ing. sebastián garcía estudiante graduado escuela graduada de planificación

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CRECIMIENTO URBANO EN LAS CUENCAS HIDROGRÁFICAS Y SU IMPACTO EN LA PLANIFICACION DEL TERRITORIO: METODOLOGÍA

Ing. Sebastián GarcíaEstudiante GraduadoEscuela Graduada de PlanificaciónU.P.R. Recinto Río Piedras

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INTRODUCCION

Eventos meteorológicos junto al crecimiento de la huella urbana que ha experimentado la isla durante las últimas décadas han traído como consecuencia que concentraciones de población sean vulnerables a eventos de inundación.

1. Planes de Ordenación Territorial se desarrollan en ausencia de estudios de inundación que permitan demostrar los impactos producidos por su implementación.

2. Este trabajo presenta una metodología:a) Estima la capacidad máxima de crecimiento urbano en las cuencas hidrográficas, el cual incluye el

uso de modelos hidrológicos e hidráulicosb) Análisis físico mediante el uso de mapas, fotos aéreas y sistema de información geográfica.

PROPOSITO:El uso de esta metodología permite evaluar los impactos producidos por el crecimiento de la huella urbana y entender el efecto que tiene la implementación de los Planes de Ordenación Territorial sobre comunidades vulnerables a eventos de inundación.

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IMPERMEABILIZACION

La construcción de urbanizaciones, centros industriales y comercios ha sido considerada como la causa principal del aumento de escorrentías superficiales y el incremento de áreas susceptibles a inundación.

Visión Ambiental1. Mayor superficie impermeable

a. Mayor volumen de escorrentíab. Mayor proceso de erosiónc. Acarreo de contaminantes

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CRECIMIENTO URBANODurante décadas se ha llevado a cabo un proceso de crecimiento urbano que ha causado cambios en la cubierta del suelo provocando cambios hidrológicos en las cuencas.

1. daños a la infraestructura del estado (puentes y carreteras)2. aumento a los costos para el manejo de emergencias3. aumento en las pólizas de seguros de vida y propiedad.

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RESPUESTA AL CRECIMIENTO URBANO

1. Eventos de inundación más frecuentes2. Aumento en tamaño en las áreas propensas a inundación.

Inundaciones Eloísa, 1975 Municipio de Utuado

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Municipio de Morovis

Expreso Martínez Nadal, San Patricio Municipio de San Juan

INUNDACIONES URBANAS – Georges (sept-1998)

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INUNDACIONES AL SURESTE Y SUROESTE DE PUERTO RICO: septiembre -2008

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INUNDACIONES ALREDEDOR DEL MUNDO

San Cristóbal República Dominicana, noviembre 2007

Villahermosa Tabasco, Mexico, noviembre 2007

Bogotá, Colombia, marzo 2008 Ref. Google.com - Image

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PLANES DE ORDENACION TERRITORIALEstablecen la ordenación del territorio sin documentar:

1. Efecto hidrológico en las cuencasEj.: aumento en la frecuencia de inundaciones

2. Cambio en la forma de la inundaciones3. Establecimiento de límite máximo de huella urbana.

Retos:4. Uso de herramientas de información

* mapas de inundación, Ej.: Mapas de Inundación de FEMA (FIRM)

2. Ausencia de reglamentación* cuerpos de agua fuera de los limites de estudio de los mapas de inundación

3. No-cumplimiento a la Ley de Política Ambiental (Ley 416 de 22 de septiembre de 2004 que enmienda la Ley 9 de 1970)

* ausencia en el estimado de impactos acumulativos

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AGENCIA FEDERAL PARA MANEJO DE EMERGENCIAS (FEMA) Mapas de Tasas de Seguros de Inundación

Ejemplo: Localización Zona Urbana, Municipio de Humacao

Fecha: abril – 2005 Fecha: diciembre - 2007

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CALCULAR HUELLA URBANA MAXIMA (POT)

El desarrollo de una herramienta para estimar el tamaño máximo de la huella urbana en las cuencas hidrográficas utilizando como criterio la inundación de la superficie del suelo.

