evaluación de amenaza por inundación del río Únete en el
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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería
8-9-2018
Evaluación de amenaza por inundación del Río Únete en el casco Evaluación de amenaza por inundación del Río Únete en el casco
urbano del municipio de Aguazul Casanare urbano del municipio de Aguazul Casanare
Laura Daniela Jácome Hernandez Universidad de La Salle, Bogotá
Rafael Andrés Muñoz Quintero Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada Jácome Hernandez, L. D., & Muñoz Quintero, R. A. (2018). Evaluación de amenaza por inundación del Río Únete en el casco urbano del municipio de Aguazul Casanare. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/326
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EVALUACIÓN DE AMENAZA POR INUNDACIÓN DEL RÍO UNETE EN EL CASCO
URBANO DEL MUNICIPIO DE AGUAZUL – CASANARE
LAURA DANIELA JÁCOME HERNANDEZ
RAFAEL ANDRÉS MUÑOZ QUINTERO
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL
BOGOTÁ D.C
2018
EVALUACIÓN DE AMENAZA POR INUNDACIÓN DEL RÍO UNETE EN EL CASCO
URBANO DEL MUNICIPIO DE AGUAZUL – CASANARE
LAURA DANIELA JÁCOME HERNANDEZ
RAFAEL ANDRÉS MUÑOZ QUINTERO
Trabajo de grado de grado presentado como requisito parcial
para optar al título de ingeniero civil.
DIRECTOR TEMÁTICO
ING. ALEJANDRO FRANCO ROJAS
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL
BOGOTÁ D.C
2018
Nota de Aceptación:
Ing. Alejandro Franco Rojas
Director
Firma del Jurado 1
Firma del Jurado 2
Bogotá D.C, 09 agosto de 2018.
AGRADECIMIENTOS
Queremos agradecer nuestro trabajo y dedicación a este proyecto a todas las personas que
creyeron en nosotros y nos apoyaron en el camino, en primer lugar a Dios por permitirnos
culminar este proyecto y darnos salud para cumplir cada tarea propuesta a lo largo de este
proceso, gracias a la Universidad de la Salle por la formarnos como profesionales éticos listos
para ejercer nuestros deberes con compromiso, humildad y rectitud, a los profesores del programa
de ingeniería civil por compartir su conocimiento, especialmente al ingeniero Alejandro Franco
Rojas por dedicar su tiempo y acompañarnos con su dedicación y paciencia en el desarrollo del
presente trabajo.
A nuestros padres por brindarnos su amor y apoyo en cada paso de nuestra carrera y
nuestras vidas; educarnos y cuidar de nosotros incondicionalmente, a nuestros hermanos por
creer en nosotros y ser nuestro ejemplo a seguir, a nuestros amigos con los que conformamos un
excelente equipo de trabajo y estuvieron animándonos a lo largo de toda la carrera. Finalmente,
a nuestro amigo Mateo Madera Sánchez por compartir su tiempo y conocimiento con nosotros.
Tabla de contenido
1. Introducción ................................................................................................................... 1
2. Resumen del proyecto ................................................................................................... 2
3. Descripción del proyecto ............................................................................................... 3
3.1 Planteamiento del problema ..................................................................................... 3
3.2 Formulación del problema ....................................................................................... 4
3.3 Justificación ............................................................................................................. 4
3.4 Delimitación del proyecto ........................................................................................ 5
4. Objetivos ........................................................................................................................ 7
4.1 Objetivo general ....................................................................................................... 7
4.2 Objetivos específicos ............................................................................................... 7
5. Marco referencial .......................................................................................................... 8
5.1 Antecedentes históricos ........................................................................................... 8
5.2 Marco teórico-conceptual ...................................................................................... 16
5.3 Marco legal ............................................................................................................ 38
6. Metodología ................................................................................................................. 43
7. Trabajo ingenieril ........................................................................................................ 44
7.1 Recopilación de información ................................................................................. 44
7.1.1 Coeficiente de rugosidad de Manning ............................................................ 44
7.1.2 Registros de caudales...................................................................................... 48
7.1.3 Calculo de probabilidad de tiempos de retorno .................................................... 49
7.1.4 Hidrogramas ......................................................................................................... 59
7.1.5 Topografía ............................................................................................................ 67
7.2 Evaluación de amenaza y vulnerabilidad mediante encuestas ............................... 70
7.3 Identificación de estructuras hidráulicas para control de inundaciones................. 82
7.4 Creación del modelo de elevación digital .............................................................. 83
7.5 Iber ......................................................................................................................... 87
8. Resultados de la modelación hidráulica .................................................................... 92
8.1 Mapas de profundidad ........................................................................................... 92
8.2 Mapas de velocidad ............................................................................................... 96
8.3 Amenaza ................................................................................................................ 98
8.3.1 Mapa de área según la frecuencia ................................................................... 99
8.3.2 Mapas de intensidad ..................................................................................... 100
8.4 Mapas de amenaza parciales ................................................................................ 105
8.5 Mapa de amenaza definitivo ................................................................................ 108
9. Análisis de resultados ................................................................................................ 109
9.1 Fotografías aéreas ................................................................................................ 110
9.2 Amenaza vs Encuestas .............................................................................................. 113
9.3 Propuesta de mitigación ............................................................................................ 114
10. Conclusiones .............................................................................................................. 116
11. Bibliografía ................................................................................................................ 118
11.1 Libros .................................................................................................................... 118
11.2 Revistas ................................................................................................................. 118
11.3 Cibergrafía ............................................................................................................ 119
Listado de ilustraciones
Ilustración 1. Río Unete. ....................................................................................................... 6
Ilustración 2. Tramo a evaluar. ............................................................................................. 7
Ilustración 3.Puente sobre el río Unete ............................................................................... 10
Ilustración 4. Mapa de riesgos y amenazas de Aguazul ..................................................... 16
Ilustración 5. Los tres conceptos fundamentales en la gestión del riesgo. ......................... 19
Ilustración 6. Modelo de análisis de riesgo. ........................................................................ 20
Ilustración 7. Clasificación de amenaza según el origen. ................................................... 21
Ilustración 8. Variables para realizar el análisis de amenazas. ........................................... 22
Ilustración 9. Identificación de amenazas: Regla práctica. ................................................. 24
Ilustración 10. Estructura sobre el marco institucional del Sistema Nacional de Gestión del
Riesgo de Desastre. .............................................................................................................. 34
Ilustración 11. Modelación hidráulica Iber (red triangular). ............................................... 36
Ilustración 12. Amenazas por geodinámica externa. .......................................................... 42
Ilustración 13. Información para cálculo de pendiente. ...................................................... 45
Ilustración 14. Sección transversal Río Unete. ................................................................... 46
Ilustración 15. Ubicación estación Los Esteros. ................................................................. 49
Ilustración 16. Histograma de caudales máximos 1975-2015. ........................................... 50
Ilustración 17. Distribuciones de probabilidad. .................................................................. 59
Ilustración 18. Hidrograma unitario triangular. .................................................................. 62
Ilustración 19. Hidrograma unitario .................................................................................... 63
Ilustración 20. Hidrograma unitario adimensional. ............................................................ 65
Ilustración 21. Hidrogramas periodos de retorno propuestos. ............................................ 66
Ilustración 22. Armados topografía. ................................................................................... 67
Ilustración 23. Secciones transversales. .............................................................................. 68
Ilustración 24. Sección transversal 3................................................................................... 69
Ilustración 25. Sección transversal 7................................................................................... 69
Ilustración 26. Sección transversal 11................................................................................. 70
Ilustración 27. Sección transversal 12................................................................................. 70
Ilustración 28. Formato de encuesta. .................................................................................. 72
Ilustración 29. Ubicación de encuestas. .............................................................................. 77
Ilustración 30. Clasificación de amenaza. ........................................................................... 80
Ilustración 31. Mapa de amenaza por inundación del río Unete a partir de encuestas. ...... 81
Ilustración 32. Localización del muro de contención. ........................................................ 82
Ilustración 33. Hexápodos. ................................................................................................. 83
Ilustración 34. Muro de contención. ................................................................................... 83
Ilustración 35. Polígono de estudio. .................................................................................... 84
Ilustración 36. DEM y topografía. ...................................................................................... 84
Ilustración 37.Raster a puntos. ............................................................................................ 85
Ilustración 38. Unión de topografía y DEM. ...................................................................... 85
Ilustración 39. TIN. ............................................................................................................. 86
Ilustración 40. Modelo de elevación digital definitivo. ...................................................... 86
Ilustración 41. Usos de suelo. ............................................................................................. 87
Ilustración 42. Creación archivo RTIN. .............................................................................. 88
Ilustración 43. Malla generada por Iber. ............................................................................. 88
Ilustración 44. Detalle malla. .............................................................................................. 89
Ilustración 45. Ingreso hidrograma periodo de retorno 1,3 años. ....................................... 89
Ilustración 46. Condición inicial profundidad 0,55m. ........................................................ 90
Ilustración 47. Asignación coeficiente de rugosidad de Manning. ..................................... 91
Ilustración 48. Tiempo máximo de simulación. .................................................................. 91
Ilustración 49. Localización muro de contención. .............................................................. 92
Ilustración 50. Peligrosidad personalizada.......................................................................... 92
Ilustración 51. Mapa de profundidad periodo de retorno 1.3 años. .................................... 93
Ilustración 52. Mapa de profundidad tiempo de retorno 10 años. ...................................... 94
Ilustración 53. Mapa de profundidad tiempo de retorno 50 años. ...................................... 94
Ilustración 54. Mapa de Profundidad tiempo de retorno 200 años. .................................... 95
Ilustración 55. Mapa de velocidad tiempo de retorno 1.3 años. ......................................... 96
Ilustración 56. Mapa de Velocidad tiempo de retorno 10 años. ......................................... 97
Ilustración 57. Mapa de Velocidad tiempo de retorno 50 años. ......................................... 97
Ilustración 58. Mapa de Velocidad tiempo de retorno 200 años. ....................................... 98
Ilustración 59. Mapa de área según frecuencia. ................................................................ 100
Ilustración 60. Mapa de intensidad tiempo de retorno 1.3 años. ...................................... 101
Ilustración 61. Mapa de Intensidad tiempo de retorno 10 años. ....................................... 102
Ilustración 62. Mapa de Intensidad tiempo de retorno 50 años. ....................................... 103
Ilustración 63. Mapa de Intensidad tiempo de retorno 200 años. ..................................... 104
Ilustración 64. Mapa de Amenaza tiempo de retorno 1.3 años. ........................................ 106
Ilustración 65. Mapa de Amenaza tiempo de retorno 10 años. ......................................... 106
Ilustración 66. Mapa de Amenaza tiempo de retorno 50 años. ......................................... 107
Ilustración 67. Mapa de Amenaza tiempo de retorno 200 años. ....................................... 107
Ilustración 68. Mapa de amenaza por inundación Aguazul. ............................................. 108
Ilustración 69. Fotografía aérea año 2004. ........................................................................ 110
Ilustración 70. Fotografía aérea año 2004. ........................................................................ 111
Ilustración 71. Fotografía aérea año 1995. ........................................................................ 112
Ilustración 72. Fotografía aérea año 1992. ........................................................................ 113
Ilustración 73. Propuestas de mitigación .......................................................................... 115
Listado de tablas
Tabla 1. Calificación de la frecuencia. ................................................................................ 25
Tabla 2. Periodos de retorno. ............................................................................................... 25
Tabla 3. Calificación de la intensidad.................................................................................. 27
Tabla 4. Intensidad de inundación ....................................................................................... 28
Tabla 5. Porcentaje y calificación del territorio afectado .................................................... 29
Tabla 6. Calificación de amenazas. ..................................................................................... 30
Tabla 7. Comparación de modelos físicos y modelos numéricos. ....................................... 37
Tabla 8. Limitaciones de modelos físicos y modelos numéricos. ....................................... 38
Tabla 9. Limitaciones prácticas de modelos físicos y modelos numéricos. ........................ 38
Tabla 10. Velocidad Flowtracker. ....................................................................................... 46
Tabla 11. Calculo de caudal. ............................................................................................... 47
Tabla 12. Probabilidad empírica años 1975-2015. .............................................................. 51
Tabla 13.Parametros. ........................................................................................................... 52
Tabla 14. Probabilidades de ocurrencia. .............................................................................. 52
Tabla 15. Parámetros. .......................................................................................................... 54
Tabla 16. Probabilidad Pearson tipo III. .............................................................................. 55
Tabla 17. Caudales de diseño. ............................................................................................. 57
Tabla 18.Probabilidades de ocurrencia. ............................................................................... 58
Tabla 19. Hidrograma triangular. ........................................................................................ 62
Tabla 20. Hidrograma unitario. ........................................................................................... 62
Tabla 21. Hidrograma unitario adimensional. ..................................................................... 64
Tabla 22. Hidrogramas para distintos periodos de retorno. ................................................. 65
Tabla 23. ¿Se ha inundado su casa?..................................................................................... 72
Tabla 24. ¿Cuantas veces se ha inundado? .......................................................................... 73
Tabla 25. ¿Cada cuánto se inunda? ..................................................................................... 73
Tabla 26. ¿Se inunda el patio o la vivienda? ....................................................................... 74
Tabla 27. ¿Altura alcanzada por el agua? ............................................................................ 74
Tabla 28. ¿Ha tenido pérdidas a causa de las inundaciones? .............................................. 75
Tabla 29. ¿Qué tipo de perdidas ha tenido? ......................................................................... 75
Tabla 30. ¿Cuándo fue la última vez que se inundó? .......................................................... 76
Tabla 31. Profundidad. ........................................................................................................ 77
Tabla 32. Frecuencia. ........................................................................................................... 78
Tabla 33. Ultima vez que ocurrió el evento. ........................................................................ 78
Tabla 34. Tabla de atributos Arcgis. .................................................................................... 79
Tabla 35. Calificación territorio afectado. ........................................................................... 99
Tabla 36. Calificación de amenaza. ................................................................................... 105
Tabla 37. Área de amenaza. ............................................................................................... 109
1
1. Introducción
Colombia es un país en el cual la ubicación de algunos de sus municipios y ciudades
permite que se creen zonas de amenaza ante distintos fenómenos naturales que pueden perjudicar
a la población que se encuentre expuesta a estos.
