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CAPÍTULO 9 NUEVAS PROPUESTAS ESTRUCTURALES PARA EL CONTROL DE INUNDACIONES EN VILLAHERMOSA, TABASCO Óscar Arturo Fuentes Mariles, Faustino de Luna Cruz, Juan Gabriel López Espinosa, Juan Ansberto Cruz Gerón Coordinación de Hidráulica 1. INTRODUCCIÓN Para disminuir las inundaciones en la ciudad de Villahermosa se plantearon nuevas medidas estructurales complementarias a las establecidas en el Programa Integral de Control de Inundaciones (PICI) (Capítulo 8). Las nuevas propuestas se formularon debido a que en diversas simulaciones del flujo en los cauces y llanuras de la zona cercana a Villahermosa, para las avenidas que se presentaron en los ríos durante octubre y noviembre de 2007, incluyendo las obras del PICI (terminadas o en proceso de construcción), se apreciaba que en la ciudad y sus alrededores quedaba detenido un volumen de agua importante, lo que ocasionaba que se mantuvieran por varias semanas profundidades de inundaciones hasta de 2 m. Las opciones adicionales fueron probadas para propiciar el descenso de los niveles de agua en el río Grijalva, y la salida del volumen de agua que quedaba retenido en la ciudad y lagunas hacia la zona lagunar aguas abajo de la estación hidrométrica Porvenir a más de un mes que pasó el evento de 2007. Así, las nuevas opciones estructurales se encaminaron a reducir las inundaciones y el desalojo del agua en menor tiempo y, en consecuencia, la extensión de las áreas anegadas se reduciría y se tendrían profundidades más pequeñas. En el diseño de las obras de protección del PICI se consideró un periodo de retorno (Tr) de 50 años, el cual de acuerdo con los análisis hidrológicos realizados en el Instituto de Ingeniería, UNAM, fue menor al presentado en los hidrogramas de los escurrimientos de los ríos más importantes que están relacionados con las inundaciones de Villahermosa durante octubre y noviembre 2007. En los estudios del IIUNAM, el evento correspondió a periodo de retorno mayor, tal como se presento en los ríos de la Sierra con un Tr de 100 años (Capítulo 3). En las simulaciones de las obras para disminuir las inundaciones, se consideró que estaba concluida la obra de control del río Carrizal y que no se permitía el ingreso de

Plan Hídrico Integral de Tabasco…

502

agua del río Mezcalapa hacia este río. Por lo que el gasto del río Carrizal en la zona de Villahermosa fue bajo, al solo incluir las aportaciones que recibe de la zona aguas abajo de donde se encuentra la obra de control. 2. DESCRIPCIÓN DE LAS PRINCIPALES MEDIDAS ESTRUCTURALES

PROPUESTAS Las medidas estructurales propuestas se revisaron de forma integral cubriendo una extensión aproximada de 3,000 kilómetros cuadrados (km2) mediante la aplicación de los modelos matemáticos de simulación de flujo superficial. Estas medidas se revisaron de manera independiente y conjuntando varias de ellas con la finalidad de disminuir las inundaciones lo más posible. Con las mejores opciones estudiadas se conformaron 34 arreglos distintos, en los cuales se señaló como referencia de la magnitud de las inundaciones a los niveles del agua máximos alcanzados durante el tiempo que duraba la simulación hidráulica en las lagunas Parrilla y los Zapotes, así como en las estaciones hidrométricas (EH) Gaviotas, Muelle y Porvenir. Las nuevas medidas estructurales complementarías a varias de las existentes y propuestas en el PICI, se agruparon en las categorías siguientes:

a) Escotaduras en el río de la Sierra b) Salidas por los puentes Zapotes I y II c) Canales de descarga de la laguna los Zapotes d) Ampliación del área hidráulica del río Grijalva aguas abajo de Zapotes I e) Escotaduras en el río Grijalva

2.1 Escotaduras en el río de la Sierra Consisten en bajar la elevación del bordo de la margen derecha del río de la Sierra en tres tramos distintos con una longitud de 200 m y a elevaciones distintas para aumentar la salida del agua del río de la Sierra hacia la laguna los Zapotes. Se plantearon las condiciones siguientes:

a) La escotadura Santa Cruz a 18 km aguas arriba de Jalapa, con elevación de bordos o crestas a las cotas 18, 17, 15 y 13 metros sobre el nivel del mar (msnm)

b) La escotadura Jalapa cerca del poblado del mismo nombre. La elevación del bordo en la zona de corte fue 8 msnm.

c) La escotadura Censo próximo al sitio del mismo nombre. Las elevaciones consideradas para el bordo fueron 5 y 4 msnm.

Capítulo 9. Nuevas propuestas estructurales…

503

Escotadura Santa Cruz se ubica cerca del poblado Santa Cruz que se muestra en la Fig. 9.1.

Figura 9.1. Escotadura Santa Cruz esta ubicada cerca del poblado Santa Cruz

En la Fig. 9.2 se presenta un ejemplo del funcionamiento hidráulico de la escotadura Santa Cruz, con la cresta vertedora a la elevación 18.0 msnm en ella aparecen dos escalas verticales: una se refiere a los gastos y la otra a las elevaciones de la superficie libre del agua (SLA). Cuando la elevación del agua excede a la elevación de la cresta de la escotadura se descarga hacia la zona de la laguna de los Zapotes. Así, se observó una descarga con un gasto máximo 320 m3·s-1 para un nivel del agua en el río de 19.3 m, y otra con un gasto un poco más grande a 800 m3·s-1 cuando la elevación del agua fue de 20.7 msnm.

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

22.0

0

200

400

600

800

1,000

1,200

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

ELEVACIONES DE LA SLA (msnm)

GASTO DE VERTIDO (m

3/s)

TIEMPO DE SIMULACIÓN (Días)

GASTO ELEVACIÓN EN EL RÍO CRESTA

Figura 9.2. Funcionamiento hidráulico Escotadura Santa Cruz


504

Escotadura Jalapa se localiza cerca del poblado Francisco J. Santamaría que se observa en la Fig. 9.3.

Figura 9.3. Escotadura Jalapa En la Fig. 9.4 se muestra uno de los funcionamientos hidráulicos de la escotadura Jalapa (cresta vertedora a la cota 8.0 msnm) donde se aprecian cuatro descargas hacia la laguna de los Zapotes, que ocurren cuando la elevación del agua del río es mayor a la de la cota de la cresta de la escotadura. En este caso, el gasto máximo de descarga fue de 450 m3·s-1 con un nivel del agua en el río de 9.8 msnm.

Figura 9.4. Funcionamiento hidráulico Escotadura Jalapa


505

Escotadura El Censo se localiza cerca del poblado El Censo como se marcó dentro del plano de la Fig. 9.5.

Figura 9.5. Escotadura El Censo La Fig. 9.6 muestra el funcionamiento hidráulico de la escotadura El Censo con cresta vertedora a la cota 5.0 msnm en el río de la Sierra donde se aprecian cuatro descargas hacia la laguna los Zapotes. La descarga mayor tiene un gasto máximo de 600 m3·s-1 cuando la elevación del agua del río fue de 7.2 msnm.

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

0

200

400

600

800

1,000

1,200

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


GASTO DE VERTIDO (m

3/s)


GASTO ELEVACIÓN EN EL RÍO ELEV LAGUNA ZAPOTES CRESTA

Figura 9.6. Funcionamiento hidráulico Escotadura El Censo


506

2.2 Salidas por los puentes Zapotes I y II

Para realizar las simulaciones de flujo superficial a través de los cauces que inician abajo de los puentes vehiculares Zapotes I y II y que comunican a la laguna los Zapotes con el río Grijalva, se comenzó con la calibración de varios coeficientes como el de rugosidad de la fórmula de Manning. Para ello, se contó con mediciones realizadas en 1999 por la Gerencia de Estudios de Ingeniería Civil de CFE (GEIC-CFE) y por la Gerencia Estatal Tabasco (CONAGUA) en septiembre y octubre de 2008. En la Fig. 9.7 se muestra la variación de los gastos a lo largo de 25 días para los cauces que parten desde los puentes Zapotes I y Zapotes II..

