TRAYECTORIA DEL INA – CIRSA TRAYECTORIA DEL INA – CIRSA EN EL DESARROLLO DE LA HIDROLOGÍA EN EL DESARROLLO DE LA HIDROLOGÍA
SERRANASERRANA
Clarita María Dasso, Gabriel Caamaño Nelli, Laura ColladonClarita María Dasso, Gabriel Caamaño Nelli, Laura ColladonInstituto Nacional del Agua - Centro de la Región SemiáridaConsejo Nacional de Investigaciones Científicas y Té[email protected]
ObjetivoObjetivoPresentar la labor que el Área Hidrología del Centro de la Región Presentar la labor que el Área Hidrología del Centro de la Región Semiárida del Instituto Nacional del Agua ha desarrollado, en la Semiárida del Instituto Nacional del Agua ha desarrollado, en la materia de su competencia, sobre las cuencas de las sierras materia de su competencia, sobre las cuencas de las sierras cordobesas.cordobesas.
TRAYECTORIA DEL INA – CIRSA TRAYECTORIA DEL INA – CIRSA EN EL DESARROLLO DE LA HIDROLOGÍA SERRANAEN EL DESARROLLO DE LA HIDROLOGÍA SERRANA
17 de abril de 197417 de abril de 1974(CONICET- INCYTH(CONICET- INCYTH).).
Creado en 19731973 como INCYTH INCYTH
Se lo agrupó en cinco aspectos temáticos, a saber:
a.Medición de variables y procesamiento de información
b.Modelación de la transformación lluvia-descarga
c.Balance hídrico y estimación de sus componentes
d.Evaluación de riesgo de inundaciones y
e.Predicción de lluvias máximas
Desarrollo
a. Medición de variables y procesamiento de información
Programa dede Investigaciones Hidrológicas por Cuencas Piloto en Argentina
INCYTH- CIHRSA (Responsables : Ing E. Bustamante y el Geól. Carlos Ruibal)
Cuenca Piloto Río de La Suela Red histórica de mediciones
meteorológicas e hidrológicas (1971-1995)
Decenio Hidrológico Internacional (1964-1975)
Programa Hidrológico Programa Hidrológico Internacional (PHI, 1975)Internacional (PHI, 1975)
Ciclo Hidrológico Balance Hídrico
Objetivo General del Programa: instalar y operar cuencas representativas en las distintas regiones naturales del pais. ( 5 cuencas)
PHI-I: 1975-1980
Objetivos de la cuenca Representativa del río de la Suela-Investigación de los distintos tipos de escurrimiento: superficial y subsuperficial-Desarrollo de metodologías de correlación lluvia- descargas-Estudios de erosión y sedimentación hídrica-Capacitación de personal-Extrapolación de resultados a las Cuencas del río Primero (Suquía) y Segundo (Xanaes)
a. Medición de variables y procesamiento de información
Medición y Procesamiento de datos Medición y Procesamiento de datos meteorológicos e hidrometeorológicosmeteorológicos e hidrometeorológicos: precipitación, temperaturas, viento, humedad relativa, radiación, heliofanía, evaporación entre otros.
Aforos (líquidos y sólidos) con molinetes :por Aforos (líquidos y sólidos) con molinetes :por vadeo (aguas bajas)con torno de orilla (aguas vadeo (aguas bajas)con torno de orilla (aguas altas)altas)Determinación de curvas h-Q. Procesamiento Determinación de curvas h-Q. Procesamiento de datos limnimétricos y Limnigráficos de datos limnimétricos y Limnigráficos Relevamientos Topográficos.Relevamientos Topográficos.
CURSOS CAPACITACIÓN TECNICA EN CURSOS CAPACITACIÓN TECNICA EN MEDICIONES HIDROLÓGICAS Y MEDICIONES HIDROLÓGICAS Y
TRATAMIENTO DE DATOSTRATAMIENTO DE DATOS
Convenio con la U N LitoralBanco Interamericano de Desarrollo
(BID) Decreto 1175/79
I (1978), II (1980), III (1982) IV (1984)
V (1986); VI (1996)
Medición y Procesamiento de datos Medición y Procesamiento de datos HidrométricosHidrométricos
Mas de 1000 aforos en la Estación Hidrométrica de La Suela procesados con el método de la sección media y con el de semisección (formato papel) 1971-1990
a. Medición de variables y procesamiento de información
Análisis de Hidrogramas de CrecidasSeparación de componentesVolumen de Escurrimiento superficial,subsupeficial y de base.