En este proyecto se evaluó el nivel de amenaza al cual se encuentra expuesto el municipio
de Aguazul en el departamento de Casanare debido a la inundación por el desbordamiento del
río Unete, para el desarrollo de este proyecto se tuvieron dos etapas; la primera de ellas consistió
en la toma de datos en campo (topografía, encuestas, fotografías) y la segunda que se compone
del procesamiento de la información (cálculo de topografía, cálculo de coeficiente de rugosidad
de Manning, construcción de modelos de distribución de probabilidad, construcción de
hidrogramas, análisis de encuestas, entre otros) y del desarrollo del modelo hidráulico en el
software Iber.
Las inundaciones son uno de los fenómenos amenazantes que más afecta a la población del
país según el Instituto Distrital de Gestión de Riesgos y Cambio Climático (IDIGER) que
menciona: “Históricamente en el país, la principal amenaza hidrometereológica generadora de
daños económicos y población afectada es la inundación”.
Por otro lado, el municipio de Aguazul cuenta con antecedentes que permiten identificar
esta problemática, debido a esto se realiza este proyecto como apoyo a las autoridades
competentes en la toma de decisiones para minimizar los posibles daños futuros debidos a la
amenaza de inundación por desbordamiento del río Unete en el casco urbano del municipio de
Aguazul.
2
Para el desarrollo de los mapas de inundación se empleó el software Iber (2D), en el cual
la precisión de los datos obtenidos es mayor respecto a la de un software de modelación hidráulica
en una dimensión, debido a que tiene en cuenta la dirección del vector de velocidad y permite
predecir de forma más exacta las zonas de inundación.
2. Resumen del proyecto
El municipio de Aguazul está localizado en el departamento de Casanare, a 27 km de
la ciudad de Yopal. Su extensión total es de 148 Km2 de las cuales 4,23 km2 son de la zona
urbano y los restantes 143,77 km2 pertenecen a la zona rural, cuenta con tres fuetes hídricas
principales, los ríos Cusiana, Unete y Charte.
En el municipio de Aguazul se ha evidenciado históricamente la amenaza generada por
el río Unete a causa del desbordamiento e inundaciones que provoca este sobre cabecera del
municipio produciendo un fuerte impacto en la población, la economía y la infraestructura
de la zona. Los mayores desastres evidenciados en el municipio se deben a las fuertes
precipitaciones que se presentan en temporada invernal causando el desbordamiento del río.
Por medio del modelo hidráulico desarrollado utilizando el software Iber se
determinaron las zonas que se encuentran en amenazan por el desbordamiento del río Unete
para construir mapas de inundación y zonificar las áreas disponibles para el asentamiento
urbano.
El desarrollo del proyecto tuvo en cuenta dos etapas, en primer lugar el trabajo
realizado en campo para obtener la información de topografía y batimetría del río Unete a su
vez se empleó como información secundaria los registros de caudales obtenidos a partir de
3
la estación hidrológica Los Esteros ubicada en el municipio de Aguazul – Casanare, los
antecedentes registrados de la base de datos Desinventar y proyectos relacionados con el
tema; esto con el fin de realizar la modelación hidráulica que permitió determinar el grado
de amenaza en que se encuentra el municipio de estudio.
3. Descripción del proyecto
3.1 Planteamiento del problema
A través de los años el municipio de Aguazul y municipios cercanos a este se han visto
seriamente afectados por las inundaciones generadas por el desbordamiento continuo del río
Unete dejando cientos de familias afectadas además del daño ocasionado a la infraestructura
vial como puentes o carreteras principales y las mismas viviendas.
Según el Plan De Emergencias del Municipio de Maní - Casanare una de las
principales razones que desenlazan las inundaciones sobre el departamento de Casanare se
debe a los cambios que se han presentado en el curso natural del río Unete debido a la
explotación sin control de los recursos naturales y la extracción de material del lecho del río
que han creado una zona de riesgo por desbordamiento generando a su vez condiciones de
inestabilidad por la mínima resistencia que presentan las bancas y bordes del río puesto a sus
características geológicas de un suelo no consolidado y en continuo transporte de material
por las corrientes hídricas y eólicas, además de la escasa cobertura vegetal en la zona que
deja descubierto terrenos planos susceptibles a inundaciones por el cauce creciente del río
Unete.
4
Así mismo, las fuertes precipitaciones en temporada invernal principalmente entre los
meses de abril a octubre generan un aumento significativo en el nivel del río en periodos de
tiempo cortos ocasionando el desbordamiento de este; de acuerdo con la Corporación
Autónoma Regional de la Orinoquia el municipio de Aguazul tiene áreas que alcanzan una
clasificación crítica (altamente susceptible) a inundaciones, sin embargo, el municipio ha
desarrollado un plan de emergencia que se centra principalmente de prevenir un desastre
asociado a fenómenos de sismicidad, restando importancia a lo que debería ser el enfoque
primordial de prevenir o mitigar fenómenos de inundación.
En vista de la ausencia de acciones para mitigar y controlar los problemas asociados a
inundaciones que tanto afectan a la comunidad se desarrolla este proyecto con miras a evaluar
y diagnosticar las amenazas además de delimitar la extensión de inundación causada por el
desbordamiento del río Unete a las cuales se encuentra expuesto el municipio de Aguazul
Casanare, por medio de modelos hidráulicos desarrollados a partir del software Iber el cual
permite analizar el comportamiento del cauce del río frente a diferentes condiciones
hidráulicas.
3.2 Formulación del problema
¿Cuál es la extensión y magnitud de la amenaza por inundaciones generadas por el río
Unete en el área urbana del municipio de Aguazul Casanare?
3.3 Justificación
Según el Departamento Nacional de Planeación a 2016 el 28% de la población en
Colombia está ubicada en áreas susceptibles a inundaciones, correspondiente al 12% del
territorio nacional. Del mismo modo se reconoció que el 48% de la población expuesta a
5
inundaciones tienen condiciones críticas de vulnerabilidad por necesidades básicas
insatisfechas.
Casanare es uno de los departamentos que se encuentra en estado de vulnerabilidad
debido a inundaciones, esto debido al asentamiento de poblaciones en zonas de alta
vulnerabilidad como orillas o rondas de ríos, deforestación y variaciones en el clima, se
realizó un análisis de riesgo para determinar las zonas más vulnerables a inundaciones en el
municipio de Aguazul ubicado en el departamento de Casanare.
Es por esto que, a partir de la modelación hidráulica, el análisis de los procesos
hidrológicos y la dinámica fluvial del río Unete se determinaron las zonas inundables en el
municipio de Aguazul y se realizaran los respectivos mapas de inundación.
3.4 Delimitación del proyecto
Para determinar las zonas vulnerables a inundaciones en el municipio de Aguazul se realizó
un modelo hidráulico del río Unete en el cual se determinaron las zonas donde el río se
desborda y causa mayor afectación a los habitantes del municipio. La modelación hidráulica
se realizó mediante el software Iber debido a que este permite un análisis bidimensional,
permitiendo mayor estabilidad y convergencia en los datos respecto a un modelo
unidimensional, así mismo este tipo de modelos permite estudiar con más detalle condiciones
donde el flujo no necesariamente es transversal a la sección transversal, tal como ocurre en
ríos trenzados, con múltiples canales y planicies de desborde.
Además de esto para (Blade, 2014), Iber ofrece múltiples beneficios para realizar modelos
hidráulicos, dentro de ellos se encuentra el cálculo y simulación de flujo en los ríos,
6
definición y evaluación de zonas inundables, delimitación de vías de desagüe, transporte de
sedimentos, transporte de fondo, flujo bidireccional, rotura de presas, simulación de puentes,
vertederos y compuertas, permitiendo incluir variables como el efecto del viento. Es
importante mencionar que Iber es un software totalmente libre de fácil acceso y uso.
Fue necesario tener en cuenta la estación hidrológica Los Esteros (35197030) ubicada en el
municipio de Aguazul – Casanare para obtener el registro de los caudales y posteriormente
procesar la información en el software Iber para determinar los caudales en diferentes
periodos de retorno.
Ilustración 1. Río Unete.
Fuente: Semillero Geocauces (noviembre 2017).
Por otro lado, el área que se evaluó del río Unete se muestra en la siguiente figura:
7
Ilustración 2. Tramo a evaluar.
Fuente: Modificado de Google Earth.
4. Objetivos
4.1 Objetivo general
Evaluar el grado de Amenaza por inundación del casco urbano en el municipio de
Aguazul en el departamento de Casanare debido al desbordamiento del río Unete mediante
el desarrollo de modelación numérica y mapas de inundación.
4.2 Objetivos específicos
Recolectar la información necesaria para el desarrollo del modelo hidráulico.
Determinar los caudales del río Unete para distintos periodos de retorno.
Desarrollar encuestas a los habitantes del municipio de Aguazul sobre antecedentes de
inundación en la zona y de este modo comparar la información recolectada con los resultados
de la modelación hidráulica.