-200

0

200

400

600

800

1,000

15 S

ep 0

816

Sep

08

17 S

ep 0

818

Sep

08

19 S

ep 0

820

Sep

08

21 S

ep 0

822

Sep

08

23 S

ep 0

824

Sep

08

25 S

ep 0

826

Sep

08

27 S

ep 0

828

Sep

08

29 S

ep 0

830

Sep

08

01 O

ct 0

802

Oct

08

03 O

ct 0

804

Oct

08

05 O

ct 0

806

Oct

08

07 O

ct 0

808

Oct

08

09 O

ct 0

810

Oct

08

11 O

ct 0

812

Oct

08

GA

STO

S D

E TR

AN

SFER

ENC

IA (m

3 /s)

ZAPOTES I AFORO ZAPOTES I MOD MAT ZAPOTES II AFORO ZAPOTES II MOD MAT

Figura 9.7. Variación de los gastos a lo largo de 25 días para los cauces que parten de los puentes Zapotes I y Zapotes II

Como se observa en la figura durante algunos días desde el río Grijalva ingresó agua a la laguna (15 al 28 de septiembre). De la laguna al río salió por ambos cauces, en conjunto, un gasto máximo de 1,000 m3·s-1. 2.2.1 Puente Zapotes I El levantamiento topográfico del cauce aguas abajo del puente Zapotes I reveló que tiene una plantilla y ancho irregulares. En el fondo tiene variaciones hasta de 9.5 m (de 2.0 a -7.5 msnm). Por lo que se planteó ampliar sus secciones a anchos de 50, 75 y 100 m, así como reducir la elevación de fondo a las alturas (rasantes) de 1 a -4 msnm (Fig. 9.8).


507

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

0+000 0+400 0+800 1+200 1+600 2+000 2+400

CADENAMIENTO

ELEV

AC

ION

ES (m

snm

)

THALWEG BOR IZQUIERDO BOR DERECHOFONDO MOD -2 FONDO MOD -3 FONDO MOD -4

PUENTE 1+020

SECCIÓN 1+700

Figura 9.8. Levantamiento topográfico del cauce aguas abajo del puente Zapotes I y una de las propuestas de modificación

Para algunas opciones se hizo un tajo en la margen derecha para derivar parte de su flujo hacia un canal artificial paralelo al río Grijalva, con ello se reduce el gasto que llega a este río desde la Laguna los Zapotes. 2.2.1.1 Funcionamiento hidráulico El funcionamiento hidráulico mostró que el gasto máximo que pasó por el cauce aguas abajo de Zapotes I fue de 950 m3·s-1, y esto sucede cuando es mayor la diferencia de nivel entre la laguna Zapotes y el río Grijalva como se muestra en la Fig. 9.9.


508

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

0

200

400

600

800

1,000

1,200

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


GASTO DE VERTIDO (m

3/s)


GASTO ELEVACIÓN EN EL RÍO ELEV LAGUNA ZAPOTES

Figura 9.9. Funcionamiento hidráulico entre la laguna Zapotes y el río Grijalva 2.2.2 Puente Zapotes II 2.2.2.1 Levantamiento topográfico La Fig. 9.10 muestra el levantamiento de la sección transversal abajo del puente Zapotes II donde se aprecia que tiene una forma alargada, por lo que el flujo de agua a través de ella presenta anchos de superficie libre grandes.

Figura 9.10. Sección transversal abajo del puente Zapotes II

2.2.2.2 Funcionamiento hidráulico En la Fig. 9.11 se observa que el gasto máximo fue del orden de 480 m3·s-1 y una elevación máxima del agua cercana a 5.6 msnm en el río Grijalva.


509

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

0

200

400

600

800

1,000

1,200

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


GASTO DE VERTIDO (m

3/s)


GASTO ELEVACIÓN EN EL RÍO ELEV LAGUNA ZAPOTES

Figura 9.11. Funcionamiento hidráulico del puente Zapotes II 2.2.3 Vertedor de excedencias en laguna Zapotes Entre las diversas propuestas de obras en el cauce del río Grijalva, se propuso construir un canal que conduzca el agua a las lagunas de regulación más cercanas. En este apartado se explica una de las opciones, la que consiste en derivar 1,250 m3·s-1 de la Laguna Zapotes (a la altura del Aeropuerto de la Ciudad de Villahermosa), hacia la Laguna San Julian. Ubicación El inicio del canal se ubica en las coordenadas x= 516357.36, y=1’989,976.62, y finaliza en las coordenadas x=519,983.70, y= 1’991,460.10; ambas con proyección UTM región 15 y elipsoide NAD27. En la Fig. 9.12 se muestra la ubicación geográfica del vertedor en laguna Zapotes.


510

Figura 9.12. Ubicación de vertedor en laguna Zapotes Para obtener los datos de topografía se utilizó la información proporcionada por INEGI, extraída de los archivos LiDAR 2008. La Fig. 9.13 presenta el trazo de canal para el vertedor de la laguna Zapotes en el modelo digital de elevación (MDE) con tamaño de celda de 25 m×25 m. En la Fig. 9.13 las líneas en color café indican las secciones transversales, las cuales se obtuvieron con la ayuda de la herramienta Geo-Ras, con un ancho promedio de 700 m y a una distancia promedio de 100 m. Las líneas en color rojo representan los bordos del canal a proyectar.


511

Figura 9.13. Trazo de canal para vertedor de laguna Zapotes 2.2.3.1 Funcionamiento hidráulico Se consideraron las condiciones siguientes para la simulación del canal:

a) Condición de frontera aguas arriba, se consideró un gasto de entrada de 1,250 m3·s-1

b) Longitud del canal de 4,500 m, con 28 secciones transversales, un ancho promedio de 700 m y una distancia promedio entre secciones de 100 m

c) Coeficiente de rugosidad de Manning de 0.030 d) Condición de frontera aguas abajo. Se consideraron diferentes niveles en la

laguna: primero el tirante critico (yc), después el tirante crítico mas 1 m (yc+1m), en seguida el tirante crítico mas 2 m (yc+2m), y el tirante crítico mas 3 m (yc+3m)

e) Análisis de diferentes anchos del canal de tipo trapecial. Con 200 m, 300 m, 500 m, 600 m y 650 m de ancho y taludes de 2:1

f) Nivel máximo de la SLA en la frontera aguas arriba, igual a 3.5 msnm para garantizar el buen funcionamiento del vertedor

En la Fig. 9.14 se presenta un resumen de las condiciones de frontera en el análisis hidráulico del canal.