Análisis de hietogramasVolumen de lluvia efectivaHietograma de lluvia neta
Mas de 100 eventos lluvia-escurrimientomedidos y procesados para la Cuenca del Río de La Suela. Período 1971-1979(Formato papel)
a. Medición de variables y procesamiento de información
Sistema Nacional de Información HídricaSistema Nacional de Información HídricaBase de Datos Hidrológica Integrada (BDHI)Base de Datos Hidrológica Integrada (BDHI)Redes de medición del INA (CIRSA y CRA)Redes de medición del INA (CIRSA y CRA)Área Hidrología Cirsa: Área Hidrología Cirsa: Pluviometría Diaria de la Cuenca del rio San Antonio Pluviometría Diaria de la Cuenca del rio San Antonio
12,8
13,0
13,2
13,4
13,6
13,8
14,0
14,2
14,4
14,6
14,8
1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
Tem
per
atur
a (º
C)
Tiempo (años)
Estación Puesto Garay: Temperatura media anual
Temp. anual media
N
0 1 km1 0 ,5
Av. Cárcano
Bra
sil
Vado E l Fan tas io
Term inal
12
3
45
6 7
8 9
10
11
12
13
14
15 16 17
18
19
20
21
22
25
26
2728
23y24
29
30
31
32
Análisis de Eventos Extremos Análisis de Eventos Extremos Reconstrucción de la Crecida Reconstrucción de la Crecida
Extraordinaria Extraordinaria del 6 de enero de 1992, en el Río San del 6 de enero de 1992, en el Río San
AntonioAntonio
Se estimó un pico de 7,56m; un caudal pico de 6.156 m3/s T= 120 años y 115 años a la lluvia
Fellicci y Colladon, Rios 2007Caamaño Nelli, Colladon y Dasso; Conagua
2007
Anuarios Pluviométricos y de Anuarios Pluviométricos y de Temperatura (1992- 2010)Temperatura (1992- 2010)
Colladon, 2000 Colladon, Felici y Pazos,
2009,2010)
b. Modelos de Transformación Lluvia-Caudal
CIHRSAA: Modelo Hidrológico para la Cuenca del Río de la Suela(Dasso y Bustamante, 1979)
Versión computacional en FORTRAN IV ejecutable en equipo IBM/370(formato papel)
12 oct 79
Objetivo: simular hidrogramas de crecida directa en base al cálculo de la lluvia neta por medio de las curvas CE-IHS-INTAntecedentes: “Investigación del Escurrimiento Subsuperficial en la Cuenca del Río de la Suela (Dasso, 1976-77) “ Investigación del Escurrimiento Directo en la Cuenca del Río de la Suela” (Dasso y Bustamante, IX Congreso Nacional del Agua, San Luis, 1979 )
Curvas de Correlación CE-IHS-INT desarrolladas para la cuenca de la Suela
CIHRSAB: Modelo Matemático Hidrológico para Extensión de Series de CIHRSAB: Modelo Matemático Hidrológico para Extensión de Series de Caudales (Caudales (Zamanillo, E; Caamaño Nelli, G. ; Dasso,C. y Da Porta,W. 1991)Zamanillo, E; Caamaño Nelli, G. ; Dasso,C. y Da Porta,W. 1991)
b. Modelos de Transformación Lluvia-Caudal
PID CONICOR 1751/90
Objetivo: Desarrollar algoritmos paramétricos conceptuales para simular los componentes del ciclo hidrológico de una cuenca y aplicarlos a un caso real para constatar su validez.
Resultado: un modelo de simulación de los componentes del ciclo hidrológico que permite evaluar la transformación lluvia-caudal en forma continua (semanal) para extender series de caudales.
Desarrollo y CalibraciónDesarrollo y Calibración: Cuenca del Río de La Suela
Versión computacional en FORTRAN ejecutable en equipo VAX-DIGITAL compatible con PC-IBM.
Modelo BALA: Modelo BALA: Balance Hidrológico ContinuoBalance Hidrológico Continuo(Caamaño Nelli y Dasso, 1987)
ObjetivoObjetivo: Fijar las condiciones iniciales de humedad del suelo al inicio de cada tormenta a fin de aplicar un modelo de infiltración para evaluar pérdidas.
Sistema de Desarrollo y AlicaciónSistema de Desarrollo y Alicación: Cuenca del Río de la Suela período hidrológico 1972/73
Resultado:Resultado: un modelo de balance seriado que permite estimar flujos de evapotranspiración real, almacenamientos de agua en el suelo y escorrentías de base y superficial, a nivel diario.
