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CAPÍTULO 7 DOCUMENTACION HIDRÁULICA DEL EVENTO DE 2007 QUE CAUSÓ INUNDACIONES EN VILLAHERMOSA, TABASCO Óscar Arturo Fuentes Mariles, Ramón Domínguez Mora, Faustino de Luna Cruz, Juan Gabriel López Espinosa, Juan Ansberto Cruz Gerón Coordinación de Hidráulica 1. INTRODUCCIÓN Para registrar las causas y efectos del evento hidrometeorológico de octubre y noviembre de 2007 que provocó graves inundaciones en el estado de Tabasco, se recopiló información climatológica e hidrométrica, y se llevó a cabo un análisis de lo acontecido desde un punto de vista hidrológico e hidráulico. Los resultados obtenidos permiten establecer una base de datos donde se reúne la información más relevante de eventos similares al ocurrido en Tabasco con la finalidad de aprovechar parte de la experiencia que genera esta clase de acontecimientos, conservando datos importantes sobre los mismos y estimaciones hidráulicas que sirven de referencia. En la Sección 2 se presenta un resumen de la información topográfica de planicies y cauces, en lo referente a las secciones transversales de los ríos y el modelo digital de elevación de las planicies y lagunas. La Sección 3 se dedica a la información hidrometeorológica antes, durante y después del evento de octubre y noviembre de 2007. Se hace un análisis hidrológico de las lluvias registradas, escurrimientos y de los volúmenes estimados de desbordamiento. En la Sección 4 se describe la operación de las presas y en la Sección 5 se mencionan los niveles alcanzados en los principales ríos cuyas aguas inundaron Villahermosa. En la Sección 6 se consignan los tramos de los ríos donde ocurrieron desbordamientos de los ríos y la Sección 7 aborda las profundidades de las inundaciones en distintos puntos de las lagunas perennes y temporales cercanas a Villahermosa.
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En la Sección 8 se incluyen las profundidades de la inundación en algunos puntos del terreno susceptibles a inundarse cerca de Villahermosa y, en la Sección 9, el cambio a lo largo del tiempo de los niveles del agua en los ríos. La evolución de los niveles del agua en las lagunas y planicies es tratada en las Secciones 10 y 11, mientras que en la Sección 12 se presentan observaciones y análisis sobre la inundación de 2007 y en Sección 13 las conclusiones. 2. INFORMACIÓN TOPOGRÁFICA DE PLANICIES Y CAUCES En la zona de estudio se definen cinco subcuencas: Tacotalpa, Puyacatengo, Teapa, Pichucalco y Carrizal (Fig. 7.1). El área de estudio se forma considerando que en línea recta desde las vías de Ferrocarril hasta la zona urbana de Villahermosa se tienen 56 km, y desde la bifurcación del río Samaria-Carrizal hasta la zona en estudio 46 km.
Figura 7.1. Subcuencas con influencia en la zona de estudio Para los análisis de flujo permanente y no permanente en los ríos Tacotalpa, Puyacatengo, Teapa y Pichucalco, se consideró como frontera aguas arriba las vías de Ferrocarril al estar muy cerca al cruce con el cauce las estaciones hidrométricas (EH), las cuales fueron utilizadas para los análisis hidrológicos. Para el caso del río Carrizal, se tienen las aportaciones de la cuenca hidrográfica (C H) “Peñitas” y las cuencas libres. Asimismo, se consideró como la condición de frontera aguas arriba, la estructura de control sobre el mismo río Carrizal.
PICHUCALCO
TEAPA
VILLAHERMOSA
TACOTALPA
JALAPA
C. H. Ángel Abino Corzo“Peñitas”
Cuencas libres
Fuente: CFE
56 km
46 km
Vías de Ferrocarril
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2.1 Secciones transversales en los ríos Para las simulaciones de flujo en cauces se consideraron los cinco ríos, en donde de manera global se utilizaron 321 secciones transversales y 379.5 km de ríos analizados. A continuación se describe cada uno de los cauces. 2.1.1 Río Tacotalpa-de la Sierra-Grijalva El río analizado de mayor longitud es el formado por los ríos Tacotalpa – de la Sierra – Grijalva, con 119.7 km y para el cual se utilizaron 92 secciones transversales. En la Fig. 7.2a se observa la ubicación geográfica de las secciones transversales y en la Fig. 7.2b se muestran algunas de las secciones de aguas arriba hacia aguas abajo.