512

tajo

4526.105

4382.915

4236.548

4048.767

3872.894

3678.519

3488.643

3322.348

3167.533 3035.154 2852.6522720.684

2602.996

2366.4832034.892 1687.413

1462.6141235.426 1051.539 726.217

570.066 398.930 200.007 2

t a j o1

Q=1250 m3/s

LAGUNA

n=0.030

100 200 300 400 500 600

Station (m)

yC

yC+1 m

yC+ 2m

yC+3 m

LAGUNA

LONGITUD CANAL 4526.105 m

tajo

4526.105

4382.915

4236.548

4048.767

3872.894

3678.519

3488.643

3322.348

3167.533 3035.154 2852.6522720.684

2602.996

2366.4832034.892 1687.413

1462.6141235.426 1051.539 726.217

570.066 398.930 200.007 2

t a j o1

Q=1250 m3/s

LAGUNA

n=0.030

tajo

4526.105

4382.915

4236.548

4048.767

3872.894

3678.519

3488.643

3322.348

3167.533 3035.154 2852.6522720.684

2602.996

2366.4832034.892 1687.413

1462.6141235.426 1051.539 726.217

570.066 398.930 200.007 2

t a j o1

Q=1250 m3/s

LAGUNA

n=0.030

100 200 300 400 500 600

Station (m)

yC

yC+1 m

yC+ 2m

yC+3 m

LAGUNA

100 200 300 400 500 600

Station (m)

yC

yC+1 m

yC+ 2m

yC+3 m

LAGUNA

LONGITUD CANAL 4526.105 m

Figura 9.14. Condiciones de frontera en el análisis hidráulico con la ayuda del modelo matemático denominado “Programa para el Cálculo de Flujo Subcrítico en Cauces”, desarrollado en la Coordinación de Hidráulica del IIUNAM, se obtuvieron las características hidráulicas del flujo de agua para las diferentes condiciones de frontera. En la Fig. 9.15 se presenta el perfil hidráulico para diferentes anchos de secciones transversales y en color verde la línea que representaría las márgenes izquierda y derecha propuestas para el canal. En color amarillo, la SLA para un ancho de 200 m; en color verde claro, la SLA para un ancho de 300 m; en color anaranjado, la SLA para un ancho de 500 m; en color agua marina, la SLA para un ancho de 600 m, y, por último, en color verde mar, la SLA para un ancho de 650 m.

PERFIL HIDRÁULICODIFERENTES ANCHOS DE SECCION TRANSVERSAL

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

CADENAMIENTO (m)

ELEV

AC

ION

(m)

E.FONDO SLA_200m SLA_300m SLA_500m SLA_600m SLA_650m M DER- M IZQ

ELEV. 3.5

PERFIL HIDRÁULICODIFERENTES ANCHOS DE SECCION TRANSVERSAL

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

CADENAMIENTO (m)

ELEV

AC

ION

(m)

E.FONDO SLA_200m SLA_300m SLA_500m SLA_600m SLA_650m M DER- M IZQ

ELEV. 3.5

Figura 9.15. Perfil hidráulico para diferentes anchos de secciones transversales


513

En la Fig. 9.16 se presenta el perfil hidráulico para el canal de 650 m de ancho de fondo para diferentes condiciones de frontera aguas abajo, es decir, las diversas elevaciones en la laguna San Julián.

PERFIL HIDRÁULICOANCHOS DE SECCION TRANSVERSAL 650 m

DIFERENTES CONDICIONES DE FRONTERA AGUAS ABAJO

0

1

2

3

4

5

6

7

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500CADENAMIENTO (m)

ELEV

AC

ION

(m)

E.FONDO M DER- M IZQ SLA_Yc SLA_(Yc+3m) SLA_(Yc+1m) SLA_(Yc+2m)

Figura 9.16. Perfil hidráulico para el ancho de 650 m, y deferentes SLA En esta figura se observa en color fucsia, la línea que representaría las márgenes izquierda y derecha propuestas para el canal. En color turquesa, la SLA para la condición de frontera yc+3m; en color marrón, la SLA para la condición de frontera yc+2m; en color violeta, la SLA para la condición de frontera yc+1m; y, por último, en color agua marina, la SLA para la condición de frontera yc. En conclusión, la opción de 650 m de ancho de fondo con taludes 2:1 cumple con las condiciones de frontera aguas arriba, ya que es cercana a la elevación 3.5 m, la configuración final del canal se presenta en la Fig. 9.17. Es importante aclarar que la pendiente que se consideró fue de 0.00011.

SECCIÓN TRANSVERSAL

0

1

2

3

4

5

6

-400 -200 0 200 400

CADENAMIENTO (m)

ELEV

AC

IÓN

(m)

AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO (LAGUNA)

Figura 9.17. Secciones transversales del diseño definitivo del canal trapecial


514

En la Fig. 9.18 se presenta la comparación del terreno natural que se obtuvo con la información de LiDAR (INEGI, 2008) (líneas punteadas) contra el perfil del canal de 650 m de ancho, talud 2:1 y pendiente de 0.00011.

0 1000 2000 3000 4000 50000

2

4

6

8

10

SAN JULIAN Plan:

Main Channel Distance (m)

Elev

atio

n (m

)

Legend

Ground

LOB

ROB

Left Levee

Right Levee

tajo1 tajo

VOLUMEN DE EXCAVACION: 4,514,639.00 m3

Figura 9.18. Comparación del terreno natural vs perfil modificado La Fig. 9.19 presenta el funcionamiento hidráulico de vertedor en la laguna Zapotes donde en el eje x se tiene el tiempo de simulación que corresponde a 30 días, mientras en el eje de las y se muestran dos ejes: el de la izquierda representa el gasto del vertedor en m3·s-1, y el de la derecha la SLA en msnm. La línea en color azul indica los gastos calculados, siendo el gasto máximo de 1,250 m3·s-1. La línea en color rojo muestra la elevación de la SLA en la laguna los Zapotes con un valor máximo del orden de los 6.4 msnm. La línea en color cian representa la cresta del vertedor que está propuesta a la elevación 4.0 msnm.


515

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

0

250

500

750

1,000

1,250

1,500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30


GASTO DE VERTIDO (m

3/s)


GASTO ELEVACIÓN EN LAGUNA ZAPOTES CRESTA

Figura 9.19. Funcionamiento hidráulico de vertedor en laguna Zapotes 2.2.4 Viaducto entre puentes Zapotes y Zapote I Se consideró como opción la de conjuntar los dos puentes los Zapotes en uno solo, esto es, crear un paso vehicular “viaducto” con cresta a la elevación de 5.5 m de manera que el agua que pase por abajo de él y que tenga como únicas obstrucciones las columnas que sostendrían al viaducto y la extensión del claro del paso del agua que sería de 1,000 m (Fig. 9.20). Ubicación

ZAPOTES II

ZAPOTES I

Figura 9.20. Viaducto entre puentes Zapotes I y Zapote II


516

2.2.4.1 Funcionamiento hidráulico El funcionamiento hidráulico del viaducto mostró que se podrían reducir gastos hasta de 1,500 m3·s-1 (Fig. 9.21); sin embargo, no permitiría reducir los niveles máximos alcanzados por el agua en la EH Porvenir.

0

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600

1,800

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

GA

STO

DE

VER

TID

O (m

3 /s)


Figura 9.21. Funcionamiento hidráulico del Viaducto entre puentes Zapotes I y Zapote II 2.3 Canales de descarga de la laguna los Zapotes Debido a la baja capacidad de conducción de flujos de agua del río Grijalva aguas abajo de la estación hidrométrica Porvenir, se plantearon varios canales para aumentar el drenado de la laguna Zapotes para no enviar la totalidad de sus descargas al río Grijalva. 2.3.1 Escotadura lateral en comunicación laguna-río Grijalva Zapotes I En la Fig. 9.22 se muestra la ubicación de la escotadura en el cauce que comunica al río Grijalva con la laguna Zapotes arriba del cual está el puente vehicular Zapotes I. La idea es que el escurrimiento que salga por esta escotadura sea conducido a través de un canal hacia la laguna San Julián.


517

Ubicación

ZAPOTES II

ZAPOTES I

Figura 9.22. Ubicación de la escotadura en el cauce que comunica al río Grijalva con la laguna Zapotes (puente vehicular Zapotes I)

2.3.1.1 Funcionamiento hidráulico El funcionamiento hidráulico de la escotadura (Fig. 9.23) mostró que se pueden alcanzar hasta gastos del orden de 660 m3·s-1, que si bien representa una ayuda para el río Grijalva, no disminuye de manera importante los niveles de agua en la laguna los Zapotes.


