partir de un ajuste de parámetros realizados en la calibración de la crecida del primer semestre del año 1998, se aplicará el modelo a la crecida ocurrida durante abril-mayo del año 2003, siendo ésta última, la mayor crecida histórica registrada y a la ocurrida en el año 1973. También se realizará aplicaciones para los caudales de interés y para el análisis de la crecida hipotética de ocurrencias simultáneas.
Perfiles transversales
A partir de las determinaciones de niveles máximos alcanzados durante las simulaciones de las diferentes crecidas se elaborarán perfiles transversales donde se analizarán los niveles que alcanzaría el río en función de las obras actuales de defensa y viales, de las obras civiles futuras con un proyecto ya definido y de la situación de que no hubiera ninguna obra civil que afecte al valle de inundación. De esta manera se producirán las áreas de afectación en el área urbana de las ciudades de Santa Fe y Santo Tomé.
Elaboración de cartas de riesgo por inundación
En la cartografía básica detallada, se volcarán las áreas sujetas a inundación para cada uno de los estados hídricos analizados. Se marcarán las áreas comprendidas entre riesgo máximo y riesgo nulo, siendo esta última la que le corresponde a la crecida media anual.
Se analizarán los diferentes estados hídricos obtenidos de la aplicación del modelo y de las crecidas históricas mencionados.
Elaboración de una base GIS
Se generará un proyecto GIS, en el sistema ARC VIEW, dónde se volcarán la información básica planialtimétrica georeferenciada, la información existente relativo a cuencas urbanas, redes de desagües, estaciones de bombeo y obras civiles actuales y proyectadas y la información de los perfiles hídricos de acuerdo a las diferentes curvas de riesgo hídrico. Las capas corresponderán a:
· Plano básico que incluye las curvas de niveles y las obras civiles existentes y a futuro.
· Las curvas de riesgo hídrico con las obras civiles (terraplenes de defensa).
· Las curvas de riesgo hídrico sin las obras civiles (terraplenes de defensa).
· Fotografías aéreas e imágenes satelitales.
· Relevamiento topográfico realizado para este trabajo.
Producción de las cartas de riesgo hídrico.
Se producirán cartas de riesgo hídrico de origen fluvial (sistema río Salado) para una escala de 1:10.000 donde se volcarán en cada una, la envolvente de los niveles máximos de:
Ø Las crecidas históricas 1973, 1998, 2003
Ø Las crecidas para los caudales de 1000 m3/s, 2000 m3/s, 3000 m3/s y los niveles para HpTr5, HpTr50, HpTr100.
Ø Las crecidas para los caudales de 4000 m3/s, 5000 m3/s, 6000 m3/s y los niveles para HpTr5, HpTr50, HpTr100.
Informe final Sistema río Salado
Se realizará un informe final en el que contará: la metodología empleada, los resultados obtenidos de cada situación analizada, la información topográfica generada (fotocopias de libretas de campo y archivos de topografía), archivos de entrada y salida de los escenarios hidrológicos aplicados en el modelo ISIS Flow y archivo de trabajo del GIS ARC VIEW.
SISTEMA RÍO PARANÁ
En el Sistema río Paraná, se desarrollarán las siguientes tareas:
Topográfica, cartográfica y aerofotográfica
Se utilizará la información topográfica, cartográfica y aerofotográfica usada y se actualizará con la generada en distintos trabajos realizados y a realizarse.
Hidrología
Se ampliarán las series históricas de niveles y caudales diarios medidos desde 1991 al presente por la Subsecretaria de Recursos Hídricos de la Nación, por la Dirección Provincial de Obras Hidráulicas (Hoy, bajo la órbita del Ministerio de Asuntos Hídricos), la Dirección Nacional de Construcciones Portuarias y datos complementarios de las crecidas de 1992, 1998 y 2003. De esta manera se podrá caracterizar las crecidas históricas y realizar los estudios estadísticos en las estaciones hidrométricas de interés.
Topografía
Se realizarán tareas topográficas a efectos de vincular y completar la información existente referida a los nuevos asentamientos, a obras de defensa, de canales, vías de comunicación y a completar áreas con nula o escasa información planimétrica y/o planialtimétrica.
· 32 Km. Nivelación geométrica de precisión.
· 250 Km. Nivelación geométrica de perfiles vinculados
· 20 Km. Relevamientos topográficos de obras
· 25 Km. Topografía de vinculación
· Levantamientos planimétricos utilizando estación total y/o GPS diferencial submétrico para levantamientos de algunas obras civiles que se ubican dentro del área de estudio.
La nivelación de precisión se desarrollará a lo largo de la ruta provincial Nº 1 con cierres parciales por poligonales que seguirán trazas de defensas existentes.
Los perfiles de nivelación seguirán trazas de caminos y deslindes parcelarios transversales a la ruta provincial Nº 1, estarán referidos a puntos fijos de la poligonal de precisión y vincularán el pelo de agua de la laguna Setúbal al Oeste con el pelo de agua del sistema Ubajay – Colastiné por el Este. La ubicación a modo preeliminar de la nivelación geométrica de los perfiles vinculados se muestra en el plano adjunto.
