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Titulo:

Nombre (s): Rodrigo Israel

González VelázquezSede Regional:

Centro Occidente, Universidad de

Colima Fecha: 17 de

Octubre del 2016.

“INCORPORACIÓNDELAVARIABILIDADCLIMÁTICAENLAESTIMACIÓNDELA

PELIGROSIDADDEINUNDACIÓN:CASODEESTUDIOZONACONURBADACOLIMA–

VILLADEÁLVAREZ.”

1.INTRODUCCIÓN

Los Hidrológicos consisten en determinar la avenida generada por la cuencacon unas determinadas condiciones de escurrimiento ante una tormentadefinida con anterioridad.Por otra parte los métodos estadísticos consisten en la estimación de lacurva de frecuencia de los gastos máximos en una cuenca aforada o de lasprecipitaciones máximas en una cuenca no aforada.

• Existen dos métodos para obtener las avenidas a utilizar, ya sea en el diseño oen la revisión de infraestructura hidráulica, en la planificación de losrecursos hídricos y en los planes de inundación.

Hidrológicos Estadísticos

• Dentro de los métodos estadísticos se encuentra el análisis de frecuencia,en él, los hidrólogos e ingenieros analizando la frecuencia con la queocurren las variables hidrológicas en el pasado, pueden determinar laprobabilidad de excedencia de un determinado evento de interés o lamagnitud de un evento que tiene una probabilidad de excedenciaseleccionada a priori .

Es necesario un cambio de paradigma, pasar del mundo estacionario dondehemos estado trabajando a un mundo no estacionario donde asumamos ladinámica de la naturaleza.

• En un escenario de no estacionaridad la peligrosidad y por tanto el riesgode inundación se ven alterados, de hecho podrían incrementarse en zonasurbanas.

• Ya lo menciono Milly et al. (2008) “ La estacionaridad esta muerta y nodebe ser revivida”

• Por lo tanto debemos proponer nuevos modelos estadísticos que permitanmodelar las variables hidrológicas en un contexto no estacionario.

El método del análisis de frecuencias se basa para su aplicación en doshipótesis:

• La primera es que las series son independientes• La segunda consiste en que las series deben ser idénticamente

distribuidas, lo cual implica que en la serie se presente estacionaridad.

Clave Nombre Municipio Longitud Latitud Altitud Inicio Fin6002 BUENAVISTA CUAUHTEMOC -103.6133 19.2619 622 1921-01 2013-066007 COMALA COMALA -103.7306 19.3289 735 1950-10 2013-066008 COQUIMATLAN COQUIMATLAN -103.8064 19.2114 354 1948-10 2013-066009 CUAUHTEMOC (DGE) CUAUHTEMOC -103.6072 19.3381 922 1960-01 2013-066014 PEÑITAS COMALA -103.7936 19.3619 637 1957-09 2013-066015 LOS ORTICES COLIMA -103.7456 19.1178 350 1962-05 2013-066017 MADRID TECOMAN -103.8839 19.1122 195 1970-03 2013-066021 QUESERIA CUAUHTEMOC -103.5708 19.3908 1253 1961-07 1998-066024 TEPAMES (SMN) COLIMA -103.6203 19.0994 465 1950-10 1974-126040 COLIMA (DGE) COLIMA -103.7131 19.2167 500 1950-01 2013-066041 CUAUHTEMOC (SMN) CUAUHTEMOC -103.6000 19.3167 940 1947-12 1973-106043 TEPAMES (DGE) COLIMA -103.6206 19.1003 469 1958-06 2013-066052 E.T.A. 254 COMALA COMALA -103.7261 19.3122 706 1975-01 2013-066056 LA ESPERANZA COQUIMATLAN -103.8608 19.1717 262 1981-12 2013-066071 TRAPICHILLOS COLIMA -103.5242 19.1622 552 1984-03 2013-066075 EL ALGODONAL COQUIMATLAN -103.9661 19.2417 407 1984-04 2013-06

Secompletaronloshuecosenlosregistrosdeprecipitaciónconel

métododelinversodeladistanciaIDW

2.CASODEESTUDIO

Cuenca N1 (Arroyo el Trejo) 83.45

2 (Arroyo de Pereira) 81.933 (Río de Colima) 80.01

0.000

0.100

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35

Hietograma Unitario Adimensional

% Unitario

Sedeterminóunhidrogramaadimensional

paradistribuirlaprecipitación,paralocualseanalizóladuracióndelastormentasenlaEMAlocalizadaenlaciudadde

Colima.