518

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1,000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

ELEV

AC

ION

ES D

E LA

SLA

(msn

m)

GA

STO

DE

VER

TID

O (m

3 /s)


GASTO ELEVACIÓN EN EL RÍO ELEV LAG ZAPOTES CRESTA

Figura 9.23. Funcionamiento hidráulico de la escotadura 2.4 Ampliación de algunas secciones en el río Grijalva aguas debajo de la

EH Porvenir Entre las diversas propuestas de obras en el cauce del río Grijalva, también se ha explorado ampliar algunas secciones en el río Grijalva para que aumente su capacidad hidráulica y logre conducir cierto gasto sin provocar inundaciones en la ciudad de Villahermosa. En este apartado se explica la metodología y los resultados al dragar ciertas secciones para aumentar dicha capacidad. Ubicación En la Fig. 9.24 se muestra la ubicación geográfica de la zona del río Grijalva bajo análisis, la cual esta delimitada por la Estación hidrométrica Porvenir (aguas arriba), y llega a la altura de la Laguna El Corcho (aguas abajo). El tramo comprende 28.4 km de longitud y se utilizaron secciones transversales levantadas en el año 2000 por la GEIC-CFE que en promedio están separadas cada una de ellas 2.0 km.


519

%U

CAR28

31

SIE-421

J2I

SIE-413

GRI07

GRI08

GRI09CAR29 GRI11GRI12

GRI13

GRI10

MJ3IMJ3D

MJ4DMJ4I

GRI15GRI14

GRI17

GRI16

GRI23

GRI20

GRI18

GRI21

GRI19

GRI22

e

Porvenir

Muelle

aviotas

#

#

510000

510000

512000

512000

514000

514000

516000

516000

518000

518000

520000

520000

522000

522000

524000

524000

526000

52600019

86

00

0

19

86

00

0

19

88

00

0

19

88

00

0

19

90

00

0

19

90

00

0

19

92

00

0

19

92

00

0

19

94

00

0

19

94

00

0

19

96

00

0

19

96

00

0

19

98

00

0

19

98

00

0

CARRETERA A MACUSPANA

BORDO-CAMINO

%U

CAR28

31

SIE-421

J2I

SIE-413

GRI07

GRI08


GRI13

GRI10

MJ3IMJ3D

MJ4DMJ4I

GRI15GRI14

GRI17

GRI16

GRI23

GRI20

GRI18

GRI21

GRI19

GRI22

e

Porvenir

Muelle

aviotas

#

#

510000

510000

512000

512000

514000

514000

516000

516000

518000

518000

520000

520000

522000

522000

524000

524000

526000

52600019

86

00

0

19

86

00

0

19

88

00

0

19

88

00

0

19

90

00

0

19

90

00

0

19

92

00

0

19

92

00

0

19

94

00

0

19

94

00

0

19

96

00

0

19

96

00

0

19

98

00

0

19

98

00

0

CARRETERA A MACUSPANA

BORDO-CAMINO

Figura 9.24. Ubicación geográfica de la zona bajo estudio

La Fig. 9.25 presenta la ubicación de las secciones propuestas para ser modificadas, en ella se observa que la sección GRI-09 corresponde a la estación hidrométrica Porvenir y la GRI-23 corresponde a la última sección aguas abajo, cercana a la laguna El Corcho. La Tabla 9.1 presenta un resumen de las secciones que se analizaron. En la primera columna se indica la etiqueta de la sección, la segunda columna muestra la longitud que existe entre secciones (km), la tercera columna aparece la elevación de la margen derecha (msnm), la cuarta muestra la elevación más baja en la sección (msnm) y, por último, en la quinta columna se presenta la elevación correspondiente a la margen izquierda (msnm).


520

AR28

I

GRI07

GRI08


GRI13

GRI10

MJ3IMJ3D

MJ5DMJ5I

MJ4DMJ4I

GRI15GRI14

GRI17

GRI16

GRI23

GRI20

GRI18

GRI21

GRI19

GRI22

GRI24

MJ7D

MJ6DMJ6I

GRI26BAACIGRI25 GRI27

EB

BAAD

LAGUNA SAN JULIANLAGUNA LOS MICOS

LAGUNA MULATO

LAGUNA EL VIGIA

LAGUNA EL CORCHO

LAGUNA CANDELARIA

505000

505000

510000

510000

515000

515000

520000

520000

525000

525000

530000

530000

535000

535000

19

80

00

0

19

80

00

0

19

85

00

0

19

85

00

0

19

90

00

0

19

90

00

0

19

95

00

0

19

95

00

0

20

00

00

0

20

00

00

0

20

05

00

0

20

05

00

0

N

2 0 2 4 Kilometers

Figura 9.25. Ubicación de secciones propuestas para ser modificadas

Tabla 9.1. Resumen de secciones propuestas para ser modificadas

ETIQUETA SECCION

LONGITUD (Km.)

ELEVACIÓN MARGEN DERECHA

ELEVACIÓN FONDO

ELEVACIÓN MARGEN

IZQUIERDA GRI09 1.9 0.0 8.6 -3.2 GRI10 2.2 1.9 7.2 -5.2 GRI11 2.3 4.1 7.0 -5.9 GRI12 1.8 6.4 7.5 -6.0 GRI13 2.3 8.2 7.5 -6.0 GRI14 1.6 10.5 4.7 -8.0 GRI15 1.4 12.0 5.2 -3.8 GRI16 1.5 13.5 4.5 -8.5 GRI17 2.4 15.0 5.1 -5.5 GRI18 3.2 17.4 4.7 -5.3 GRI19 2.1 20.6 4.4 -5.9 GRI20 1.5 22.7 4.5 -7.9 GRI21 2.4 24.2 4.3 -4.2 GRI22 1.8 26.7 4.2 -6.4 GRI23 0.0 28.4 3.7 -4.4

En la Fig. 9.26 se tiene el perfil de las secciones propuestas para ser modificadas. La línea en color rojo representa la margen derecha del cauce, la línea en color gris la margen izquierda del cauce, y la línea en color café el fondo del cauce. También se presentan las etiquetas de las secciones GRI-09 a la GRI-18, aunque en el análisis se consideró hasta la GRI-23, lo anterior con la finalidad de ver la sobre-elevación que existe en el fondo en la sección GRI-15.


521

RÍO GRIJALVATRAMO ESTACIÓN PORVENIR A LAGUNA SAN JULIAN

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

CADENAMIENTO (m)

ELEV

ACIÓ

N (m

.s.n

.m.)

M DERFONDO ORIGINALM IZQ

GR

I-09

GR

I-10

GR

I-11

GR

I-12

GR

I-13 G

RI-1

4

GR

I-15

GR

I-16

GR

I-17

GR

I-18


-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

CADENAMIENTO (m)

ELEV

ACIÓ

N (m

.s.n

.m.)

M DERFONDO ORIGINALM IZQ

GR

I-09

GR

I-10

GR

I-11

GR

I-12

GR

I-13 G

RI-1

4

GR

I-15

GR

I-16

GR

I-17

GR

I-18

Figura 9.26. Perfil de secciones propuestas para ser modificadas 2.4.1 Funcionamiento hidráulico Para la simulación del funcionamiento hidráulico de la ampliación en el río Grijalva se consideraron las condiciones siguientes:

a) Condición de frontera aguas arriba. Se tuvieron diversos gastos (1000 m3·s-1, 2000 m3·s-1, 3000 m3·s-1 y 4000 m3·s-1)

b) Longitud del cauce de 28400 m, con 15 secciones transversales, un ancho promedio de 400 m y una distancia promedio de 2000 m.

c) Coeficiente de rugosidad de Manning de 0.030 d) Condición de frontera aguas abajo. Se plantearon diferentes tirantes en la

sección GRI-23 (7.20, 6.80, 6.40 y 6.00 m) Una vez cubiertos estos puntos, se simularon los flujos de agua para las diversas condiciones de frontera con la ayuda del modelo matemático Programa para el Cálculo de Flujo Subcrítico en Cauces, desarrollado en la Coordinación de Hidráulica del Instituto de Ingeniería, UNAM. La Fig. 9.27 presenta el perfil hidráulico para condiciones naturales y gasto de 4,000 m3·s-1 en la frontera aguas arriba, y diferentes condiciones de frontera aguas abajo (7.20, 6.80, 6.40 y 6.00). Como se observa para esta condición, el cauce no tiene la suficiente capacidad hidráulica; por lo tanto, se procedió a modificar ciertas secciones para aumentar por lo menos su capacidad a 4,000 m3·s-1.