Versión Computacional: Programa BALA, en FORTRAN, operable en Digital MicroVAX II. (Formato papel)
c. Balance hídrico y estimación de sus
componentes
Modelo Conceptual de balance y almacenamiento de agua en el
suelo
I
I
Ib
0S t
I Io
I
B
tS Sm 0 0
Ib
I
I
B
Ib
S Sm Sc 0 tc t
ESTAD O II
ESTAD O I
ESTAD O II
MODEL O DE HORTO N
MODEL O DE
BERTH ELOT
MODEL O
GENER ALIZA DO
Ic
Ia
0. 01 0. 03 0. 05 0. 07 0. 09 0. 11
Par am et r o k [ 1/ int er valo]
Para
met
ro t
c [int
erva
lo]
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
Parámetros k-tc. Lluvias concentradas. Sistema Zonalizado – La Suela
0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8
Par am et r o k [ 1/ int er valo]
Para
met
ro t
c [in
terv
alo]
36
34
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
Parámetros k-tc. Lluvias distribuidas . Sistema Zoanlizado- La Suela
Modelo HBG: Infiltración-Alamacenamiento-PercolaciónModelo HBG: Infiltración-Alamacenamiento-Percolación(Caamaño Nelli y Dasso, 1990,1992)
0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 1. 2 1. 4 1. 6 1. 8 2
Par am et r o k [ 1/ int er valo]
Param
etro tc [intervalo]
50
40
30
20
10
0
Parámetros k-tc. Todas las tormentas. Sistema Zonalizado- La Suela
ObjetivoObjetivo: Encontrar un algoritmo para representar las pérdidas por infiltración a fin de estimar la lluvia efectiva de tormentas aisladas en la aplicación de modelos de lluvia-caudal
Resultado: un modelo de simulación de entrada y balance de agua en el suelo aplicable a cualquier estado del sistema e intensidad de lluvia, concentrado o distribuido en el espacio.
Versión Computacional: Programa HBGCZ, en FORTRAN, operable en Digital MicroVAX II. (Formato papel)
CONICOR PID 2178/91 -2514/92 y CONICET PIA CONICOR PID 2178/91 -2514/92 y CONICET PIA 0323/90 0323/90
c. Balance hídrico y estimación de sus
componentes
Desarrollo y CalibraciónDesarrollo y Calibración: Cuenca del Río de La Suela Aplicaciones:Aplicaciones: Cuenca A° Ludueña Rosario, Sta Fé
c. Balance hídrico y estimación de sus
componentesPlanteo de Modelos para Balance Hídrico Superficial en Cuencas y Planteo de Modelos para Balance Hídrico Superficial en Cuencas y LagosLagos
Embalse Los MolinosBalance Seriado Mensual ene 1981- abr 1987 (Piccolo y Dasso, 2003)
Embalse San RoqueBalance Seriado Mensual jul 1969 – Nov 1976(Taravella y Caamaño Nelli, 2002)
Figura 9: Perfil Equivalente (analogía con parábola de eje vertical)
Xo Progresivas (X)
Co
tas
( Y
)
Ramao margen izquierda
Ramao margen
derecha
Yo
Y
Foco
Eje
de
pará
bola
Eje
de
secc
ión
Origen de coordenadasOrigen del relevamiento
Vértice
Directriz
Umbral de desborde (bankfull)
Nivel de agua
| X-Xo || X-Xo |
B
h
Geometría Hidrológica: La Curva de Descarga para Cursos No Aforados
d. Evaluación de riesgo de inundaciones
Verificación en el mundo real de las Teorías Geomorfológica (Dasso,1981,1983) y Geomorfoclimática (Caamaño Nelli,1981,1983) del HUI la Cuenca del río de La SuelaHidrología de Cursos Naturales como Función de la Geometría del Cauce (1983-Hidrología de Cursos Naturales como Función de la Geometría del Cauce (1983-1985)1985)
Dasso y Bertoni, 1985
Caamaño Nelli, 1985Caamaño Nelli y Zimmermann; 1993
Identificación del Umbral de Identificación del Umbral de desborde (bankfull)desborde (bankfull)
Modelación Geomorfoclimática de Sistemas Hidrológicos (1981-1983) Modelación Geomorfoclimática de Sistemas Hidrológicos (1981-1983)