a) Planta
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0+000 0+050 0+100 0+150 0+200 0+250
CADENAMIENTO
ELEV
AC
IÓN
(msn
m)
TAC 02 CAD 0+944 SIE 11 CAD 20+982 SIE 279 CAD 76+874 GRI 08 CAD 119+729 b) Secciones transversales
Figura 7.2. Planta y secciones del río Tacotalpa-de la Sierra-Grijalva
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0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0+000 0+020 0+040 0+060 0+080 0+100 0+120 0+140 0+160 0+180
CADENAMIENTO
ELEV
AC
IÓN
(msn
m)
PUY01 CAD 0+000 PUY17 CAD 26+437 PUY28 CAD 42+455
2.1.2 Río Puyacatengo Los datos del río Puyacatengo, comprendieron a 28 secciones en una longitud de 42.46 km. La frontera aguas arriba corresponde a la EH Puyacatengo mientras que la frontera aguas abajo es la aportación al río Teapa. En la Fig. 7.3a se observa la ubicación geográfica de las secciones transversales y la 7.3b muestra algunas de las secciones de aguas arriba hacia aguas abajo.
a) Planta
b) Secciones transversales
Figura 7.3. Planta y secciones del río Puyacatengo
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0
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10
15
20
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35
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0+000 0+050 0+100 0+150 0+200 0+250
CADENAMIENTO
ELEV
AC
IÓN
(msn
m)
EHTEA CAD 0+000 TEA33 CAD 20+924 TEP14 CAD 41+530 TEP30 CAD 58+240
2.1.3 Río Teapa Para el estudio del río Teapa se consideraron 29 secciones en una longitud de 58.24 km. Como frontera aguas arriba se consideró la EH Teapa mientras la frontera aguas abajo es la aportación al río de la Sierra y en la sección TEP15a la aportación del río Puyacatengo. En la Fig. 7.4a se observa la ubicación geográfica de las secciones transversales y en la 7.4b se muestran algunas de las secciones de aguas arriba hacia aguas abajo.
a) Planta
b) Secciones transversales
Figura 7.4. Planta y secciones del río Teapa
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0+000 0+020 0+040 0+060 0+080 0+100 0+120 0+140 0+160 0+180 0+200
CADENAMIENTO
ELEV
AC
IÓN
(msn
m)
EHPICH CAD 0+000 PIC157 CAD 28+483 PIC338 CAD 57+790 PIC533 CAD 99+563
2.1.4 Río Pichucalco El río Pichucalco consideró para su análisis 81 secciones en 99.56 km de río. La frontera aguas arriba es la EH Pichucalco, y aguas abajo es la aportación al río Grijalva. La Fig. 7.5a ilustra la ubicación geográfica de las secciones transversales y Fig. 7.5b muestran algunas de las secciones de aguas arriba hacia aguas abajo.
a) Planta
b) Secciones transversales
Figura 7.5. Planta y secciones del río Pichucalco
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5
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0+000 0+100 0+200 0+300 0+400 0+500 0+600
CADENAMIENTO
ELEV
AC
IÓN
(msn
m)
ESTRUC CAD 0+000 CAR59 CAD 29+500 CARR07 CAD 37+500 CARR29 CAD 59+500
2.1.5 Río Carrizal Para el estudio del río Carrizal se consideraron 91 secciones, desde la estructura de control en la bifurcación de los ríos Samaria- Carrizal hasta la confluencia con el río Grijalva. Recorriendo en este tramo cerca de 59 km (Fig. 7.6).