Precipitaciónmedia:PolígonosdeThiessen

Subcuenca1Subcuenca2Subcuenca3m2 10379707 25731315 56323956Km2 10.379707 25.731315 56.323956

Áreas

Lastrescorrientesnocuentanconinformacióndeaforos,porloqueseutilizóunmodelodetransformación

lluvia‐escurrimiento.Laprecipitaciónefectivasecalculóutilizandoelmétododel

númerodecurvadelaSoil

ConservationService.

METODOLOGÍA:MODELOSESTACIONARIOSYNOESTACIONARIOS

Gamma2parámetros Gumbel

GumbelDoble

LogNormal2

parámetros

ValoresExtremos

500 6.21 246.868 260.67 253.914 276.501 281.619200 5.30 226.149 234.172 238.278 246.301 249.206100 4.60 209.951 214.087 226.31 223.878 225.35854 3.98 220 195.0549 196.1715 215.3382 204.1568 204.595627 3.28 211 177.561 175.8852 201.9899 182.0689 181.651518 2.86 208 166.8525 163.9005 192.894 169.1077 168.373113.5 2.56 186 158.9819 155.3118 184.8319 159.8471 158.981410.8 2.33 180.6 152.689 148.5818 175.6913 152.6024 151.69379 2.14 170 147.4048 143.0255 160.2965 146.6272 145.724

7.71 1.97 141 142.8221 138.2774 146.1169 141.5247 140.6566.75 1.83 140.5 138.7562 134.1193 137.2724 137.0587 136.2436 1.70 140 135.0865 130.4104 130.8235 133.0768 132.32645.4 1.59 118 131.7302 127.0545 125.7192 129.4753 128.79854.91 1.48 116 128.6277 123.9828 121.477 126.1801 125.5825

FUNCIONESDEDISTRIBUCIÓN

Tr YiValor

Registrado/Observado Valor

AjustadoV./Calculado

ValorAjustado/Calculado




0

100

200

300

‐1.50 ‐1.00 ‐0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00

P (m

m)

Tr (Yn)

6009

Valor Registrado / Observado Gamma 2 parámetrosGumbel Gumbel DobleLog Normal 2 parámetros Valores Extremos

Modelo μ(mu) σ(sigma)

Modelo0:Estacionario Constante ConstanteModelo1:Noestacionario Constante LinealModelo2:Noestacionario Constante SplinesCubicas1Modelo3:Noestacionario Lineal Constante

Modelo4:Noestacionario Lineal Lineal

Modelo5:Noestacionario Lineal SplinesCubicas1

Modelo6:Noestacionario SplinesCubicas1 Constante

Modelo7:Noestacionario SplinesCubicas1 Lineal

Modelo8:Noestacionario SplinesCubicas2 SplinesCubicas1



Modelo11:Noestacionario SplinesCubicas Lineal

Modelo12:Noestacionario Lineal SplinesCubicas1Estación

MeteorológicaModeloseleccionadoporAIC

6002 MODELONO.36008 MODELONO.96009 MODELONO.36040 MODELONO.26052 MODELO NO 4

• Después se utilizó el criterio AIC, el cual mide la calidad relativa de un modelo estadísticopara un conjunto dado de datos.

• Cabe resaltar que las variables mu y sigma, son las que utilizan en la función dedistribución log normal 2 parámetros.

donde k es el númerode parámetros en elmodelo estadístico ,y L es el máximo valorde la función deverosimilitud para elmodelo estimado.

MODELACIÓNLLUVIA‐ ESCURRIMIENTOSeutilizóelmodeloHEC‐HMSparalaimplementacióndelmodelolluvia‐escurrimiento.