522


(GASTO 4000 m3/s)

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

CADENAMIENTO (m)

ELEV

ACIÓ

N (m

.s.n.m

.)

M DER FONDO ORIGINAL M IZQ Q4000T6.8 Q4000T6 Q4000T6.71

GRI17A GRI17B Q4000T7.2 Q4000T6.8 Q4000T7.2

Figura 9.27. Perfil hidráulico para condiciones naturales y gasto de 4,000 m3·s-1 En la Fig. 9.28 se presentan las secciones a ser modificadas (secciones GRI-10, GRI-11, GRI-15 y GRI-17), resultando un volumen de excavación de aproximadamente 10.8 millones de m3. Con las modificaciones anteriores se logra una capacidad máxima de 4,000 m3·s-1, aunque para gastos mayores se presentan desbordamientos en los primeros 6 kilómetros del cauce.

SECCION GRIJALVA GRI-10ORIGINAL VS DRAGADO

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

CADENAMIENTO (m)

ELEV

AC

ION

(m.s

.n.m

.)

ORIGINALDRAGADO


-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

0 200 400 600 800 1000 1200

CADENAMIENTO (m)

ELEV

AC

ION

(m.s

.n.m

.)

ORIGINAL


-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

0 50 100 150 200 250 300

CADENAMIENTO (m)

ELE

VA

CIO

N (m

.s.n

.m.)

ORIGINAL


-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

0 50 100 150 200 250 300 350

CADENAMIENTO (m)

ELEV

AC

ION

(m.s

.n.m

.)

ORIGINAL


-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

CADENAMIENTO (m)

ELEV

AC

ION

(m.s

.n.m

.)

ORIGINALDRAGADO


-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

0 200 400 600 800 1000 1200

CADENAMIENTO (m)

ELEV

AC

ION

(m.s

.n.m

.)

ORIGINAL


-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

0 50 100 150 200 250 300

CADENAMIENTO (m)

ELE

VA

CIO

N (m

.s.n

.m.)

ORIGINAL


-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

0 50 100 150 200 250 300 350

CADENAMIENTO (m)

ELEV

AC

ION

(m.s

.n.m

.)

ORIGINAL

Figura 9.28. Secciones propuestas para ser modificadas Con las secciones modificadas se procedió a analizar la incorporación del río Grijalva a la Laguna San Julián y en la Fig. 9.29a se observa el esquema de la incorporación del cauce a la laguna considerando para este caso un canal de 150 m de ancho por 150 m de largo que lleva el agua hacia la laguna entre las secciones GRI-14 y GRI-


523

15. En la Fig. 9.29b se presenta la sección transversal denominada GRI-14, donde se muestra en la margen derecha los niveles de la SLA para los gastos de 500, 1000, 2000, 3000 y 4000 m3·s-1, para gastos mayores ocurren desbordamientos aguas arriba del tramo de río en análisis.

2_17_2

1_17_1

LAGUNA

CAUCE

GRI-14

GRI-15

L=150mL=150m

2_17_2

1_17_1

LAGUNA

CAUCE

GRI-14

GRI-15

L=150mL=150m

SECCION GRI-14 INTERPOLADA

-6

-4

-2

0

2

4

6

0 50 100 150 200 250 300

CADENAMIENTO (m)

ELE

VAC

IÓN

(msn

m)

GRI14iQ = 500 m3/sQ = 1000 m3/sQ = 2000 m3/sQ = 3000 m3/sQ = 4000 m3/s

A. Esquema simplificado cauce-laguna B. Sección transversal

Figura 9.29. Incorporación del río Grijalva a la laguna San Julián

Como conclusión para el cauce del río Grijalva, en el tramo comprendido entre la estación hidrométrica Porvenir a la zona de regulación Laguna San Julián, es necesario modificar el cauce entre las secciones GRI-10 y GRI-17 para tener una capacidad del orden de los 4,000 m3·s-1. Además de incorporar los excedentes a la laguna San Julián, para regular un volumen considerable, también es necesaria una batimetría de las zonas de regulación (lagunas) cercanas a la zona bajo estudio, ya que se carece de dicha información. 2.5 Escotaduras laterales en la parte baja del río Grijalva Para disminuir los niveles de la SLA en las lagunas, pero sobre todo en el río Grijalva, con la intención de drenar los grandes volúmenes de agua de las inundaciones de los alrededores de Villahermosa, se revisaron los beneficios obtenidos del flujo de agua del río Grijalva hacia las lagunas mediante modelación matemática. Para ello se propusieron seis escotaduras que tienen un de ancho de cresta vertedora de 200 m, y se localizan cuatro en la margen derecha y dos en la margen izquierda. Las dos últimas se plantearon para evitar inundaciones en la zona de INDECO, como la que sucedió durante el evento de octubre de 2008, debido al incremento de niveles en la laguna El Maluco. Una de las restricciones para la modelación matemática es que para que se presente descarga libre del flujo del río hacia las lagunas, el nivel máximo que se alcanza en las lagunas a los cuales se pretende el vertido tenga una elevación máxima de 2.75 msnm. Así, la cresta de las escotaduras no fue menor a la cota 3.0 msnn.


524

Ubicación En la Fig. 9.30 se observa la ubicación de las seis escotaduras propuestas en la parte baja del río Grijalva.

Figura 9.30. Ubicación de escotaduras laterales en la parte baja del río Grijalva

La Tabla 9.2 ilustra las características geométricas consideradas para la modelación matemática con la finalidad de evaluar el beneficio hidráulico en diferentes condiciones de funcionamiento tanto en el río Grijalva como de elevaciones de SLA en las lagunas; para ello, se analizaron dos propuestas de cota para la cresta vertedora.

Tabla 9.2. Características de escotaduras laterales en la parte baja del río Grijalva Etiqueta

levantamiento topográfico

Margen Sección en el

modelo matemático

Elevación cresta vertedora (msnm)

Propuesta 1 Propuesta 2 GRI21 Izquierda 109 3.5 3.0 GRI25 Izquierda 114 3.0 3.0 GRI17 Derecha 106 4.0 3.5 GRI18 Derecha 107 4.0 3.5 GRI23 Derecha 111 3.0 3.0


525

2.5.1 Funcionamiento hidráulico En la Tabla 9.3 se presentan los resultados del funcionamiento hidráulico en forma resumida, indicando el gasto máximo de vertido con base en las condiciones de frontera aguas abajo estimadas para el evento de septiembre-octubre de 2007. De manera que si el nivel de la SLA en el río Grijalva, para el sitio conocido como Boca de Aztlán es menor, los gastos máximos de vertido serán menores debido a que la carga hidráulica sobre la cresta también será menor. Tabla 9.3. Resumen de funcionamiento hidráulico de escotaduras laterales en la parte baja

del río Grijalva Etiqueta

levantamiento topográfico

Margen Sección en el

modelo matemático

Gasto máximo de vertido en cresta (m3·s-1)

Propuesta 1 Propuesta 2 GRI21 Izquierda 109 30 60 GRI25 Izquierda 114 40 40 GRI17 Derecha 106 300 400 GRI18 Derecha 107 210 300 GRI23 Derecha 111 265 220

En la Fig. 9.31 se presentan los funcionamientos hidráulicos en forma de hidrogramas de vertido obtenidos como resultado de la simulación hidráulica.