a) Planta
b) Secciones transversales
Figura 7.6. Planta y secciones del río Carrizal
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En la Fig. 7.6b se observa como las secciones aguas arriba son muy tendidas, y en las zonas urbanas de Villahermosa, casi en la confluencia, se hacen más estrechas pero con mayor profundidad. En el AnexoA14 se presenta de manera gráfica las secciones transversales de los 5 cauces. 2.1.6 Modelo digital de elevación En 1996 se realizó un vuelo fotogramétrico a través de la Gerencia de Estudios de Ingeniería Civil de la Comisión Federal de Electricidad (GEIC-CFE). La restitución fotogramétrica generó curvas de nivel a cada metro, lo que permitió obtener una malla que sirve como base para la simulación del flujo bidimensional en llanuras de inundación. La Fig. 7.7 muestra la ubicación geográfica del modelo digital de elevación (MDE), el cual cubre aproximadamente 2,457 km2 y abarca los municipios de Nacajuca, Cunduacán, Centro, Juárez, Jalapa, Teapa y Tacotalpa.
CENTRO
JALAPA
TEAPA
TACOTALPA
JUAREZ
CUNDUACAN
NACAJUCA
480000
480000
490000
490000
500000
500000
510000
510000
520000
520000
530000
530000
540000
540000
550000
550000
19
40
00
0
19
40
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0
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0
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0
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0
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60
00
0
19
70
00
0
19
70
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0
19
80
00
0
19
80
00
0
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00
0
19
90
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0
20
00
00
0
20
00
00
0
N
2 0 2 4 Kilometers
MdtBreaklines
HardSoft
Elevation Range508.756 - 572.975444.536 - 508.756380.317 - 444.536316.097 - 380.317251.878 - 316.097187.658 - 251.878123.439 - 187.65859.219 - 123.439-5 - 59.219
Figura 7.7. Ubicación geográfica del modelo digital de elevación. Fuente: GEIC, 1996
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El modelo de la Fig. 7.7 contiene información de terreno óptima para el desarrollo de las simulaciones en llanuras de inundación, como es el caso de zonas planas y/o densamente urbanizadas. En la Fig. 7.8 se presenta un acercamiento del río Grijalva entre las colonias Naranjos y Gaviotas en la ciudad de Villahermosa, donde se observa la definición del cauce, así como el detalle en el puente, las márgenes derecha e izquierda y el centro del cauce (GEIC-CFE, 1996).
b
b
b
b
NARANJOS
LIPANES
MUNICIPAL
GAVIOTAS NORTE
N
MARGEN IZQUIERDARIO GRIJALVA
MARGEN DERECHARIO GRIJALVA
CENTRO DEL RIO GRIJALVA
400000
400000
450000
450000
500000
500000
550000
550000
600000
600000
650000
650000
700000
70000018
50
00
0
18
50
00
0
19
00
00
0
19
00
00
0
19
50
00
0
19
50
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20
00
00
0
20
50
00
0
20
50
00
0
21
00
00
0
21
00
00
0
Figura 7.8. Detalle del río Grijalva en la ciudad de Villahermosa, Tabasco.
Fuente: GEIC, 1996 Con el MDE se obtuvieron diferentes grids (mallas) con tamaños de celda de 200 m × 200 m, 100 m × 100 m y por ultimo de 50 m × 50 m. En la Fig. 7.9 se presenta un ejemplo para un tamaño de celda de 100m x 100m.
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CENTRO
JALAPA
TEAPA
TACOTALPA
JUAREZ
CUNDUACAN
NACAJUCA
480000
480000
490000
490000
500000
500000
510000
510000
520000
520000
530000
530000
540000
540000
550000
550000
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40
00
0
19
40
00
0
19
50
00
0
19
50
00
0
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60
00
0
19
60
00
0
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70
00
0 19
70
00
0
19
80
00
0
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80
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90
00
0
19
90
00
0
20
00
00
0 20
00
00
0
N
2 0 2 4 Kilometers
Grd100-2.6 - 6161 - 124.6124.6 - 188.3188.3 - 251.9251.9 - 315.5315.5 - 379.1379.1 - 442.8442.8 - 506.4506.4 - 570No Data
Figura 7.9.Grid con tamaño de celda de 100 m por 100 m
Con el grid de 100m×100m se extrajo información x, y, z por celda generando un archivo con 253,692 valores. En la Fig. 7.10 se presenta un ejemplo de algunos puntos extraídos del grid cercano a la estación hidrométrica Teapa.
Figura 7.10. Malla de puntos cercano a la estación hidrométrica Teapa