Área urbana
Aguazul
8
Desarrollar el modelo hidráulico del tramo evaluado del río Unete por medio del
software Iber.
Determinar el grado de amenaza de inundaciones del río Unete que presenta la
población del municipio de Aguazul mediante la elaboración de mapas de inundación.
5. Marco referencial
5.1 Antecedentes históricos
Se realizó una caracterización acerca de los fenómenos amenazantes principalmente
aquellos relacionados con deslizamientos debido al desbordamiento e inundaciones que se
genera a causa del río Unete los cuales afectan directamente a la población asentada en el
municipio de Aguazul, para ello fue necesario recopilar información acerca de los desastres
que han ocurrido a lo largo de los años por causas antrópicas o naturales y a su vez se
reconoció el impacto que ha generado en esta población debido a la severidad de los mismos
para causar pérdidas de vida, de vivienda e infraestructura del municipio.
Gracias a la base de datos de Desinventar desarrollada a partir de grupos de
investigadores, académicos y actores institucionales, agrupados en la Red de Estudios
Sociales en Prevención de Desastres en América Latina (LA RED) se logró reunir
información acerca de los desastres de pequeño a gran impacto que se han generado en el río
Unete, identificando la causa principal del evento y las implicaciones del mismo; a
continuación se presenta el inventario de desastres ocurridos en consecuencia de
deslizamientos e inundaciones sobre el río Unete.
9
El 13 de octubre de 1989 ocurre un deslizamiento en el municipio de Aguazul Casanare
en la vía que comunica los municipios de Sogamoso - Aguazul, debido al hundimiento de la
banca en el km 128 como consecuencia de fuertes lluvias obstruyendo el paso del transporte
por la vía principal y dejando varios afectados que se encuentran asentados en el borde del
río.
El 1 de mayo de 1974 se presenta un deslizamiento debido a las continuas lluvias que
azotaron al municipio de Aguazul Casanare provocando derrumbes que paralizaron a las 18
poblaciones que componen la intendencia de Casanare. Según se estableció en inmediaciones
de Unete las aguas ocasionaron deslizamientos que obligaron a las empresas transportadoras
a realizar transbordos para cumplir sus itinerarios.
El 17 de agosto de 2002 se registró el desbordamiento del río Unete, inundando los
barrios El Porvenir, Porvipaz, Villaluz, Seila, Los Esteros y Los Guaduales dejando un total
de 645 familias damnificadas, 19 viviendas destrozadas por la fuerte corriente del río y 20
viviendas afectadas.
El 12 de septiembre de 2012 se presentó desbordamiento del río Unete donde se vieron
afectadas las veredas de Guadualito, Manoguia, San José del Bubuy, Vegana, Cachiza, Los
Lirios, Bella Vista, Guaduales, Sabanales y el casco urbano además de 7 vías principales se
registran 800 familias damnificadas y 160 viviendas afectadas.
A partir de información recuperada de periódicos y medios de comunicación se tienen
registrados eventos que han afectado al municipio de Aguazul debido a desbordamientos y
avalanchas ocasionadas por el aumento de nivel en el río Unete, a continuación, se presentó
la recopilación de noticias relacionadas con los fenómenos anteriormente mencionados:
10
Fuente (El Tiempo 30 de noviembre de 2000). Después de 24 horas de habilitado el
puente sobre el río Unete, en la vía Boyacá Casanare, la estructura se volvió a caer. El puente
ubicado en la vereda Unete, a 5 kilómetros de Aguazul (Casanare), estaba en reparación hace
más de tres meses cuando por acción del río sufrió colapsó. El puente se vino abajo cuando
pasaba una tractomula al servicio de una compañía petrolera.
Ilustración 3.Puente sobre el río Unete
Fuente: (El Tiempo, 2000)
Fuente (Caracol Radio 01/09/2016). El 1 de septiembre de 2016 se registró una
avalancha sobre las riberas del río Unete. Se presentó la caída de la banca en el kilómetro 7
hacia el municipio de Pajarito en Boyacá, la vía se encuentra cerrada, Dos viviendas también
resultaron afectadas los organismos de socorro tuvieron que rescatar a sus habitantes, uno de
los afectados tuvo que ser traslado al hospital de Aguazul con síntomas de hipotermia.
De acuerdo con el plan municipal de gestión del riesgo de desastres de la secretaria
municipal de Aguazul – Casanare (2012), se tiene que el principal problema que afecta al
municipio se produce debido en gran parte a que el río Unete adopta en su morfología un
cauce trenzado que adquiere altas velocidades y en temporadas de fuertes lluvias es
susceptible a presentar desbordamientos inundando los sectores de mayor vulnerabilidad
11
debido a los asentamientos de varias familias en la zona de inundación del río además de los
problemas de socavación que van desgastando parte del municipio y la dinámica fluvial que
por la acción de erosión y sedimentación cambia el relieve geológico y el trazado del río.
Según el Estudio de amenaza, vulnerabilidad y riesgo por movimientos en masa,
inundación, avenida torrencial e incendios forestales en los municipios de Nemocón,
Cogua, Tena, San Antonio del Tequendama y Tocaima en el departamento de
Cundinamarca (2016), realizado por la gobernación de Cundinamarca se desarrolla una
metodología de trabajo con el propósito de articular los temas de inundación y avenidas
torrenciales en la gestión del riesgo de municipios de Cogua, Nemocón ,Tena, San Antonio
de Tequendama y Tocaima evaluando la amenaza, riesgo y vulnerabilidad a la cual se
exponen debido a fenómenos de inundación; se emplea la modelación hidráulica a partir de
software HEC-RAS con el fin de modelar los parámetros del flujo bajo condiciones de flujo
uniforme con movimiento bidimensional (flujo Newtoniano) de los fenómenos de inundación
y avenidas torrenciales con proporción de material sólido inferior al 60%.
De acuerdo con los resultados obtenidos con la modelación hidráulica y los recorridos
de campo, se construyeron los respectivos mapas de zonificación de amenaza por inundación
y avenida torrencial lo cual permitió dictaminar que dada la torrencialidad de las quebradas
del municipio de Tena, la principal recomendación es la conservación y recuperación de la
cobertura vegetal buscando aumentar la capacidad de amortiguamiento de las cuencas y
minimizar el aporte de material sólido a las crecientes ya sea por deslizamientos o por caída
de rocas; para el caso de la cabecera municipal se recomienda mejorar las condiciones de
confinamiento de la quebrada Las Delicias en el punto de monitoreo del acueducto veredal
Guasimal, aumentando la capacidad hidráulica para las crecientes con periodo de retorno de
12
1 en 50 años. Así mismo, se propone la construcción de las obras de drenaje requeridas para
permitir el flujo de las aguas que fluyen por la zona deprimida hacia el sur de la vía principal.
A partir del estudio de Modelación hidráulica en un tramo del río San Juan
realizado por el ingeniero Hugo Rafael Herrera Sánchez (2014), se conoce que las intensas
lluvias son las causas principales de las inundaciones, se hizo necesario la determinación de
las áreas de inundación en la zona de estudio del río San Juan para diferentes avenidas, con
el objetivo de poder recopilar y procesar toda la información pertinente y necesaria para la
solución de un problema real que existe en la zona de estudio a través de información
referente a las características de la cuenca y del tramo de río a estudiar con el fin de aplicar a
un estudio de caso concreto el SIG ArcView, sus herramientas auxiliares y su interacción con
el HEC–RAS para desarrollar una herramienta para la prevención hidráulica a través de la
modelación matemática, con la aplicación del HEC–RAS.
Para el estudio hidráulico en régimen permanente que se realizó en el río San Juan, se
procedió al uso de herramientas actuales, siendo utilizado de la versión libre en el sitio web
del HEC del software HEC-RAS. Se aplicó para su procesamiento el estudio de los Manuales
de usuario y de referencia, investigaciones relacionadas sobre el tema y diferentes materiales
de importancia para la base teórica práctica del proyecto con el objetivo de que se cuente con
una idea del porqué de las variaciones de los niveles de agua en la cuenca del río.
Finalmente se logró determinar la respuesta hidráulica de la cuenca para diferentes
avenidas con los resultados del modelo HEC-HMS siendo de gran ayuda para ser utilizados
como condiciones de borde de entrada en el modelo HEC-RAS; se recomienda contar con
todas las extensiones necesarias para el estudio de inundaciones en el GIS ArcView, y
efectuar sin problemas las simulaciones hidráulicas.
13
Según Juan Sebastián Cadena Rivera y Andrés Felipe Villegas Zuleta en su proyecto
de grado Análisis de riesgo por desbordamiento del río Chiquito en la zona urbana del
municipio de Sogamoso, Boyacá (2017), busca por medio del riesgo por inundación a la
población ubicada a orillas del cauce del río Chiquito, en el área urbana de Sogamoso,
establecer valores de caudales que sobrepasan los taludes del cauce y cuantificar el nivel de
vulnerabilidad, amenaza y riesgo que tienen estas familias al vivir en cercanías al cauce.
Para la evaluación de vulnerabilidad por inundación, se tuvieron en cuenta factores
económico, social, físico y ambiental, recopilando para ello información por medio de
encuestas realizadas a la comunidad, obteniendo finalmente una calificación cuantitativa y la
identificación de las zonas más vulnerables. Por otro lado, el modelamiento hidráulico se
llevó a cabo con la aplicación de dos softwares (Hec Ras y ArcGIS), los cuales permitieron
simular en nivel del agua ante la ocurrencia de los caudales máximos, obtenidos a partir de
información histórica de tres diferentes estaciones limnigraficas operadas por el IDEAM.
El estudio aporta como resultado, la cuantificación y zonificación de la amenaza, la
vulnerabilidad y el riesgo por medio de tablas y mapas, presentando a nivel de pre factibilidad
algunas alternativas para su mitigación.
Finalmente se estableciendo que toda el área de estudio se encuentra en riesgo medio
o alto, debido a que la comunidad no cuenta con las herramientas necesarias para resolver
una emergencia y la amenaza es cada vez mayor en el sector además se tiene que la
vulnerabilidad total dio como resultado que más del 50% de los pobladores viven bajo
clasificación de vulnerabilidad alta es decir que están altamente expuestos a sufrir
inundaciones y que en general las personas no están preparadas ante una emergencia debido
14
a la mala educación con respecto a la gestión del riesgo y la poca o nula presencia del
gobierno en esta zona.
El plan municipal de gestión del riesgo de desastres de Aguazul – Casanare (2012),
evalúa el grado de amenaza por inundación y lo clasifica en grado I dado que por su
potencialidad, cobertura y número de eventos ocurridos pueden afectar notablemente la salud
de los habitantes, la Infraestructura existente y los elementos ambientales expuestos.
Los principales factores que inciden en la ocurrencia de este fenómeno se debe a altas
precipitaciones y su larga duración además los procesos erosivos y deforestación en las
bancas por la explotación de los recursos mineros que allí se depositan ocasionando el
aumento en el nivel del rio y por ende su desbordamiento generando un fuerte impacto sobre
la población, la infraestructura y la economía del municipio.
Se han adoptado diferentes medidas para mitigar el riesgo por inundaciones
implementando un Sistema de Información geográfica para la Gestión del Riesgo en el cual
se reporten todos los eventos presentados además de la Instalación de redes meteorológicas
para, monitorear y dar alerta temprana del evento.
Como medidas para reducir el riesgo el plan municipal de gestión del riesgo de
desastres de Aguazul – Casanare diseña medidas estructurales que contemplan la
construcción de algunas obras como jarillones, gaviones y hexápodos además supervisar la
ubicación de Infraestructura y viviendas y que estas estén construidas bajo la normativa
vigente para la protección de inundaciones, incorporan a su vez el riesgo en los Planes de
Ordenación y Manejo de Cuencas Hidrográficas y la descolmatación de los ríos que presenten
mayor cantidad de material.