d. Evaluación de riesgo de inundaciones
Escala Gráfica
500 m 1 km0 2 km
Villa Lago Azul
Villa Carlos PazBialet Masse
San Roque
Avenida San Martín
Avenida San Martín
Avenida San Martín
Avenida San Martín
R-20
R-20
R-20
R-20
Av. U
ruguay
Av. U
ruguay
Cassaffoust
Av. 9 de JulioAv. 9 de Julio
Av. Gral. Paz
Av. Libertad
Av. R. J . Carcano
Bv. D. F. Sarmiento
Av. Juan S. Bach
E-55
E-55
E-55
E-55
E-38
E-38
E-38
E-38
E-38
E-38
Embalse San Roque64°28'30" O
31°24'00" S 31°22'00" S64°30'00" O64°27'00" O
31°26'00" S 31°20'00" S
31°26'00" S 31°24'00" S 31°22'00" S 31°20'00" S
35.30 m37.01 m38.23 m39.19 m43.00 m
35.30 m
37.01 m38.23 m
39.19 m
43.00 m
43.0
0 m
39.1
9 m38
.23
m
37.0
1 m
35.3
0 m
64°27'00" O64°28'30" O
64°30'00" O
64°29'00" O
Niveles de Riesgo HídricoAltoMedioBajoMínimo
Mapas de Riesgo con Recurrencia Asociada: Embalse San RoqueMapas de Riesgo con Recurrencia Asociada: Embalse San Roque
0
20
40
60
80
100
120
3 4 5 6Ln (d)
Q (m³/seg) 2 años5 años10 años25 años100 años200 años
Relación Q-d-T, para embalse San Roque estimada con un modelo de
enfoque similar al Modelo DIT
Caamaño Nelli y Catalini, 2002
Predicción de crecientes lacustresPredicción de crecientes lacustres
d. Evaluación de riesgo de inundaciones
Potrero de Garay
Villa Los Molinos
Villa La Merced
Río Los Reartes
Esca
la G
ráfic
a
Presa Los Molinos
Refe
renc
ia:
Zona
con
Rie
sgo
de I
nund
ació
n
64°35'00" O
31°4
5'00
" S
31°5
0'00
" S
31°5
5'00
" S
64°40'00" O 64°30'00" O
64°40'00" O 64°35'00" O 64°30'00" O
31°4
5'00
" S
31°5
0'00
" S
31°5
5'00
" S
Mapas de Riesgo con Recurrencia Asociada: Embalse Los Mapas de Riesgo con Recurrencia Asociada: Embalse Los MolinosMolinos
0
20
40
60
80
100
120
3 4 5 6Ln (d)
Q (m³/seg) 2 años5 años10 años25 años100 años200 años
Relación Q-d-T, para embalse Los Molinos estimada con un modelo de
enfoque similar al Modelo DIT
Caamaño Nelli y Catalini, 2005
Predicción de crecientes lacustresPredicción de crecientes lacustres
Riesgo en riberas inundables de ríos Riesgo en riberas inundables de ríos serranosserranos
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Lech
o o
rdin
ario
Zona de fuertes restricciones al dominio
Nivel de márgen llena
Línea de Evacuación de Crecidas Nivel máximo de crecidas
extraordinarias
Línea de Riesgo Hídrico
Línea de Ribera
Nivel Máximo deCrecidas Ordinarias
Do
min
io
Pri
vad
o
Camino de Servicio Camino de Servicio
Zona de restricciones moderadas al dominio.
T = 500
T = 100
T = 25
T = 10
Do
min
io
Pú
blic
o
T < 5
Zona sin restricciones al dominio
Lech
o p
erió
dico
C
reci
das
exc
epci
onal
es,
lech
o e
pis
ódic
o
Sección transversal de un río. Umbrales físicos y legales
4,29
5,165,766,35
10,4
3,53,6
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250 300Progresiva (m)
Altu
ra (
m)
T 500 añosT 100 años T 25 años T 5 años
Lím LOLím sup
10,1
Sección vado río San Antonio
Trazado del LO, las Tz y los puntos que alcanzarían las crecidas de T= 25, 100 y 500 años.
Índice de riesgo de la secciónÍndice de riesgo de la sección
d. Evaluación de riesgo de inundaciones
Colladon y Caamaño Nelli, 2009
La disponibilidad y el acceso al agua y a sus usos constituyen un derecho humano: universal, indivisible, imprescriptible, individual y colectivo.El agua es un símbolo real del carácter sagrado que nuestras sociedades atribuyen a la vida.
Primer Principio del Manifiesto del Agua para el Siglo XXIRicardo Petrella
Palabras del AguaZaragoza 2008