526

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26


GASTO DE VERTIDO (m

3/s)



2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26


GASTO DE VERTIDO (m

3/s)



2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26


GASTO DE VERTIDO (m

3/s)



2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26


GASTO DE VERTIDO (m

3/s)



2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

ELEV

AC

ION

ES D

E LA

SLA

(msn

m)

GA

STO

DE

VER

TID

O (m

3 /s)



a) Gri17 b) Gri18 c) Gri21 d) Gri23

e) Gri25

Figura 9.31. Funcionamiento hidráulico de escotaduras laterales en la parte baja del río Grijalva


527

3. ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO DEL SISTEMA PROPUESTO PARA UN EVENTO SIMILAR AL DE 2007

Las nuevas medidas estructurales ayudaría a completar varias de las ya existentes y a las propuestas en el PICI, ellas se presentan en la Tabla 9.4 donde aparecen mencionadas de la forma siguiente:

a) Escotaduras en el río de la Sierra en las columnas 2 a 7 b) Salidas por los puentes Zapotes I y II en las columnas 8 a 11 y en las

columnas 16 a 19

c) Canales de descarga de la laguna los Zapotes en la columnas 12 y 13

d) Ampliación del área hidráulica del río Grijalva aguas abajo de Zapotes I o Porvenir en la columna 20

e) Escotaduras en el río Grijalva en las columnas 21 a 25

En las simulaciones de flujo se consideraron las condiciones del año 2007 con un periodo de retorno de 100 años para las cuales se contaba con hidrogramas y registros en las estaciones hidrométricas, entre otros. En las opciones presentes en la tabla 9.4, se supuso que la obra del control del río Carrizal no permite que a este río llegue agua desde el río Mezcalapa. En la Tabla 9.4, las primeras columnas se refieren a las características de cada una de las medidas estructurales consideradas. En las últimas cinco columnas aparecen las elevaciones máximas alcanzadas en las lagunas Zapotes y Parrilla; así como en las estaciones Gaviotas, El Muelle y Porvenir. Estas elevaciones son una referencia importante del máximo volumen que se puede llegar a acumular en la zona en algún momento y de la capacidad de drenado del sistema. La denominación “no aplica” significa que esa medida estructural no fue incluida en la opción estudiada.


528

Cresta

Longitud

Cresta

Longitud

Cresta

Longitud

Rasante

Ancho

Rasante

Ancho

Cresta

Longitud

Cresta

Longitud

Cresta

Longitud

Cresta

Longitud

110 Izq

114 Izq

106 Der

107 Der

111 Der

LAGUNA ZAPOTES

LAGUNA PARRILLA

GA

VIO

TAS

NAM

E=7.

85

NA

MO

= 5.4

2

MU

ELLE

N

AM

E=7.

23

NAM

O= 5

.24

POR

VEN

IR

NA

ME=

6.67

N

AMO

= 4.7

4

012.

050

2.75

304.

015

0N

O A

PLIC

A7.

97.

27.

06.

76.

102

2.0

502.

7530

3.0

500

7.9

7.2

6.9

6.6

5.9

032.

050

2.75

304.

050

07.

97.

26.

96.

76.

104

2.0

502.

7530

4.0

500

4.0

150

5.4

7.2

6.7

6.3

5.4

052.

050

2.75

304.

025

04.

015

05.

97.

26.

86.

55.

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502.

7530

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150

6.5

7.2

6.9

6.6

5.9

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06.

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150

6.8

7.2

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6.1

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05.

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6.9

6.7

6.1

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304.

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6.2

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304.

015

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7.1

6.8

1313

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6.9

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04.

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150

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07.

67.

27.

06.

96.

616

13.0

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200

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304.

015

04.

030

08.

27.

26.

96.

65.

917

13.0

200

4.0

200

0.00

304.

015

05.

01,

000

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300

6.8

7.2

6.8

6.6

6.2

2015

.020

05.

020

00.

0030

4.0

150

4.0

300

7.9

7.2

6.9

6.7

6.1

2115

.020

05.

020

00.

0030

4.0

150

5.0

1,00

04.

030

06.

67.

26.

96.

76.

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200

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304.

015

04.

030

07.

17.

26.

86.

66.

124

17.0

200

5.0

200

0.00

304.

015

04.

030

07.

67.

26.

96.

66.

126

18.0

200

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200

5.0

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0050

4.0

200

4.0

150

6.3

7.2

6.7

6.5

6.0

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020

05.

020

0-1

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0.00

504.

015

04.

015

06.

57.

26.

76.

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5.0

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0050

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200

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6.3

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6.7

6.4

5.9

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505.

015

04.

015

03.

53.

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04.

03.

06.

97.

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200

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200

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150

4.0

150

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4.0

4.0

3.0

6.8

7.2

6.8

6.6

6.2

312.

050

2.75

304.

015

015

07.

97.

26.

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25.

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150

5.4

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015

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6.5

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529

3.1 Comportamiento de la Superficie Libre del Agua en El Muelle Un sitio referente para evaluar los beneficios desde el punto de vista del funcionamiento hidráulico del sistema fue la estación El Muelle que registra niveles en el río Grijalva en la ciudad de Villahermosa. Para este sitio se compararon los niveles obtenidos de las 34 opciones simuladas con el modelo matemático de flujo no permanente en cauces y, como se mencionó, suponiendo que la estructura del Macayo se encuentra totalmente cerrada, es decir, el río Carrizal lleva el gasto únicamente que aporta la cuenca definida entre la estructura de control y la zona urbana de Villahermosa. En la Fig. 9.32 se presenta en el eje horizontal el número correspondiente a la etiqueta asignada a la combinación de elementos a simular y en el eje vertical los resultados de la elevación de la SLA. Para estimar los beneficios se comparan los niveles alcanzados en la estación El Muelle, con respecto al NAME y NAMO (7.23 y 5.24 msnm). La combinación identificada con la etiqueta 01 corresponde a las condiciones de la infraestructura hidráulica para protección contra inundaciones que se tenía a finales del mes de octubre de 2008.

6.7

6.66.7

6.3

6.5

6.6

6.7 6.7 6.7

6.5

7.1 7.1

6.9

6.6 6.66.7 6.7

6.6 6.6

6.5 6.56.4

6.76.6

6.2

6.0 6.0

6.7

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

EL

EV

AC

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ES

DE

LA

SL

A (

msn

m)

IDENTIFICACIÓN DEL ANÁLISIS

OPCIONES NAME NAMO

Figura 9.32. Resultados de elevaciones de superficie libre del agua para alternativas analizadas en la estación limnimétrica El Muelle

Del funcionamiento hidráulico combinado de las opciones propuestas, las mejores alternativas de análisis fueron las opciones 32 y 33 para las que se estima una elevación de la cota 6.0; lo que en conjunto significa una decremento de 1.20 m respecto al máximo nivel observado en este sitio en 2007.


530

Es de llamar la atención los resultados correspondientes a las alternativas 12 y 13, ya que con las medidas estructurales para la protección contra inundaciones se propuestas, se llega a un nivel de la SLA de 40 cm mayor respecto a la alternativa 01. 3.2 Comportamiento de la Superficie Libre del Agua (SLA) en la EH Porvenir Los resultados de la modelación matemática (Fig. 9.33) indican que para las opciones de análisis 32 y 33 los niveles estimados en la estación hidrométrica Porvenir fueron del orden de 5.2 msnm, lo que significa 1.5 m menos de la elevación del NAME (6.67 msnm).