15
Según el acuerdo N° 006 por medio del cual se adoptan los mapas de riesgo, amenaza
y usos del suelo los cuales evidencian que las zonas con mayor amenaza por este evento son
de uso institucional las cuales corresponden al barrio El Porvenir, El Instituto Escolar
Orlando Niño y El Centro Recreacional Lago Center indica que el área municipal se
encuentra expuesta a diferentes amenazas como consecuencia de fenómenos naturales como
inundaciones gracias a las abundantes zonas de llanura que permiten el desbordamiento del
rio sobre estas zonas representando un riesgo para los asentamientos de viviendas, los
ecosistemas y toda infraestructura presente en el municipio.
Puesto que el municipio de Aguazul se encuentra próxima a cuerpos de agua en este
caso representa un suelo de protección donde de acuerdo con la ley 388 de 1997 en su artículo
35 prohíbe la construcción de infraestructura de cualquier tipo debido al alto grado de
amenaza al cual se encuentra expuesto con un riesgo no mitigable
Gracias a la recopilación encontrada acerca de los desastres que se han presentado a
causa del desbordamiento del río Unete y los estudios desarrollados en base a modelación
hidráulica y gestión del riesgo de desastres, permite ver desde otra perspectiva el análisis a
eventos de inundación, como actuar frente a ellos y mitigar las consecuencias de este
fenómeno; a su vez permite conocer el procedimiento en la recolección de información para
realizar la adecuada modelación del río. Además de esto, el desarrollo de este proyecto por
medio del software Iber permite en comparación del programa HEC RAS utilizado en los
documentos mencionados anteriormente, realizar una modelación bidimensional la cual
garantiza una mayor estabilidad y convergencia del modelo ya sea en régimen variable o
permanente, lo cual ayuda a simular con mayor exactitud todas las condiciones del flujo.
16
Finalmente es importante mencionar que el municipio de Aguazul cuenta con mapas
de riesgo y amenaza por inundación del río Unete, sin embargo, como se muestra en el
siguiente mapa, solo se evidencia la mancha de inundación sin distinción alguna para los
diferentes periodos de retorno o nivel de amenaza.
Ilustración 4. Mapa de riesgos y amenazas de Aguazul
Fuente: (EOT Aguazul, 2010).
5.2 Marco teórico-conceptual
A continuación, se presentan los temas y términos relacionados a la investigación
propuesta. A partir de estos se desarrolló la temática de este estudio.
Inundaciones
Según el programa para centros escolares, Riesgo de inundaciones una inundación es
la sumersión temporal de un terreno, como consecuencia de la aportación inusual y más o
17
menos repentina de un volumen de agua superior a lo habitual, que puede provocar daños a
las personas y bienes existentes.
Tipos de inundaciones
El programa para centros escolares, Riesgo de inundaciones realiza una clasificación
sobre las posibles causas que pueden provocar una inundación, estas son:
o Precipitaciones en forma de lluvia.
o Deshielo.
o Limitación en el desagüe de los ríos.
o Obstrucciones en los cauces.
o Roturas de presas.
o Variaciones en el nivel del mar.
Por otro lado, el Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales clasifica las
inundaciones según su duración, según el mecanismo de generación y según sus
características.
En primer lugar, según su duración se encuentran las inundaciones rápidas o dinámicas
y las inundaciones lentas o estáticas. A continuación, se definirán según el Instituto
Nicaragüense de Estudios Territoriales.
18
o Inundaciones rápidas o dinámicas
Se producen en ríos de alta montaña por efecto de lluvias intensas. Las crecidas son
repentinas y de corta duración. Este tipo de inundaciones son las más perjudiciales para la
población debido a que el tiempo de reacción es nulo.
o Inundaciones lentas o estáticas.
Se producen cuando aumenta el caudal del río a causa de lluvias persistentes y
generalizadas, hasta que superan la capacidad de este, por lo cual el río se desborda e inunda
áreas cercanas al mismo.
Por otro lado, dentro de las inundaciones según el mecanismo de generación se
encuentran las inundaciones pluviales, las inundaciones fluviales y las inundaciones por
rotura. A continuación, se definirán según el Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales.
o Inundaciones fluviales
Este tipo de inundaciones son causadas debido al desbordamiento de los ríos o cauces
debido al rápido aumento del volumen de agua durante la crecida.
o Inundaciones pluviales
Estas se producen debido a la acumulación de agua lluvia en un lugar específico sin
necesidad de que se presente el desbordamiento de un río. Se genera debido a un régimen de
precipitaciones intensas o persistentes.
19
o Inundaciones por rotura
Debidas a roturas de presas o incorrecta operación en estas, el daño que este tipo de
inundación ocasione se determinara por el caudal circulante, el tiempo de propagación y los
elementos existentes en la zona de afectación.
Riesgo
La Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales de gestión del
riesgo permite reconocer que es riesgo y cuáles son sus alcances. Esta define riesgo como la
combinación de la probabilidad que se produzca un evento y sus consecuencias negativas.
A partir de esto considera dos factores principales que intervienen en el riesgo, la
amenaza y la vulnerabilidad. La amenaza puede ser un evento de origen natural, socio-
natural, antrópico no intencional o tecnológico; los cuales pueden generar condiciones
desfavorables en una población que se califica como vulnerable.
La siguiente figura muestra a través de un diagrama de Venn la relación directa que se
presenta cuando se tiene una amenaza latente y una población en estado de vulnerabilidad,
aumentando de este modo la probabilidad de riesgo.
Ilustración 5. Los tres conceptos fundamentales en la gestión del riesgo.
Fuente: Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales de gestión del riesgo.
20
Análisis del riesgo
Según el instituto geográfico Nacional y el servicio nacional de estudios territoriales, a
partir de la identificación de amenazas y vulnerabilidades, se procede a determinar la
probabilidad que una vulnerabilidad potencial pueda ser explotada por una fuente de
amenaza, mediante esto considerar posibles pérdidas como consecuencia del evento.
Posteriormente se determinan las medidas de mitigación y control.
En la siguiente figura se muestra como a partir de los diferentes tipos de amenazas y la
vulnerabilidad se genera un riesgo cualitativo, combinando este factor y el valor monetario
se produce un eventual riesgo real.
Ilustración 6. Modelo de análisis de riesgo.
Fuente: Análisis de riesgo por inundaciones y deslizamientos de tierra en la microcuenca del arenal de
Monserrat.
Finalmente es importante mencionar que para (Van Westen) el riesgo es un problema
espacial multidisciplinario, en el cual se deben tener en cuenta elementos como la evaluación
de la amenaza, el estudio de los elementos bajo riesgo, el estudio de costos y la
vulnerabilidad.
21
Amenaza
La Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales de gestión del
riesgo define una amenaza como un potencial peligro de ocurrencia de un evento físico de
origen natural, causado por una acción antrópica de manera accidental, se presente con una
magnitud tal que pueda causar pérdida de vidas, lesiones o impactos en salud en una
población, así como también daños y pérdidas en los bienes, la infraestructura, los medios de
sustento, la prestación de servicios y los recursos ambientales.
La siguiente figura clasifica las amenazas en cuatro grandes grupos, en los cuales se
encuentran las amenazas naturales, las amenazas socio-naturales, las amenazas de origen
antrópico y las amenazas tecnológicas.
Ilustración 7. Clasificación de amenaza según el origen.
Fuente: Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales de gestión del riesgo.
A partir de la figura anterior se clasifica el tema de investigación dentro de las
amenazas naturales y socio naturales.
22
Análisis de la amenaza
Según (GTZ, 2010), el estudio de cada amenaza demanda un conjunto de variables en
las cuales se incluye la información, los métodos de recolección el procesamiento de datos
específicos y los actores. Del mismo modo es necesario tener en cuenta los siguientes
fundamentos:
o Investigar las características, tipo e intensidad de la amenaza, así como el
territorio afectado.
o Considerar tanto los antecedentes del evento y la probabilidad de que pueda
volver a presentarse, estudiando los elementos y procesos que generar la amenaza,
haciendo énfasis en los procesos de desarrollo.
o Combinar la información científica disponible con los conocimientos y las
experiencias vividas por la sociedad expuesta, incluyendo población, instituciones
públicas, sector privado y otros.
A continuación, se muestran los elementos indispensables para realizar el análisis de
amenazas:
Ilustración 8. Variables para realizar el análisis de amenazas.
Fuente: Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales de gestión del riesgo
23
Identificación de amenazas
La identificación de las amenazas permite tener una vista global de cómo se encuentra
una determinada zona o población frente a eventos que pongan en riesgo la vida, la
infraestructura y los bienes de la población.
Se requieren metodologías para clasificar las amenazas y posteriormente poder
identificarlas. A continuación, se exponen las metodologías más comunes:
o Encuestas a grupos locales (Comités municipales de gestión del riesgo).
o Consulta de archivos institucionales y periodísticos.
o Registros instrumentales de instituciones especializadas, como IDEAM y
SGC.
o Árbol de problemas
o Entrevistas con personas clave.
o Cartografía Social
o Visitas de campo a zonas expuestas.
A continuación, se presenta la figura 5 en donde se explica una regla práctica para la
identificación de amenazas.
24
Ilustración 9. Identificación de amenazas: Regla práctica.
Fuente: Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales de gestión del riesgo
Debido a esto y gracias a la Guía metodológica para la elaboración de planes
departamentales de gestión del riesgo es correcto afirmar que las amenazas naturales y socio-
naturales más frecuentes en Colombia son inundaciones, deslizamientos, sismos, huracanes,
vendavales, sequias, incendios forestales y erupciones volcánicas.
Mediante la Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales para la
gestión del riesgo es necesario determinar el nivel de intensidad, frecuencia y afectación del
territorio.
Frecuencia y periodo de retorno
La Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales para la gestión
del riesgo afirma que se debe tener en cuenta la cronología de catástrofes ocurridas, esta
búsqueda se puede realizar mediante fuentes oficiales o institucionales, mediante revisiones
25
de campo, información científica disponible y de la memoria histórica de la comunidad. Los
datos del análisis permiten relacionar los eventos ocurridos con la recurrencia de los mismos.
A continuación, se presenta la tabla 1 en donde se determina la calificación de la
frecuencia según el tiempo de recurrencia.
Tabla 1. Calificación de la frecuencia.
FRECUENCIA
DESCRIPCION VALOR CALIFICACION
Evento que se presenta una vez
aproximadamente cada 10 años. 3 ALTA
Evento que se presenta por lo menos una vez
en un período de tiempo aproximado de 50
años.
2 MEDIA
Evento que se presenta al menos una vez en
un período de tiempo aproximado a 100 años. 1 BAJA
Fuente: Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales de gestión del riesgo
Complementando lo anterior Según el Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales
el periodo de retorno o frecuencia depende directamente de la frecuencia de precipitaciones
excepcionalmente fuertes, para esto se establecieron tres categorías que se mencionan en la
siguiente tabla:
Tabla 2. Periodos de retorno.
Fuente: (Inundaciones Fluviales Mapas de amenazas Recomendaciones técnicas para su elaboración,
2005).
26
Además de esto para la definición de metodologías para el análisis de vulnerabilidad,
amenazas y el riesgo de los municipios seleccionados se determinan periodos de retorno de
25, 50 y 100 años.