Elaboración de cartas planialtimétricas básicas.
Se elaborarán las hojas actualizadas en escala 1:10.000. En cada una de las hojas se volcarán la planialtimetría, las curvas de nivel de 0.5 m de equidistancia y demás detalles cartográficos referidos a obras de defensa, obras de comunicación vial y férrea, áreas urbanizadas, obras de drenaje de desagües pluviales, infraestructura y otros elementos de interés en relación a las afectaciones que producen las inundaciones, desde la franja de riesgo nulo a la franja de máximo riesgo de inundación. La subdivisión de las hojas referidas, corresponde a la generada en el informe anterior y podrán ser modificada de conformidad con el comitente, si las necesidades lo requieren y sin que ello implique un cambio del área de estudio. Todas las hojas serán referidas planimétricamente al sistema geodésico oficial de la provincia y altimetricamente al Instituto Geográfico Militar.
Determinación de perfiles hídricos para distintas situaciones de crecidas. Análisis del Comportamiento del área en situación de crecidas.
En grandes ríos como lo es el Paraná, una crecida puede ser de distinta importancia según la variable que se analice y la manifestación de la misma se da en forma diferente a lo largo de todo el tramo. Si bien existen relaciones entre estas variables, cada una mide características distintas de un mismo fenómeno. Como resultado de todo esto, es difícil e incorrecto (en muchos casos), asignar en forma unívoca una recurrencia fija a una determinada crecida, a lo largo de todo un tramo de curso.
De esta forma una crecida tendrá tantos valores de recurrencia más o menos parecidos, según la variable hidrológica analizada y la sección o tramo del río donde se analicen los datos de dicha variable.
La variable original en una sección determinada de un curso de agua es su caudal, considerando a éste como el resultado de todos los aportes provenientes de aguas arriba. Los niveles que alcanza el agua en la misma sección dependen de la configuración geométrica de la misma y de las características de pendiente y rugosidad del tramo aguas arriba y aguas abajo.
Las crecidas de diseño están en directa relación con el tipo de obra o medida no estructural de interés, siendo particularmente importante en este caso la manera en que se determinan las alturas o cotas máximas.
El río Paraná, a través de su dinámica fluvial erosiona y sedimenta permanentemente dentro de su valle aluvial, modificando la forma de su sección y variando también su rugosidad por evolución y cambio de vegetación y de formas emergentes. De tal forma, la curva de gasto que trata de vincular el caudal escurrido con el nivel que se produce en la sección, además de ser no lineal, es variable temporalmente.
El procedimiento se complica cuando no se dispone de secciones de control y medición de caudales confiables, que abarquen la totalidad de la sección del escurrimiento y que permitan establecer curvas H?Q seguras. Esta situación se da en el tramo medio del río Paraná, donde el valle de inundación adquiere proporciones tales que hacen muy difícil en las grandes crecidas la medición de caudales que pasan por una sección completa. En general se determina con buena aproximación el caudal que pasa por el curso principal y por los brazos más importantes, pero no es fácil hacerlo en la zona de islas y de desbordes.
En general, en la mayoría de los estudios hidrológicos y de determinación de parámetros de diseño del tramo, se utilizan las crecidas de diseño determinadas a partir de los datos de caudales de Corrientes, estación ubicada en el inicio del denominado Paraná Medio, para luego ser transitadas las mismas en la zona de interés, a través de diferentes tipos de modelación.
Se ha verificado tanto por las observaciones de crecidas reales como a través de las simulaciones de grandes crecidas, que la forma del hidrograma tiene directa incidencia en las alturas máximas alcanzadas, debiendo en este caso analizarse la forma mas apropiada para cada una de las recurrencias a utilizar.
Por lo tanto la metodología propuesta para la definición de las envolventes de riesgo por inundación es la siguiente:
1. Actualización de análisis de recurrencia de caudal pico, volumen y duraciones de crecidas en la estación Corrientes (La última actualización disponible respecto a análisis de frecuencia de estas variables llega hasta el año 2000, por lo que se propone actualizar el análisis incluyendo eventos registrados hasta septiembre de 2003, inclusive)
Análisis de las formas de las crecidas reales ocurridas en el período 1961-2003 y selección de las representativas por rango de caudales máximos. Análisis de la evolución de las diferentes crecidas en los distintos puntos de paso de la Ruta Nacional N º 168 (puente Oroño y aliviadores) y arroyo Leyes, e identificación de los procesos de ocupación del valle de inundación con relación al comportamiento de las crecidas analizadas (al igual que en el punto anterior, se dispone en estudios antecedentes de análisis que llegan hasta el año 2000 para la estación Corrientes. Para la
2. Sección de la Ruta Nacional N° 168 se dispone solamente del análisis – y en algunos casos no completo - del comportamiento de las crecidas de 1983, 1992 y 1998).
· Seleccionar del análisis anterior una o dos formas características de crecidas.
§ Determinación de hidrogramas característicos para recurrencias de 2, 5, 10, 25, 50, 100 y 500 años (rango de caudales máximos aproximadamente entre 30000 m3/s y 77000 m3/s).