6.1

5.9

6.1

5.4

5.7

5.9

6.1 6.16.1

6.2

6.8

6.9

6.6

5.9

6.26.1

6.3

6.1 6.16.0

6.1

5.9

6.3

6.2

5.4

5.2 5.2

6.1

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

EL

EV

AC

ION

ES

DE

LA

SL

A (

msn

m)


OPCIONES NAME NAMO Figura 9.33. Resultados de elevaciones de superficie libre del agua

para alternativas analizadas en la estación hidrométrica Porvenir Los resultados obtenidos para las alternativas 12, 13 y 14 son muestra la problemática del sistema de drenaje superficial, ya que el NAME incluye la aportación del río Carrizal y, en este caso de análisis, se considera una aportación nula de dicho río. Por lo que aún sin tener gasto por el río Carrizal, la elevación aumenta del orden de 20 cm. En estas alternativas existe una descarga importante de la laguna Zapotes hacia el río Grijalva.


531

3.3 Comportamiento de la SLA en la Laguna Zapotes Otro de los sitios considerados de gran importancia para interpretar el comportamiento del sistema de drenaje, se ubica en la laguna Zapotes. Debe tenerse en cuenta que una eventual falla de los bordos que la limitan podría afectar a un número importante de habitantes que se ubican cerca de ellos. El NAME para la laguna de regulación Zapotes se consideró a la elevación 8.0 msnm y la corona de los bordos en algunos sitios, según los datos de la CONAGUA, se encuentran a la cota 9.20 msnm (Fig. 9.34). Lo anterior da mayor seguridad respecto al nivel de agua alcanzado, pero representa mayores riesgos a fallas por su altura debido a las características del suelo en donde se localizan.

7.9 7.9 7.9

5.4

5.9

6.5

6.3

6.8

6.1

6.6

7.1

7.3

7.6

8.2

6.8

7.9

6.6

7.1

7.6

6.36.5

6.3

6.96.8

7.9

5.4

5.9

6.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

EL

EV

AC

ION

ES

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LA

SL

A (

msn

m)


OPCIONES NAME

Figura 9.34. Resultados de elevaciones de superficie libre del agua para alternativas analizadas en la laguna de regulación Zapotes

Desde un punto de vista local, las mejores alternativas para la elevación de la SLA en la laguna Zapotes son las 04 y 32, ya que se tiene una disminución del orden de 2.5 m del nivel máximo alcanzado. Sin embargo, es necesario llevar a cabo la toma de decisión desde un punto de vista global, es decir, para las mismas alternativas, revisar los niveles alcanzados en las estaciones El Muelle y Porvenir.


532

4. EVALUACIÓN DEL COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO PROPUESTO Se hizo una selección de las medidas estructurales complementarias propuestas por el IIUNAM basándose en la elevación máxima histórica del agua de las inundaciones en la zona cercana a Villahermosa, la cual fue inferida a partir de las elevaciones máximas en la estación el Muelle (7.23 m) y en la laguna Parrilla (del orden de 7.30). En la selección se escogieron aquellas medidas estructurales que permitan alcanzar niveles máximos por abajo del NAME de la estación El Muelle y que no excedieran a los 7.3 m de la laguna Parrilla. En algunos casos, se llegó a niveles que estaban 1.23 m abajo del NAME de la estación El Muelle ante la ocurrencia de un evento similar al del año 2007 con un periodo de retorno del orden de 100 años. En las simulaciones de flujo en los ríos y cauces desde un punto de vista integral, el nivel máximo obtenido en la mayoría de las opciones analizadas llegando a mostrar valores de 7.2 m en la laguna Parrilla. En algunas opciones se llegó a valores de 5.4 m como cota máxima del agua en la laguna Los Zapotes, 2.6 m abajo del nivel máximo observado. Las opciones consideradas como las mejores medidas estructurales complementarias se dividieron en tres grupos: las que no tienen el canal para desalojar el agua de las avenidas en laguna los Zapotes, las que si lo tienen y las que consisten en ampliar el ancho del río Grijalva aguas abajo de la estación Porvenir. Adicionalmente, se consideró una opción que contiene una combinación del canal para avenidas y la ampliación del ancho del río Grijalva. 4.1 Medidas estructurales sin el dren para avenidas desde la laguna los

Zapotes hacia la laguna San Julián Con las medidas estructurales sin el dren para avenidas es posible alcanzar como cota máxima del agua en la estación El Muelle valores entre 7.1 y 6.5 m. En la laguna Parrilla, la cota máxima observada en 2007 para el nivel del agua fue cercana a 7.3 msnm; en esta zona la elevación topográfica promedio es de 3 m. Las medidas estructurales más adecuadas de este tipo son las de las opciones 3, 2 y 11. 4.1.1 Opción 3 Con esta opción se alcanza como nivel máximo en El Muelle 6.7 m y en la laguna Parrilla 7.2 m (profundidad del agua 4.2 m). Las modificaciones consideradas en esta opción fueron:


533

a) El tramo de río aguas abajo del puente Zapotes I, que comunica la laguna Zapotes con el Río Grijalva, tiene la rasante a la cota 2m y un ancho mínimo de 50 m.

b) El tramo de río aguas abajo del puente Zapotes II, que liga a la laguna

Zapotes con el Río Grijalva, tiene la rasante a la cota 2.75m y un ancho mínimo de 30 m.

c) La elevación de cresta de la escotadura en río Grijalva en la zona del Tintillo

es de 4 m y una longitud de 500 m 4.1.2 Opción 2 Con esta opción se alcanza como nivel máximo en El Muelle 6.6 m y 7.2 m en la laguna Parrilla. Las modificaciones consideradas son iguales a las de la opción 3 con excepción de que en el inciso (c) donde la cresta en la zona de Tintillo es 3 m. 4.1.3 Opción 11 Con esta opción se alcanza como nivel máximo en el Muelle 6.5 m. Las modificaciones consideradas en esta opción son:

a) El tramo de río aguas abajo del puente Zapotes I, que comunica la laguna Zapotes con el Río Grijalva, tiene la rasante a la cota -1m y un ancho mínimo de 50 m.

b) El tramo de río aguas abajo del puente Zapotes II, que liga a la laguna

Zapotes con el Río Grijalva, tiene la rasante a la cota 0 m y un ancho mínimo de 30 m.

c) La elevación de cresta de la escotadura en río Grijalva en la zona del Tintillo

es de 4m y una longitud de 150 m

d) La elevación de cresta de la escotadura en río de la Sierra en la zona del Censo es de 4m y una longitud de 200 m

4.2 Medidas estructurales con un dren para avenidas desde la laguna los

Zapotes hacia la laguna San Julián Con las medidas estructurales con un dren para avenidas que permita la salida de la laguna los Zapotes hacia la laguna San Julián y otros cuerpos de agua cercanos a ella, es posible alcanzar como cota máxima del agua 6.3 m en la estación El Muelle;


534

0.9 m por abajo del NAME y 1.0 m arriba del NAMO de esta estación. En la laguna Parrilla, la cota máxima fue de 7.2 msnm, similar a las de las otras opciones. Las medidas estructurales que permitieron llegar a menores elevaciones en El Muelle fueron las 26, 28 y 4. 4.2.1 Opción 26 Con esta opción se alcanza como nivel máximo en el Muelle de 6.5 m y en la laguna Parrilla es de 7.2 m (profundidad del agua 4.2 m). Las modificaciones consideradas en esta opción son:

a) Se hace un canal desde la laguna los Zapotes hasta la laguna San Julián, la escotadura de salida de la laguna tiene una cresta a la cota 4 msnm y un ancho de 200 m.

b) En el río de la Sierra se hace la escotadura Santa Cruz con una cresta a la

cota 18 msnm y 200 m de ancho.