Para Los estudios de amenaza, vulnerabilidad y riesgo por movimientos en masa,
inundación, avenida torrencial e incendios forestales en los municipios de Nemocón, Cogua,
Tena, San Antonio del Tequendama y Tocaima en el departamento de Cundinamarca se
tuvieron en cuenta periodos de retorno de 10, 50 y 100 años.
Finalmente, para El sistema de alerta tempana de inundaciones del río Bogotá (2007),
se utilizaron tiempos de retorno de 10 y 100 años.
Intensidad
La Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales para la gestión
del riesgo determina la intensidad según la severidad del fenómeno en un determinado lugar.
Mediante la tabla que se presenta a continuación se asigna un puntaje a la intensidad
del evento de acuerdo a la cantidad de personas fallecidas, personas lesionadas, afectación
del territorio, afectación a los recursos naturales, suspensión de servicios públicos y
actividades económicas, perdidas económicas, afectación a la infraestructura y número de
viviendas destruidas.
27
Tabla 3. Calificación de la intensidad.
INTENSIDAD
DESCRIPCION VALOR CALIFICACION
Corresponden a aquellas que presentan profundidades de flujo
mayores a 1m o el producto resultante de la velocidad por altura
(V*H) es mayor a 1.5 m2/s. Los daños causados por una
inundación de alta intensidad generalmente son altos en pérdidas
de vidas y para la economía.
3 ALTA
Aquellas con altura (H) de agua entre 0.5 y 1.0m o el producto
resultante de la velocidad por altura (V*H) entre 0.5 y 1.5m2/s. Los
daños económicos y a la población, son menores que en el caso de
la inundación intensa, pero no despreciables.
2 MEDIA
Corresponden a aquellas con profundidad del flujo superiores a
0.25m, pero inferiores a los 0.5m, o V*H menor a 0.5 m2/s. Los
daños asociados son generalmente leves, no se esperan pérdidas en
vidas humanas, aunque sí pueden darse pérdidas en áreas de
cultivo y animales
1 BAJA
Fuente: Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales de gestión del riesgo.
Intensidad de las inundaciones
Para el Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales la intensidad y los efectos de
las inundaciones no solo depende de los aspectos meteorológicos, además de esto intervienen
factores como tipo y uso del suelo, tipo y distribución de la vegetación, litología,
características de la red de drenaje, pendientes de la cuenca, obras realizadas en los cauces,
tipos y cantidad de meandros y zonas donde los ríos se estrechan.
Además de esto el Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales menciona que la
evaluación de las inundaciones depende de si esta es estática o dinámica. Si la inundación es
estática la variable a tener en cuenta es la profundidad, mientras que si es dinámica se tendrá
en cuenta el producto de la velocidad por la profundidad de flujo.
28
Tabla 4. Intensidad de inundación
Fuente: (Inundaciones Fluviales Mapas de amenazas Recomendaciones técnicas para su elaboración,
2005).
A partir de la información anterior el Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales
define las intensidades para cada uno de los niveles de intensidad.
o Inundación de alta intensidad
Son aquellas que poseen profundidades de flujo superiores a 1 m o el producto
resultante de la velocidad por la profundidad de flujo es mayor a 1,5 m/s.
o Inundación de media intensidad
Son aquellas que poseen profundidades de flujo entre 0,5 y 1 m o el producto resultante
de la velocidad por la profundidad de flujo esta entre 0,5 y 1,5 m/s.
29
o Inundación baja intensidad
Son aquellas que poseen profundidades de flujo entre 0,25 y 5 m o el producto
resultante de la velocidad por la profundidad de flujo es menor a 0,5 m/s.
Territorio afectado
La Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales para la gestión
del riesgo el territorio son las porciones de tierra y de agua que pertenecen a un lugar en
específico, en los cuales se presenta alguna afectación frente a algún tipo de amenaza.
En la tabla 3 se muestra la calificación respecto al territorio afectado, se debe tener en
cuenta que para utilizar esta clasificación se debe reconocer cual es el 100% del área
evaluada.
Tabla 5. Porcentaje y calificación del territorio afectado
TERRITORIO AFECTADO
DESCRIPCION VALOR CALIFICACION
Más del 80% del territorio afectado por la
inundación con Tr=100 años 3 ALTA
Entre el 50% y 80% del territorio afectado por
la inundación con Tr=100 años 2 MEDIA
Menos del 50% del territorio afectado por la
inundación con Tr=100 años 1 BAJA
Fuente: Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales de gestión del riesgo.
Calificación de amenazas
Luego de determinar la clasificación de frecuencia, intensidad y territorio afectado, se
procede a realizar la clasificación indicativa por medio de la siguiente ecuación:
Amenaza = Intensidad + Frecuencia + Territorio afectado
30
En la siguiente tabla se muestran la clasificación de las amenazas a partir de los
resultados obtenidos aplicando la ecuación anterior.
Tabla 6. Calificación de amenazas.
Fuente: Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales de gestión del riesgo.
Vulnerabilidad
La vulnerabilidad representa un componente esencial en el análisis de una comunidad
expuesta a amenazas de carácter natural o antrópico que en medida de su intensidad afectan
directamente los aspectos económicos, sociales y ambientales propios de una comunidad.
Dentro del análisis de vulnerabilidad se debe tener en cuenta el grado de fragilidad con
la cual se contrapone ante una amenaza en la cual resulten perjudicados los componentes
principales de una comunidad véase como vivienda, infraestructura, zonas productivas y la
propia vida humana, por esta razón es de gran importancia realizar una identificación de los
factores que se encuentran expuestos a dicha amenaza para mitigar el grado de destrucción
sobre los elementos que se encuentren en riesgo debido a la magnitud del evento.
Los componentes que se contemplan dentro del estudio de vulnerabilidad corresponden
a los factores físicos, ambientales, económicos y sociales. A partir de estos factores
desprenden las siguientes vulnerabilidades asociadas a cada uno de ellos:
INTERVALO CALIFICACION DE LA AMENAZA
1-3 Baja
4-6 Media
7-9 Alta
31
o Vulnerabilidad física
Relaciona la fragilidad física a la cual se encuentra expuesta un asentamiento frente a
un evento natural y la calidad en los materiales que se emplean para construir la
infraestructura que compone a una comunidad ya sean establecimientos económicos, de
salud, vivienda o públicos; además de los aspectos constructivos la vulnerabilidad física se
enfoca en la influencia las características geológicas del suelo donde se encuentran
cimentadas dichas estructuras, pues es importante localizar en la zona los fenómenos que
constituyan una amenaza como los son las fallas geológicas, laderas de cerros, riberas de ríos,
áreas costeras tales que permitan medir el nivel de vulnerabilidad al cual se encuentre
expuesta la infraestructura vital de la zona evaluada.
o Vulnerabilidad económica
Comprende la limitación de una familia o comunidad para acceder a los recursos
económicos que impiden actuar, resistir y recuperarse del impacto provocado por el
desenlace de un evento de origen natural o antrópico, pues se sabe que la vulnerabilidad es
el resultado del juego de poder entre presiones políticas, sociales y económicas que repercute
en situaciones frecuentes de asentamientos obligados, pobreza extrema, limitación al acceso
de servicios públicos y mercado laboral lo cual influye directamente en un bajo nivel de
ingresos y esto a su vez implicara un alto grado de vulnerabilidad económica puesto que su
enfoque mide la capacidad para satisfacer las necesidades básicas de una persona, así según
el índice de Necesidades Básicas Insatisfechas –NBI- examina la pobreza como carencia de
un conjunto de bienes materiales, los cuales condensan cinco aspectos (DANE):
o Vivienda inadecuada
32
o Hacinamiento crítico
o Acceso inadecuado a servicios públicos, en especial acueducto y
saneamiento.
o Dependencia económica
o Insistencia escolar de los niños menores de 11 años.
o Vulnerabilidad ambiental
Representa el nivel de las condiciones ambientales evaluando la afectación del entorno
natural y la fauna debido a al deterioro del ambiente causado por la intervención del hombre
lo cual ha desencadenado la variabilidad climática, el cambio en la calidad del agua, aire y
suelo, la deforestación, la explotación descontrolada de recursos naturales entre otros
eventos que ponen en riesgo a la misma comunidad pues la repercusión de estos cambios
impiden que el mismo ecosistema pueda recuperarse.
o Vulnerabilidad social
Estudia la capacidad de una población para organizarse y responder debidamente ante
una emergencia de tal forma que garantice la colaboración por parte de entes encargados de
atender desastres como de la comunidad misma, con el objetivo de dar una respuesta eficiente
a las necesidades de emergencia de tal manera que los afectados sean mínimos y
posteriormente poder superar las consecuencias de un desastre de forma eficaz y rápida.
Calificación de la vulnerabilidad
Para obtener la calificación de la vulnerabilidad total de una comunidad es necesario
tener en cuenta cada una de las calificaciones para cada vulnerabilidad anteriormente
mencionadas en un rango de baja a alta (1 a 3 respectivamente) vulnerabilidad teniendo en
33
cuanta que para ello se evalúa cada análisis con respecto a la amenaza presente y la sumatoria
de dichas calificaciones asignara un valor a la vulnerabilidad total.
El cálculo de la vulnerabilidad total se efectúa mediante la siguiente ecuación:
𝑉𝑡: 𝑉𝑎 + 𝑉𝑠 + 𝑉𝑒 + 𝑉𝑓
Dónde:
𝑉𝑡: 𝑉𝑢𝑙𝑛𝑒𝑟𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑉𝑎: 𝑉𝑢𝑙𝑛𝑒𝑟𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙
𝑉𝑠: 𝑉𝑢𝑙𝑛𝑒𝑟𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑠𝑜𝑐𝑖𝑎𝑙
𝑉𝑒: 𝑉𝑢𝑙𝑛𝑒𝑟𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑐𝑜𝑛𝑜𝑚𝑖𝑐𝑎
𝑉𝑓: 𝑉𝑢𝑙𝑛𝑒𝑟𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑓𝑖𝑠𝑖𝑐𝑎
Para entender de mejor manera las diferencias entre riego, vulnerabilidad y amenaza,
y desemejanza de nivel de vulnerabilidad ante diferentes eventos que se puedan presentar se
desarrolla el siguiente ejemplo:
Una población asentada en Tumaco a las orillas del mar, posee viviendas que cuentan
con pilotes de madera al igual que toda su estructura, estas les permiten prevenir la amenaza
de inundación que genera el mar. Es por esto que surge la siguiente incógnita “¿A que es más
vulnerable la población, a inundaciones o a un incendio?, para responder esta pregunta basta
con analizar que esta población prepara sus viviendas para prevenir las inundaciones,
mientras que en caso de que ocurra un incendio sus viviendas se verían consumidas por este
en su totalidad. Lo que indica que es más vulnerable a incendios a pesar que tiene la amenaza
34
de que ocurra cualquiera de los dos eventos, esto se traduce en un riesgo mínimo a inundación
y un riesgo alto ante incendios.
Desastre
Es un evento de origen natural o antrópico que ocurre afectando a una comunidad que
se ve vulnerable en ciertas condiciones de infraestructura, servicio de emergencia, medios
de subsidencia generando pérdidas humanas, materiales, económicas y ambientales las cuales
implican una obstrucción en el desarrollo de las actividades esenciales y normales de la
sociedad, es en estos hechos que se demanda la intervención oportuna del estado y los entes
encargados de desarrollar una gestión de riesgos propicia para accionar operaciones y labores
en respuesta de la emergencia.
A continuación, se muestra la estructura de entes encargados de organizar y emplear
acciones para el control del riesgo y manejo del desastre.
Ilustración 10. Estructura sobre el marco institucional del Sistema Nacional de Gestión del Riesgo de
Desastre.