FDP GD FDP LG2P FDP GD FDP LG2P FDP GD FDP LG2P FDP GD FDP LG2P FDP GD FDP LG2P

1 (Arroyo el Trejo) 10.38 68.5 76 110.3 99.8 192.8 130.9 234 156.8 267.7 182.6

2 (Arroyo de Pereira) 25.73 144.1 158.6 235.7 199.9 365.7 250.8 437.2 295.2 494.2 337.4

3 (Río de Colima) 56.32 270.9 292.6 433.6 368.5 617.8 464.1 714 544.2 792.3 621.7

SIN VARIABILIDAD CLIMÁTICA

Subcuenca Área (km2) Tr=5años Tr=10 años Tr=25 años Tr=50 años Tr=100 años Tr=5años Tr=10 años Tr=25 años Tr=50 años Tr=100 añosFDP LG2P FDP LG2P FDP LG2P FDP LG2P FDP LG2P

123.6 172.3 241.6 298.2 359.1

231.2 313.3 428.7 521.8 620.5

379.5 500.7 667.3 800 939.3

CON VARIABILIDAD CLIMÁTICA

Subcuenca1 Subcuenca2 Subcuenca3ĥpTr5 123.10 119.07 122.24ĥpTr10 149.33 141.87 145.22ĥpTr25 182.51 169.35 173.40ĥpTr50 209.81 192.90 196.50ĥpTr100 236.64 215.00 218.62

Subcuenca1 Subcuenca2 Subcuenca3ĥpTr5 174.85 158.82 148.50ĥpTr10 225.94 202.42 183.98ĥpTr25 297.20 262.21 231.54ĥpTr50 354.92 309.94 268.82ĥpTr100 416.48 360.26 307.63

MODELACIÓNHIDRODINAMICADELFLUJOENLOSCAUCESYLLANURASDE

INUNDACION

MODELOTREJO

Tr100años

MODELORIOCOLIMAMODELACIÓN DE 34 HORAS

Diferentestamañosdemalla

encolores.

MapasdePeligrosidad

Mapas de Peligrosidad

Rango de la profundidad del agua en

metros (Y)

Peligro Color

Y ≤ 0.3 Muy Bajo Verde Fuerte

0.3 < Y ≤ 0.8 Bajo Verde Bajo

0.8 < Y ≤ 1 Medio Amarillo

1 < Y ≤ 2 Alto Naranja

Y > 2 Muy Alto Rojo

CONCLUSIONES• Comparando los resultados estacionarios con los no estacionarios, se observa

que:‐para un periodo de retorno de 5 años, la avenida máxima crece en un28%;‐un periodo de retorno de 10 años crece un 35%;‐hasta llegar a que en un Tr de 100 años, este incrementa 55%.

• Por lo que las lluvias que antes se presentaban cada 100 años, ahora se puedenpresentar cada 30 o 50 años.

• Un paso futuro a esta investigación, seria realizar las modelaciones pertinentespara los arroyos Manrique y Jazmín, los cuales se encuentran en la zonaconurbada también, pero en la parte del municipio de Colima

•Otradelasideaspordesarrollar,seríaelconseguirinformaciónactualdelatopografíaybatimetríadelosríos,yconestahacerlasnuevasmodelaciones.•ElmayorgradodepeligrosidadporinundaciónenlazonaconurbadaColima–VilladeÁlvarez,seencuentraprincipalmenteenlazonacentro‐sur,siendolamenosafectadalazonanorte.

AGRADECIMIENTOS

• Al Dr. Jesus Lopez De la Cruz, por ser mi asesor, mi mentor, mi maestro y miamigo.

• Al PRODEP por brindarme el apoyo económico para realizar este trabajo deinvestigacion.

• A CONAGUA por facilitarme información de la batimetría del arroyo el Trejo.• A la Facultad de Ingenieria Civil de la Universidad de Colima, por ser mi alma

mater, por la cual he luchado y he querido ponerla en lo mas alto.• Gracias a mis maestros, a mis padres, a los directivos y a todos; este trabajo es

para mi amado estado, Colima.

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