c) En el río de la Sierra se hace la escotadura Jalapa con una cresta a la cota 8 msnm y 200 m de ancho.

d) En el río de la Sierra se hace la escotadura Censo con una cresta a la cota 5

msnm y 200 m de ancho.

e) El tramo de río aguas abajo del puente Zapotes I, que comunica la laguna Zapotes con el Río Grijalva, tiene la rasante a la cota -1 m y un ancho mínimo de 75 m. Se amplía el canal actual y se modifica el fondo.

f) El tramo de río aguas abajo del puente Zapotes II, que liga a la laguna

Zapotes con el Río Grijalva, tiene la rasante a la cota 0m y un ancho mínimo de 50 m. Se amplía el canal actual y se modifica el fondo.

g) La elevación de cresta de la escotadura en río Grijalva en la zona del Tintillo

es de 4m y una longitud de 150 m 4.2.2 Opción 28 En esta opción se llega a un nivel máximo de agua en El Muelle de 6.4 m (0.1m menor a la alcanzada en la opción 26) y en la laguna Parrilla de 7.2 m (profundidad del agua 4.2m). Las modificaciones consideradas en esta opción son similares a la de la opción 26, la diferencia está en el inciso (g), donde el Tintillo tiene una cresta a la cota 3.5 msnm y un ancho de 300 m.


535

4.2.3 Opción 4 Con esta opción se alcanza un nivel máximo en El Muelle de 6.3m y en la laguna Parrilla de 7.2 m (profundidad del agua 4.2 m). Las modificaciones consideradas en esta opción son:


b) El tramo de río aguas abajo del puente Zapotes I, que comunica la laguna

Zapotes con el Río Grijalva, tiene la rasante a la cota 2m y un ancho mínimo de 50 m.

c) El tramo de río aguas abajo del puente Zapotes II, que liga a la laguna

Zapotes con el Río Grijalva, tiene la rasante a la cota 2.75m y un ancho mínimo de 30 m.

d) La elevación de cresta de la escotadura en río Grijalva en la zona del Tintillo

es de 4m y un ancho de 150 m Como se aprecia, no tiene las escotaduras en el río Grijalva de Santa Cruz, Jalapa y Censo; sin embargo, el agua de este río se derrama cerca de ellas, por lo que sería conveniente disponer de obras que permitieran controlar de alguna forma sus corrientes en la zona aledaña de los desbordamientos principales hacia la laguna Zapotes. 4.3 Opciones con ampliación del área hidráulica del río Grijalva aguas abajo

de la estación hidrométrica Porvenir Otras opciones que se revisaron para aumentar la capacidad de drenaje aguas abajo del río Grijalva y cerca de la laguna los Zapotes consistían en ampliar el área hidráulica del río Grijalva desde la estación hidrométrica Porvenir. Con ellas se llegó a obtener como elevación máxima en la estación El Muelle, la cota 6.2 msnm en la opción 31. 4.3.1 Opción 31 Con esta opción se alcanza un nivel máximo en el Muelle de 6.2m y en la laguna Parrilla de 7.2 m (profundidad del agua 4.2 m). Las modificaciones consideradas en esta opción son:

a) Se amplía el área hidráulica río Grijalva en el tramo de la estación hidrométrica Porvenir a la Boca de Aztlán, se consideró como ancho mínimo a 150m.


536

b) El tramo de río aguas abajo del puente Zapotes I, que comunica la laguna Zapotes con el Río Grijalva, tiene la rasante a la cota 2 m y un ancho mínimo de 50 m.

c) El tramo de río ,aguas abajo del puente Zapotes II, que liga a la laguna Zapotes con el Río Grijalva tiene la rasante a la cota 2.75 m y un ancho mínimo de 30 m.

d) La elevación de cresta de la escotadura en río Grijalva en la zona del Tintillo es de 4m y ancho de 150 m

4.4 Opción con canal para avenidas y ampliación del ancho del río Grijalva

aguas abajo de la estación hidrométrica Porvenir La mejor de las opciones probadas integralmente con la simulación del flujo en canales y planicies en presencia de las modificaciones planteadas en toda la región de interés fue la 33, ya que se llega a una elevación máxima a la cota 6.0 msnm en la estación El Muelle, o sea 1.23 m por debajo de su NAME. En la laguna Parrilla la elevación máxima fue de 7.2 m. Esta opción consiste en:


b) Se amplía el área hidráulica del río Grijalva en el tramo de la estación

hidrométrica Porvenir a la Boca de Aztlán al considera como mínimo un ancho de 150 m.

c) El tramo de río aguas abajo del puente Zapotes I, que comunica la laguna

Zapotes con el Río Grijalva, tiene la rasante a la cota 2m y un ancho mínimo de 50 m.

d) El tramo de río aguas abajo del puente Zapotes II, que liga a la laguna

Zapotes con el Río Grijalva, tiene la rasante a la cota 2.75 m y un ancho mínimo de 30 m.

e) La elevación de cresta de la escotadura en río Grijalva en la zona del Tintillo

es de 4m y una longitud de 150 m


537

5. CONCLUSIONES Para desalojar los grandes volúmenes de agua que llegan a Villahermosa debido a las altas precipitaciones que periódicamente ocurren en el estado de Tabasco, es necesario disponer de un sistema de drenaje con alta capacidad de salida del agua. La salida de grandes volúmenes de agua debe ser tal que llegue a las zonas donde se ubican las lagunas de San Julián, Maluco, Micos y otras. Para ello se debe comenzar con facilitar el flujo de agua desde las lagunas Zapotes y Parrilla por el río Grijalva desde la Estación Porvenir hacia aguas abajo. Por lo que se propusieron obras como un canal desde la laguna los Zapotes hacia la laguna San Julián, la ampliación hidráulica del río Grijalva y algunas escotaduras sobre el mismo para ir disminuyendo el gasto del flujo a lo largo del río (opción 4). Con el canal de avenidas desde la laguna los Zapotes se drenaría un volumen importante de agua que ya no pasaría por debajo de los puentes Zapotes I y II, reduciendo en forma importante los niveles máximos de agua en la zona de Villahermosa; para esto se tomaron como referencia a los registros de la estación El Muelle. La opción 4 permitió llegar a los menores niveles de agua con una elevación máxima de 6.3 m en la estación El Muelle, 5.4 m en la laguna los Zapotes y 7.2 m en la laguna Parrilla. La opción 28 se alcanza una elevación máxima de 6.4 m en la estación El Muelle, 6.3 m en la laguna los Zapotes y 7.2 m en la laguna Parrilla. A diferencia de la opción 4, se consideraron las escotaduras en el río de la Sierra, lo que permite controlar las salidas del agua desde este río hacia la laguna Zapotes y en esta laguna se aprovecha más su capacidad de regulación. En la opción 33 se considera la ampliación del área hidráulica del río, mediante el dragado del fondo y modificación del ancho hasta 150 m. Con esto se logra disminuir el nivel del agua en la estación El Muelle a 6.0 m para eventos hidrológicos como los acontecidos durante 2007, que tienen un periodo de retorno del orden de 100 años. En la laguna los Zapotes se alcanzó como máximo la cota 5.9 msnm aprovechando un poco más su capacidad de regulación y en la laguna Parrilla la elevación más alta fue 7.2 m. Algunas de las opciones con escotaduras sobre los ríos de la Sierra y Grijalva tienen la ventaja adicional de dirigir el agua en la zona que conviene que existan desbordamientos de estos ríos y, en su momento, se puede revisar cómo se realiza el desplazamiento del agua en la zona de la planicie aledaña para que, en caso de ser necesario, sea encauzada por donde resulte más conveniente.

capÍtulo 9 - gob.mx · capítulo 9. nuevas propuestas estructurales… 505 escotadura el censo se...

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