1. Evaluación y desarrollo de Planes de Ordenación Territorial

2. Predicción de futuras zonas susceptibles a inundaciones

3. Efecto (inundaciones) como resultado de la implementación de Planes de Ordenación Territorial

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METODOLOGIA

Modelos matemáticos y sistemas de bases de datos que permiten:

1. Estimación de escorrentías en respuesta a eventos de lluvias extremas - HEC-HMS

2. Desarrollo de una base de datos usando interpretación de fotos aéreas - Arc-GIS

3. Agrupación y manejo de datos geoespacial - Arc-Hydro

4. Estimación del tamaño de la inundación y cauce mayor del cuerpo de agua - HEC-RAS

a) Análisis de agostamiento

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LEVANTAMIENTO DE DATOS

1. Interpretación de Fotos Aéreas

2. Datos Climáticos

3. Desarrollo de Modelo Hidrológico

4. Desarrollo de Modelo Hidráulico

5. Análisis de Resultados

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Arc-Hydro

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HIDROLOGIA (HEC-HMS) Simulador de Lluvia-escorrentía para cuencas hidrográficas

1. Ayuda a la solución de problemas tales: estimación de caudales en cuencas urbanas y rurales.

2. Simulador usado directa o en unión a otros simuladores

3. Estudios de impactos de desarrollos futuros, diseño de embalses, regulación de zonas inundables y operación de sistemas.

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HIDRAULICA (HEC-Ras)

1. Desarrollado para calcular la hidráulica de canales naturales y/o construidos por el hombre de manera uni-dimensional.

2. Componentes:1. Estimación de perfiles de agua;

“steady” y “unsteady”2. Estimación de transporte de

sedimentos

3. Analiza el efecto de la obstrucción de:1. Puentes, atarjeas, vertedores y

estructuras en planicies inundables

4. Diseñado para la aplicación de manejo de planicies inundables, estudios de seguros de inundación y evaluación de agostamiento para cauces mayores.

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AREA DE ESTUDIO

Cuenca de Río Hondo, Mayagüez Área de Captación – 3.07 millas cuadradas Localización – Municipio de Mayagüez Lluvia promedio anual – 70 pulgadas Tributario – Río Guanajibo

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CUENCA DE ESTUDIO – AÑO 1936

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CUENCA DE ESTUDIO – AÑO 2004

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Resultados

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RESULTADOS 1. El crecimiento de la huella urbana en la cuenca de estudio entre los períodos considerados;

a) 1936 a 1965 – 2.93%b) 1965 a 1983 – 8.74% c) 1983 a 2004 - 11.25%.

2. La implementación del POT en la cuenca de estudio crea un aumento de la huella urbana de 5.95%.

a) En el 1936: Q100 = 12,097 pies cúbicos por segundo (pcs)

Rendimiento = 3,940 pcs/milla cuadradab) En el 1964: Q100 = 11,767 pcs

Rendimiento = 3,833 pcs/milla cuadradac) En el 1983: Q100 = 12,200 pcs

Rendimiento = 3,973 pcs/milla cuadradad) En el 2004: Q100 = 12,105 pcs

Rendimiento = 3,943 pcs/milla cuadradae) POT, Mayagüez: Q100 = 12,342 pcs

Rendimiento = 4,020 pcs/milla cuadrada

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Resultados Cuenca Río Hondo, Mayagüez, Puerto Rico

Estimados de Caudal Pico, Periodo (1936-2014)

7,500.0

8,000.0

8,500.0

9,000.0

9,500.0

10,000.0

1936

1964

1983

2004

POT

(201

4)

Tiempo, año

Cau

dal P

ico,

pcs

Evento: 100-años

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Resultados

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Conclusiones

1. Los cambios en la respuesta de caudal en las cuencas esta relacionado al manejo de los suelos. El incremento en el caudal no solo puede ser atribuido a la impermeabilización del suelo (actividad de construcción) sino a la reducción de bosque y remoción de cubierta vegetal.

2. Ausencia de análisis de impacto acumulativos en los POT desde el aspecto de las inundaciones puede conducir a un incremento en el riesgo de vida y propiedad, aumento en la vulnerabilidad (individual, estado) para el manejo de emergencia.

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RECOMENDACIONES1. Incorporación de análisis de impacto acumulativo en las DIA-Estratégicas por parte de la

JCA o Municipios.

2. Aplicación de esta metodología en Cuencas Hidrográficas que incluyan varios municipios (Creación de Planes Regionales para Manejo de Cuencas Hidrográficas)

a) Estudiar el efecto hidrológico que produce otros tipos de cubierta de suelo (agricultura, urbano, bosque, etc…).

b) Estudiar el impacto en cuencas las hidrográficas la implementación de medidas de mitigación relacionadas con el control de escorrentías.

c) Realizar estudios en otras cuencas hidrográficas con la intención de conocer la respuesta de caudal y documentar el impacto con relación a la inundaciones.

d) Re-incorporación para el proceso de análisis el uso de suelo en las DIA-Estratégicas de los Planes de Ordenación Territorial por parte de la JCA o Municipios en donde se midan los impactos de las propuestas de ordenación territorial