Fuente: Guía metodológica para la elaboración de planes departamentales de gestión del riesgo.
35
Modelación hidráulica
La modelación hidráulica permite realizar la simulación de situaciones reales y prever
el comportamiento del modelo que desarrolla frente a diferentes procesos y variables
hidráulicas o conocer la naturaleza de comportamientos desconocidos para emplear
soluciones inmediatas a los resultados obtenidos.
La modelación se emplea con diferentes objetivos como determinar la capacidad
hidráulica, reducir las pérdidas de carga en entradas a canales o tuberías o en secciones de
transición; desarrollar métodos eficaces de disipación de energía en la corriente, al pie de las
presas de sobre flujo o en el extremo de salida de las atarjeas, reduciendo de ese modo la
erosión del lecho de los cauces de ríos; determinar coeficientes de descarga para presas de
sobreflujo; desarrollar el mejor diseño de vertederos de presas, de sifones y pozos y de
estructuras de salida de los embalses; diseñar puertos, incluyendo determinar la mejor sección
transversal, altura y ubicación de los rompeolas, así como la posición y ubicación de la
entrada; diseñar esclusas, incluyendo los efectos sobre los barcos de las corrientes
establecidas debido al funcionamiento de las esclusas etc.
Existen diversos software que permiten realizar modelos hidráulicos tales como Iber y
HEC RAS entre otros, sin embargo estos programas difieren en ciertas características de su
funcionamiento y el procesamiento de la información; la principal diferencia radica en que
el software Iber trabaja con una red triangular de puntos que permite determinar la magnitud
y dirección del vector de velocidad aunque su limitante se debe a que requiere de muy buena
información topográfica para realizar la modelación y HEC RAS opera por medio de
secciones transversales evaluando el vector de velocidad perpendicular a estas sin determinar
36
magnitud y dirección pero facilita la modelación ya que para esto no requiere de bastantes
secciones transversales para iniciar la modelación.
Ilustración 11. Modelación hidráulica Iber (red triangular).
Fuente: (Grupo TYCGIS formación, 2017).
Clasificación general de los modelos hidráulicos
La modelación física es una representación a escala que permite la simulación de un
sistema que se desea evaluar a través de una composición material que permite observarlo y
controlarlo con facilidad permitiendo divisar los efectos colaterales que se desencadenen
durante la operación del mismo. Entre tanto la modelación numérica hace uso de las
ecuaciones o expresiones matemáticas que definen de una manera simplificada el fenómeno
en estudio que ocurre en el prototipo.
37
A continuación, se presenta en la tabla 7 el proceso de desarrollo en la solución de un
problema por medio de la modelación hidráulica y la modelación numérica que permite
resaltar las diferencias fundamentales entre los dos tipos.
Tabla 7. Comparación de modelos físicos y modelos numéricos.
Fuente: Sobre la modelación hidráulica en obras de saneamiento básico.
Por otro lado, es importante mencionar las limitaciones con las que cuentan los modelos físicos
y los modelos matemáticos. A continuación, se muestra una tabla con las limitaciones de cada uno
de los modelos.
38
Tabla 8. Limitaciones de modelos físicos y modelos numéricos.
Fuente: Sobre la modelación hidráulica en obras de saneamiento básico.
Del mismo modo se evidencia a traves de las siguiente grafica las limitaciones practicas
de cada uno de los modelos.
Tabla 9. Limitaciones prácticas de modelos físicos y modelos numéricos.
Fuente: Sobre la modelación hidráulica en obras de saneamiento básico.
5.3 Marco legal
Para el soporte legal del proyecto desarrollado se tuvieron en cuenta las siguientes leyes
y normativas relacionadas al tema.
o Ley 1523 de 2012
Se establece el sistema nacional de gestión del riesgo, incluyendo responsabilidades,
principios y definiciones. Teniendo en cuenta como integrantes a las entidades tanto públicas
como privadas y a la comunidad.
39
La dirección del sistema nacional de gestión del riesgo estará encabezada por la
presidencia de la república, contará con la intervención del director para la unidad nacional
de gestión del riesgo de desastre, gobernadores y alcaldes.
Se tendrán instancias de coordinación y orientación para optimizar el desempeño de las
entidades públicas y privadas, en estas se intervendrán el consejo nacional para la gestión del
riesgo, la unidad nacional para la gestión del riesgo y desastres, el comité nacional para el
conocimiento del riesgo, el comité nacional para la reducción del riesgo, el comité nacional
para el manejo de desastres y los consejos departamentales, distritales y municipales para la
gestión del riesgo.
o Ley 46 de 1988
Se establece y organiza el sistema nacional para la prevención y atención de desastres
y se otorgan facultades extraordinarias al presidente. Se definen responsabilidades y
funciones de todos los organismos y entidades públicas, privadas y comunitarias, en fases de
prevención, manejo, rehabilitación, reconstrucción y desarrollo en caso de situaciones de
desastre.
Por otro lado, se decreta garantizar el manejo oportuno y eficiente de todos los recursos
humanos, técnicos, administrativos y económicos que sean indispensables para la prevención
y atención de las situaciones de desastre.
o Decreto 93 de 1998
Se establece las acciones que deben realizar el estado y la sociedad civil para la
prevención y mitigación de riesgos, los preparativos para la atención y recuperación en caso
40
de desastre, contribuyendo a reducir el riesgo y al desarrollo sostenible de las comunidades
vulnerables ante eventos naturales y de origen antrópico.
Determina los programas que el sistema nacional para la prevención y atención de
desastres, estos son: Programas para el conocimiento de riesgos de origen natural y antrópico,
programas para la incorporación de la prevención y reducción de riesgos en la planificación,
programas de fortalecimiento de desarrollo institucional y programas para la socialización de
la prevención y mitigación de desastres.
o Decreto 308 del 2016
Se adopta el plan nacional para gestión del riesgo de desastres “Una estrategia de
desarrollo” para el periodo 2015 – 2025, según los elementos conceptuales, programáticos,
estratégicos, y presupuestales, en el cual se orientan las acciones del estado y de la sociedad
civil en cuanto al conocimiento del riesgo, la reducción del riesgo y el manejo de desastres
en cumplimiento de la política nacional de gestión del riesgo para contribuir con la seguridad,
bienestar y calidad de vida de las personas.
o Decreto 1640 de 2012
Determina la panificación, ordenación y manejo de las cuencas hidrográficas y
acuíferos en Colombia, de conformidad con la estructura definida por la política nacional
para la gestión integral de recursos hídricos. Además de esto se determinan las comisiones
conjuntas de cuencas hidrográficas comunes y procedimientos de concertación para el
adecuado manejo de áreas de confluencia de jurisdicciones entre las Corporaciones
autónomas regionales y el sistema de parques y reservas nacionales.
41
El cumplimiento de este decreto es permanente y rige en todo el territorio nacional
aplicando para todas las personas naturales y jurídicas, haciendo énfasis en las entidades del
estado con competencia en áreas afines a la planificación, ordenación y manejo de cuencas
hidrográficas y acuíferos del país.
o Decreto 1323 de 2007
Se decreta la implementación del sistema de información del recurso hídrico en el cual
se promoverá la integración de sistemas que gestionen información sobre el recurso hídrico
para ámbitos institucionales, sectoriales, académicos y privados.
El sistema de información del recurso hídrico es un conjunto que integra y estandariza
el acopio, registro, manejo y consulta de datos, bases de datos, estadísticas, sistemas,
modelos, información documental y bibliográfica, reglamentos y protocolos que faciliten la
gestión integral del recurso hídrico.
o Guía técnica para la formulación de los planes de ordenación y manejo
de cuencas hidrográficas POMCAS. Anexo B. Gestión del riesgo
Este documento permite evaluar los eventos amenazantes que se deben evaluar en los
POMCA, dentro de los fenómenos se destacan las inundaciones, las avenidas torrenciales,
los movimientos en masa y los incendios forestales, con el fin de determinar un diagnóstico
del riesgo y su alcance.
En cuanto a inundaciones realiza un análisis teniendo en cuenta los eventos detonantes,
las áreas de afectación y la susceptibilidad; teniendo en cuenta características generales y
escalas cartográficas.
42
A continuación, se muestra un diagrama de flujo con los eventos y variables que evalúa
el documento mencionado.
Ilustración 12. Amenazas por geodinámica externa.
Fuente:( Guía técnica para la formulación de los planes de ordenación y manejo de cuencas hidrográficas
POMCAS. Anexo B. Gestión del riesgo, 2014).
Incidencia
A partir de las leyes y decretos anteriormente mencionados es posible conocer los
grados de responsabilidad que tiene el estado encabezado por el presidente de la república,
las entidades públicas, privadas y comunitarias y la sociedad civil para la reducción de riesgos
asociados a amenazas de origen natural o antrópico, además de esto la obligación que tiene
cada uno de estos en caso de presentarse algún tipo de desastre.
Es importante mencionar que los decretos y leyes citados permiten a las autoridades
reconocer que el riesgo debe ser evaluado, la dificultad radica en que estos documentos no
43
describen las metodologías necesarias para la evaluación de amenazas, por consiguiente, es
necesario recurrir a manuales técnicos.
Por otro lado, es indispensable mencionar la relación existente entre el manejo de las
cuencas hidrográficas y acuíferos de acuerdo a la propuesta que se realiza en el presente
documento, de modo que mediante la modelación hidráulica se establezcan parámetros de
control de inundaciones para minimizar el riesgo.
Finalmente mencionar la importancia de la intervención en zonas vulnerables a partir
de los sistemas de información de los recursos hídricos, mediante la utilización de modelos
y posterior sectorización de estado de amenaza.
6. Metodología
Fase 1
1. Se recopilo la información de registro de caudales y estudios de amenaza del
municipio.
2. Se organizó y analizo la información recolectada.
Fase 2
1. Se realizaron labores de campo para obtener la batimetría del río.
2. Se realizaron encuestas en la zona de estudio sobre antecedentes e intensidad de
inundaciones.
3. Se determinaron los caudales máximos para los periodos de retorno considerados.
4. Se determinó el coeficiente de rugosidad de Manning del lecho del río.
5. Se construyó el modelo de elevación digital mediante la información topográfica
obtenida en campo y modelo de elevación digital.
44
Fase 3
1. A partir de la información obtenida se realizó la modelación hidráulica del tramo de
estudio del río Unete por medio del software Iber.
2. Se determinaron valores del área afectada, velocidad y profundidad de flujo.
Fase 4
1. Se cuantifico la amenaza a partir de matrices de profundidad y velocidad por
inundación del río Unete en el casco urbano del municipio de Aguazul-Casanare.
Adicionalmente se corroboro los resultados de la modelación hidráulica con las
encuestas realizadas.
2. Se construyó el mapa de amenaza por inundación de la zona que se encuentra en
estudio.
Fase 5
1. Se elaboró informe final.
7. Trabajo ingenieril
7.1 Recopilación de información
7.1.1 Coeficiente de rugosidad de Manning
Para calcular el coeficiente de rugosidad de Manning, se determinó la pendiente del
río, para esto se utilizó la estación topográfica que permitió medir la distancia entre dos
puntos y la altura de cada uno de estos. Se obtuvo la siguiente información:
45
Ilustración 13. Información para cálculo de pendiente.
Fuente: Autores.
Posteriormente se calculó la pendiente mediante la ecuación:
𝑆:ℎ1 − ℎ2
𝑙∗ 100
Donde:
S: Pendiente.
H1: Altura 1.
H2: Altura 2.
L: Longitud entre los puntos.