§ Análisis de frecuencia de alturas máximas anuales en las estaciones hidrométricas del tramo, con información entre 1960 y 2003.
§ Selección de crecidas reales que puedan considerarse representativas de determinadas recurrencias.
Elaboración de cartas de riesgo por inundación.
En la cartografía básica detallada, se volcarán las áreas sujetas a inundación para cada uno de los estados hídricos analizados. Se marcarán las áreas comprendidas entre riesgo máximo y riesgo nulo, siendo esta última la que le corresponde a la crecida media anual.
Se analizarán los diferentes estados hídricos obtenidos de la aplicación del modelo y de las crecidas históricas mencionados.
Modelación hidrodinámica y determinación de perfiles hídricos
Se realizará una aplicación del modelo hidrodinámico unidimensional en redes con el objetivo de representar matemáticamente el comportamiento del río Paraná durante las crecidas mencionadas y generar perfiles hídricos para los caudales de interés.
El modelo representa el río entre las secciones Estancia Santa Cruz (cercana a la localidad santafesina de San Javier) y la sección Diamante. Las secciones límites han sido establecidas a suficiente distancia de la zona de estudio, de manera tal que no sean afectadas por las modificaciones del flujo causadas por las mismas. Además, las secciones extremas cumplen con las condiciones de modelación de reunir todo el río en un perfil único con el flujo paralelo a las costas (condición de unidimensionalidad) Es una actualización.
En el sistema, el flujo del río Paraná es muy complejo, debido a la multiplicidad de cauces con sus respectivos valles de inundación existentes, siendo los principales: río San Javier, cauce principal del río Paraná, Arroyo Leyes, Arroyo Potrero, Arroyo Ubajay, río Colastiné, río Colorado, río Colastinecito. En consecuencia se seleccionó para este estudio el modelo de redes de cauces unidimensionales. El mismo permite representar las corrientes de agua con una precisión en concordancia con los objetivos de esta modelación.
Características generales
El modelo de escurrimiento en red de canales utilizado en este trabajo se basa en las ecuaciones de Saint Vennant para flujo impermanente, constituyendo un sistema hiperbólico de ecuaciones diferenciales. Además son adoptadas para contemplar tanto el escurrimiento en el cauce principal como en el valle de inundación, bajo la hipótesis de que existe el mismo nivel de agua en ambos y por lo tanto no hay pendiente transversal.
Configuración del sistema
El modelo esquematiza al sistema por medio de un conjunto de ramas interconectadas. Las ramas se conectan entre sí a través de nodos o uniones internas. Hay dos tipos de nodos:
a) Interno: es el lugar donde se unen 2 o más ramas;
b) Externo: es el lugar donde son especificadas condiciones de borde externas y que pertenece a una sola rama.
Condiciones iniciales, de borde externa e interna
Para resolver las ecuaciones dentro de una región delimitada es necesario conocer las condiciones iniciales y de borde o contorno de las variables dependientes.
a) Condiciones iniciales: son los valores iniciales de las variables altura y caudal en todas las secciones transversales.
b) Condiciones de borde externas: como el régimen de escurrimiento es subcrítico corresponde aplicar una condición de borde aguas arriba y otra aguas abajo.
c) Condición de nodo: En las uniones de ramas se deben cumplir las condiciones de conservación de masa e igualdad de niveles.
Producción de las cartas de riesgo hídrico.
Se producirán cartas de riesgo hídrico de origen fluvial (sistema río Paraná) para una escala de 1:10.000 donde se volcarán en cada una, la envolvente de los niveles máximos de:
Ø Las crecidas históricas que puedan considerarse representativas de determinadas recurrencias.
Ø Las crecidas “teóricas” para caudales picos comprendidos entre un rango de caudales máximos de aproximadamente 30000 m3/s a 77000 m3/s con variaciones cada 5000 m3/s.
Elaboración de una base GIS
Se generará un proyecto GIS, en el sistema ARC VIEW, dónde se volcarán la información básica planialtimétrica georeferenciada, la información existente relativo a cuencas urbanas, redes de desagües, estaciones de bombeo y obras civiles actuales y proyectadas y la información de los perfiles hídricos de acuerdo a las diferentes curvas de riesgo hídrico. Las capas corresponderán a:
· Plano básico que incluye las curvas de niveles y las obras civiles existentes y a futuro.
· Las curvas de riesgo hídrico con las obras civiles (terraplenes de defensa).
· Las curvas de riesgo hídrico sin las obras civiles (terraplenes de defensa).
· Fotografías aéreas e imágenes satelitales.
· Relevamiento topográfico realizada para este trabajo.
Informe final Sistema río Paraná
Se realizará un informe final de la obra completa en el que contará: la metodología empleada, los resultados obtenidos de cada situación analizada, la información topográfica generada (fotocopias de libretas de campo y archivos de topografía), archivos de entrada y salida de los escenarios hidrológicos aplicados en el modelo hidrodinámico y archivo de trabajo del GIS ARC VIEW.
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