𝑆:4,93 − 2,2
90,44∗ 100: 3,0%
Luego de esto se tomó una sección transversal del río completa para de este modo obtener
su área y su perímetro. La sección trasversal del río Unete registrada se muestra a continuación:
46
Ilustración 14. Sección transversal Río Unete.
Fuente: Autores.
A partir de la ilustración anterior se calculó el área y el perímetro de la sección transversal
obteniendo los valores de: Área: 46,17m2 y Perímetro: 90,74m.
Finalmente se calculó el caudal por el método área – velocidad, para lo cual las
velocidades del río se tomaron por medio del Flowtracker.
Tabla 10. Velocidad Flowtracker.
Distancia horizontal (m) Velocidad (m/s)
5 0,6
10 0,5
15 0,9
20 1,7
25 1,6
30 2,2
35 2,5
40 2,2
45 3,4
50 3,7
55 3,4
Promedio 2,06
Fuente: Autores
-1.1-1.05
-1-0.95
-0.9-0.85
-0.8-0.75
-0.7-0.65
-0.6-0.55
-0.5-0.45
-0.4-0.35
-0.3-0.25
-0.2-0.15
-0.1-0.05
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95P
rofu
nd
idad
(m
)
Longitud (m)
47
Para aplicar el método área – velocidad fue necesario dividir la sección transversal en 18
secciones más pequeñas y registrar el área y la velocidad en cada una de estas. Por último, se
calculó el caudal en cada sección y se totalizo; la ecuación utilizada para calcular el caudal fue:
𝑄: 𝑣 ∗ 𝐴
Donde:
Q: Caudal.
V: Velocidad.
A: Área.
Se obtuvieron los siguientes valores:
Tabla 11. Calculo de caudal.
Sección Área (m2) Velocidad (m/s) Caudal (m3/s)
1 0.29 0,6 0.18
2 1.10 0,5 0.55
3 1.78 0,9 1.60
4 2.19 1,7 3.72
5 2.58 1,6 4.12
6 2.74 2,2 6.02
7 2.95 2,5 7.37
8 3.16 2,2 6.95
9 3.39 3,4 11.54
10 4.21 3,7 15.56
11 4.59 3,4 15.61
12 4.20 2,2 9.25
13 3.66 2,5 9.16
14 3.03 2,2 6.66
15 2.46 1,6 3.94
16 1.99 1,7 3.39
17 1.38 0,9 1.25
18 0.47 0,5 0.23
Área total 46.17 Caudal total 107.09 Fuente: Autores.
48
A partir de los datos hallados se procedió a calcular el coeficiente de rugosidad de Manning
(n) mediante la ecuación:
𝑛 =1
𝑄∗
𝐴53
𝑃23
∗ √𝑆
Donde:
Q: Caudal.
P: Perímetro.
A: Área.
S: Pendiente.
Reemplazando en la ecuación se obtuvo:
𝑛 =1
107,09∗
46,1753
90,7423
∗ √0,03 = 0,048
Se determinó un valor de 0,048 para el coeficiente de rugosidad de Manning que concuerda
con la clasificación dada en el libro hidráulica de canales abiertos (Ven Te Chow,1994) la cual
corresponde al valor esperado para un cauce con presencia de gravas, cantos rodados y algunas
rocas grandes.
7.1.2 Registros de caudales
Para obtener el registro de caudales se solicitó la información al instituto de
hidrología, meteorología y estudios ambientales (IDEAM) de la estación los esteros pues es
la única estación de clase hidrológica y de categoría limnigrafica que se encuentra activa
49
además registra la información de la corriente del rio Unete y se encuentra próxima al
municipio de Aguazul Casanare.
Ilustración 15. Ubicación estación Los Esteros.
Fuente: IDEAM.
De la estación los esteros se solicitaron los registros de los caudales máximos y
mínimos mensuales desde el año 1975 hasta el año 2015 y caudales medios mensuales desde
el año 1965 hasta el año 2015; esta información permitirá seleccionar los caudales de diseño
a diferentes periodos de retorno además de la construcción del hidrograma unitario que se
empleará en la modelación hidráulica por medio del software Iber.
7.1.3 Calculo de probabilidad de tiempos de retorno
A partir de la información proporcionada por el IDEAM en el año 2018, de los registros
de la estación hidrológica Los Esteros, ubicada en el río Unete; se seleccionaron los caudales
máximos anuales desde el año 1975 hasta el año 2015, con el fin de definir los caudales para
50
distintos periodos de retorno. Cabe aclarar, que el análisis se realizó considerando que para
el año 2001 no se tienen registros.
Ilustración 16. Histograma de caudales máximos 1975-2015.
Fuente: Autores.
Como se muestra en la figura anterior se tiene un registro elevado para el año 1996,
por lo cual los periodos de retorno que se aplicaron fueron: 200 años, 50 años, 10 años y 1.3
años.
Se utilizaron los métodos de proyección estadística para determinar los caudales de los
periodos de retorno deseados a partir de la información existente. Los métodos estadísticos
empleados fueron el método de Gumbel y el método de Pearson tipo III.
Para el método de distribución de probabilidad de Gumbel, se tuvo en cuenta desde el
año 1975 al año 2015, teniendo en cuenta los caudales máximos de cada año y ordenando
0
500
1000
1500
2000
2500
CA
UD
ALE
S M
EDIO
S A
NU
ALE
S (m
3/s
)
AÑO
51
descendentemente de mayor a menor. Posteriormente se calculó la probabilidad empírica
relacionando los datos mediante la siguiente ecuación:
𝑃𝑒𝑚𝑝𝑖𝑟𝑖𝑐𝑎: (𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑔𝑖𝑠𝑡𝑟𝑜
𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑎𝑡𝑜𝑠+1) * 100
Donde:
Pempírica: Probabilidad empírica.
En la siguiente tabla se muestran los valores calculados de probabilidad empírica para
los años entre 1975 y 2005.
Tabla 12. Probabilidad empírica años 1975-2015.
Numero Año Caudal
máximo
Caudal + a - P empírica
1 1975 609,6 2056 2,44
2 1976 772,8 1298 4,88
3 1977 1208 1264 7,32
4 1978 756 1208 9,76
5 1979 974 1126 12,20
6 1980 756 1017 14,63
7 1981 967 974 17,07
8 1982 970 970 19,51
9 1983 1298 967 21,95
10 1984 1126 958 24,39
11 1985 860,2 860,2 26,83
12 1986 721,6 772,8 29,27
13 1987 958 756 31,71
14 1988 1017 756 34,15
15 1989 447 721,6 36,59
16 1990 576,2 691,9 39,02
17 1991 640 649 41,46
18 1992 565 622 43,90
19 1993 622 609,6 46,34
20 1994 573,5 576,2 48,78
21 1995 248,9 573,5 51,22
22 1996 2056 565 53,66
23 1997 518 518 56,10
24 1998 489,4 507,6 58,54
25 1999 436,2 507,4 60,98
52
26 2000 471,9 503,5 63,41
27 2001
28 2002 507,6 489,4 68,29
29 2003 507,4 471,9 70,73
30 2004 1264 450,2 73,17
31 2005 191,4 447 75,61
32 2006 691,9 436,2 78,05
33 2007 244,4 426 80,49
34 2008 450,2 401,8 82,93
35 2009 221,5 356,6 85,37
36 2010 401,8 248,9 87,81
37 2011 426 244,4 90,24
38 2012 203,8 221,5 92,68
39 2013 212,7 212,7 95,12
40 2014 356,6 203,8 97,56
41 2015 503,5 191,4 100 Fuente: Autores.
A partir de la información anterior se calcularon los parámetros de la media, la
desviación y el coeficiente de variación. Obteniendo los siguientes resultados:
Tabla 13.Parametros.
Media 670,53
Desviación estándar 375,99
Cv 0,56 Fuente: Autores.
Luego de esto se determinaron los valores de tiempo de retorno con su respectiva
probabilidad de ocurrencia.
Tabla 14. Probabilidades de ocurrencia.
Probabilidad
%
Tiempo de
retorno (años)
y Caudal de
diseño
0,0001 0,01 10000 9,21 3202,43
0,001 0,1 1000 6,91 2527,02
0,005 0,5 200 5,30 2054,43
0,01 1 100 4,60 1850,42
0,02 2 50 3,90 1645,65
0,03 3 33,3 3,49 1525,24
53
0,1 10 10 2,25 1161,30
0,2 20 5 1,5 941,22
0,25 25 4 1,25 866,72
0,5 50 2 0,37 608,82
0,7 70 1,4 -0,19 446,89
0,8 80 1,3 -0,48 361,77
0,9 90 1,1 -0,83 256,74
0,99 99 1 -1,53 53,46
0,999 99,9 1 -1,93 -65,41 Fuente: Autores.
Se determinó un parámetro “y” que depende directamente de la probabilidad de
ocurrencia del evento. Este parámetro se calculó mediante la siguiente ecuación:
𝑦: ln (− ln(1 −%𝑝𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑
100)
Finalmente, el caudal de diseño se calculó para cada uno de los tiempos de retorno
mediante la siguiente ecuación:
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜: 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎 ∗ (1 + 𝑐𝑣 ∗ (0.78 ∗ 𝑦 − 0.45))
Para la distribución de probabilidad de Pearson tipo III igualmente se tuvieron en
cuenta los mismos años que para el método de distribución de probabilidad de Gumbel,
además de esto se utilizó el caudal máximo de cada uno de los años registrados.
Para calcular los caudales de diseño para cada periodo de retorno fue necesario en
primera medida definir algunos parámetros probabilísticos, para esto se organizaron en forma
consecutiva el año registrado y el caudal máximo, posteriormente se ordenaron de mayor a
menor los registros de caudal y definir el parámetro “K”.
Para definir el parámetro “K” se calcularon los parámetros de la media, la desviación,
el coeficiente de variación y el coeficiente de asimetría. Se obtuvieron los siguientes datos:
54
Tabla 15. Parámetros.
Media 670,53
Desviación estándar 375,99
Cv 0,56
Coeficiente de asimetría 1,30 Fuente: Autores.
El parámetro “K” se calculó mediante la siguiente ecuación:
𝐾:𝑄
𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎
Donde:
Q: Caudal.
K: Parámetro.
Luego de esto se resta 1 a cada valor obtenido para el parámetro “K” para
posteriormente elevar esta expresión al cuadrado y al cubo. Después de esto del mismo modo
que en el método de distribución de probabilidad de Gumbel se calculó la probabilidad
empírica.
A partir del registro de cada uno de los datos se calculó la expresión “(Xi-Xm) 3”.
(𝑋𝑖 − 𝑋𝑚)3: (𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 − 𝑀𝑒𝑑𝑖𝑎)3
A continuación, se muestran los valores obtenidos para cada valor anteriormente
explicado teniendo en cuenta los años entre 1975 y 2015, exceptuando el año 2001 el cual no
cuenta con registros.
55
Tabla 16. Probabilidad Pearson tipo III.
N° Año Caudal
Máximo
Orden
J + a -
Años
ordenados
Caudal
+ a -
K K-1 (K-1)^2 (K-1)^3 Probabilida
d empírica
%
(Xi-Xm)^3
1 1975 609,6 19 1996 2056 3,07 2,07 4,27 8,82 2,44 -226172,64
2 1976 772,8 12 1983 1298 1,94 0,94 0,88 0,82 4,88 1069736,01
3 1977 1208 4 2004 1264 1,89 0,89 0,78 0,69 7,32 155263276
4 1978 756 13 1977 1208 1,80 0,80 0,64 0,52 9,76 624423,47
5 1979 974 7 1984 1126 1,68 0,68 0,46 0,31 12,20 27948469,3
6 1980 756 14 1988 1017 1,52 0,55 0,27 0,14 14,63 624423,47
7 1981 967 9 1979 974 1,45 0,45 0,21 0,09 17,07 26058730
8 1982 970 8 1982 970 1,45 0,45 0,20 0,09 19,51 26857825,3
9 1983 1298 2 1981 967 1,44 0,44 0,20 0,09 21,95 247049563
10 1984 1126 5 1987 958 1,43 0,43 0,18 0,08 24,39 94490137,8
11 1985 860,2 11 1985 860,2 1,28 0,28 0,08 0,02 26,83 6823592,85
12 1986 721,6 15 1976 772,8 1,15 0,15 0,02 0,00 29,27 133217,52
13 1987 958 10 1978 756 1,13 0,13 0,02 0,00 31,71 23756853,4
14 1988 1017 6 1980 756 1,13 0,13 0,01 0,00 34,15 41591665,3
15 1989 447 30 1986 721,6 1,08 0,08 0,01 0,00 36,59 -11168449,4
16 1990 576,2 20 2006 691,9 1,03 0,03 0,00 0,00 39,02 -839295,651
17 1991 640 17 1991 649 0,95 -0,05 0,00 0,00 41,46 -28449,44
18 1992 565 22 1993 622 0,93 -0,07 0,01 0,00 43,90 -1175159,86
19 1993 622 18 1975 609,6 0,91 -0,09 0,01 -0,00 46,34 -114278,30
20 1994 573,5 21 1990 576,2 0,86 -0,14 0,02 -0,00 48,78 -913449,46
21 1995 248,9 35 1994 573,5 0,86 -0,15 0,02 -0,00 51,22 -74952614,7
22 1996 2056 1 1992 565 0,84 -0,16 0,03 -0,00 53,66 2659461637
23 1997 518 23 1997 518 0,77 -0,23 0,05 -0,01 56,10 -3548497,11
24 1998 489,4 27 2002 507,6 0,76 -0,24 0,06 -0,01 58,54 -5942280,91
25 1999 436,2 31 2003 507,4 0,76 -0,24 0,06 -0,01 60,98 -12866777,1
26 2000 471,9 28 2015 503,5 0,75 -0,24 0,07 -0,01 63,42 -7836427,67
27 2002 507,6 24 1998 489,4 0,73 -0,27 0,07 -0,02 65,85 -4324970,81
28 2003 507,4 25 2000 471,9 0,70 -0,3 0,09 -0,03 68,29 -4340917,59
29 2004 1264 3 2008 450,2 0,67 -0,33 0,10 -0,04 70,73 209026717
56
30 2005 191,4 40 1989 447 0,67 -0,33 0,11 -0,04 73,17 -109990024
31 2006 691,9 16 1999 436,2 0,65 -0,35 0,12 -0,04 75,61 9762,61
32 2007 244,4 36 2011 426 0,64 -0,37 0,13 -0,05 78,05 -77378211,3
33 2008 450,2 29 2010 401,8 0,60 -0,40 0,16 -0,06 80,49 -10695623,8
34 2009 221,5 37 2014 356,6 0,53 -0,47 0,22 -0,10 82,93 -90535482,1
35 2010 401,8 33 1995 248,9 0,37 -0,63 0,40 -0,25 85,37 -19406013,8
36 2011 426 32 2007 244,4 0,36 -0,64 0,40 -0,26 87,81 -14621203,6
37 2012 203,8 39 2009 221,5 0,33 -0,67 0,45 -0,30 90,24 -101669379
38 2013 212,7 38 2013 212,7 0,38 -0,68 0,47 -0,32 92,68 -95963400
39 2014 356,6 34 2012 203,8 0,30 -0,7 0,48 -0,34 95,12 -30937704,3
40 2015 503,5 26 2005 191,4 0,29 -0,72 0,51 -0,37 97,56 -4659764,22
2836655483 Fuente: Autores.
57
Para el método de distribución de probabilidad de Pearson tipo III fue necesario tener
en cuenta las desviaciones normalizadas para probabilidad (Tp), para este caso se utilizaron
los valores relacionados con el coeficiente de asimetría calculado.
Después de esto se calculó el caudal pico por medio de la siguiente ecuación:
𝑄𝑝: 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 ∗ (1 + 𝑇𝑝 ∗ 𝐶𝑣)
Donde:
Qp: Caudal pico.
Tp: Desviación normalizada para probabilidad.
Cv: Coeficiente de variación.
A continuación, se muestran el resumen de resultados calculados del caudal de diseño
a partir de las desviaciones normalizadas para probabilidad.
Tabla 17. Caudales de diseño.
Tp Qp (m3/s)
0,01 6,64 3167,08
0,1 4,95 2531,66
0,5 3,78 2091,76
1 3,21 1877,44
3 2,34 1550,34
5 1,92 1392,42
10 1,34 1174,35
20 0,72 941,24
25 0,51 862,28
30 0,33 794,60
40 0,04 685,57
50 -0,21 591,57
60 -0,43 508,85
70 -0,63 433,66
75 -0,74 392,30
80 -0,84 354,70
90 -1,06 271,98
58
95 -1,2 219,34
97 -1,28 189,27
98 -1,38 151,67
99,9 -1,48 114,07 Fuente: Autores.
Luego de esto se determinaron los valores de tiempo de retorno con su respectiva
probabilidad de ocurrencia y el caudal de cada uno.
Tabla 18.Probabilidades de ocurrencia.
Tp Qp (m3/s)
0,01 10000,0 3167,08
0,1 1000,0 2531,66
0,5 200,0 2091,76
1 100,0 1877,44
2 50,0 1666,86
3 33,3 1550,34
10 10,0 1174,35
20 5,0 941,23
25 4,0 862,28
50 2,0 591,57
50 1,4 433,66
70 1,3 354,70
80 1,1 271,98
90 1,0 151,67
99.9 1,0 114,07 Fuente: Autores.
Finalmente se graficaron los resultados de caudal obtenidos por el método de
distribución de Gumbel, el método de distribución de Pearson tipo III y la probabilidad
empírica.
A partir de los métodos de probabilidad estadísticos (Gumbel y Pearson Tipo III) no se
encontraron diferencias significativas en los valores calculados, lo cual indica una tendencia
similar en los datos como se muestra en la siguiente ilustración.
59
Ilustración 17. Distribuciones de probabilidad.
Fuente: Autores.
7.1.4 Hidrogramas
A partir de la distribución de Gumbel y Pearson tipo III realizadas con el fin de hallar
los periodos de retorno para evaluar el comportamiento del rio a estos diferentes periodos, se
procedió a realizar los hidrogramas correspondientes de tal modo que evidencie la variación
en el tiempo de los caudales medios del rio Unete.
Para el cálculo de los hidrogramas se acude a la metodología de (Aparicio, 1992) en la
cual para la construcción de un hidrograma unitario tradicional se desarrolló previamente el
hidrograma unitario triangular que proporciona los parámetros fundamentales del
hidrograma tales como el caudal pico, el tiempo base y el tiempo en el que se produce el
caudal pico todo en base a la información general de la cuenca.
Para esto se tuvo en cuenta las características generales de la cuenca:
o Área: 259,39 km2
o Pendiente: 5,16%
0.000
500.000
1000.000
1500.000
2000.000
2500.000
3000.000
3500.000
0.01 0.1 1 10 100
cau
dal
Q (
m3
/s)
probabilidad p (%)
Teorica Pearson Teorica Gumbel Probabilidad empirica
60
o Longitud: 30,16 km
o Pendiente: 0,05 m/m
Se inició con el cálculo de los factores que componen el hidrograma como se describe
a continuación:
Tiempo de concentración (tC)
𝑡𝑐 =𝐿0,77
𝑆0,385
Donde:
L: longitud del rio (m)
S: pendiente (%)
𝑡𝑐 =301600,77
0.05160,385= 2,86 ℎ
Duración en exceso (de)
𝑑𝑒 = 2√𝑡𝑐
Donde:
Tc: Tiempo de concentración (h)
𝑑𝑒 = 2√2,86 = 3,38 ℎ
Tiempo de retraso (tr)
𝑡𝑟 = 0,6 ∗ 𝑡𝑐
Donde:
61
Tc: Tiempo de concentración (h)
𝑡𝑟 = 0,6 ∗ 2,86 = 1,716 ℎ
Tiempo pico (tp)
𝑡𝑝 =𝑑𝑒
2+ 𝑡𝑟
Donde:
de: Duración en exceso (h)
tr: Tiempo de retraso (h)
𝑡𝑝 =3,38
2+ 1,716 = 3,40 ℎ
Tiempo base (tb)
𝑡𝑏 = 2,67 ∗ 𝑡𝑝
Donde:
tp: Tiempo pico (h)
𝑡𝑏 = 2,67 ∗ 3,40 = 9,09 ℎ
Caudal pico (Qp)
𝑄𝑝 =0,208 ∗ 𝐴
𝑡𝑝
Donde:
A: Área (km2)
62
tp: Tiempo pico (h)
𝑄𝑝 =0,208 ∗ 259,394
3,40= 15,83
𝑚3
𝑠𝑚𝑚
A partir de los datos calculados se construyó el hidrograma triangular:
Tabla 19. Hidrograma triangular.
Tiempo (h) Caudal (m3/s)
0 0
3,407 15,84
9,098 0
Fuente: Autores.
Ilustración 18. Hidrograma unitario triangular.
Fuente: Autores.
Posteriormente se procedió a calcular el hidrograma unitario adimensional, en el cual
se multiplicaron las ordenadas por el gasto pico y las abscisas por el tiempo de pico. Para
este hidrograma se obtuvieron los siguientes valores:
Tabla 20. Hidrograma unitario.
Tiempo (h) Caudal (m3/s)
0,1 0,34 1,58
0,2 0,68 3,16
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 2 4 6 8 10
Cau
dal
(m
3/s
)
Tiempo (h)
63
0,3 1,02 4,75
0,4 1,36 6,33
0,5 1,70 7,92
0,6 2,04 9,50
0,7 2,39 11,08
1 3,41 15,84
1,2 4,09 15,28
1,4 4,77 13,60
1,6 5,45 11,40
1,8 6,13 9,18
2 6,81 6,97
2,2 7,50 4,75
2,4 8,18 3,26
2,6 8,86 2,60
2,8 9,54 2,11
3 10,22 1,71
3,5 11,93 1,22
4 13,63 0,76
4,5 15,33 0,11
5 17,04 0,00 Fuente: Autores.
De los valores anteriores se obtuvo la siguiente gráfica:
Ilustración 19. Hidrograma unitario
Fuente: Autores.
0123456789
1011121314151617
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Q/Q
p
T/Tp
64
Luego de esto se procedió a calcular el hidrograma unitario, para esto se dividieron
cada uno de los valores de caudal de la tabla anterior por el valor del caudal pico (Qp: 15,835
m3/s). Del mismo modo se dividieron cada uno de los valores de tiempo por el valor del
tiempo pico (Tp: 3,407 h). Es importante tener en cuenta que el valor máximo posible para
caudal en este hidrograma es de 1 m3/s. Se obtuvieron los siguientes valores:
Tabla 21. Hidrograma unitario adimensional.
Tiempo (h) Caudal (m3/s)
0,34 0,1
0,68 0,2
1,02 0,3
1,36 0,4
1,70 0,5
2,04 0,6
2,39 0,7
3,41 1
4,09 0,96
4,77 0,86
5,45 0,72
6,13 0,58
6,81 0,44
7,50 0,3
8,18 0,21
8,86 0,16
9,54 0,13
10,22 0,11
11,93 0,08
13,63 0,05
15,33 0,01
17,04 0 Fuente: Autores.
Así mismo, se muestran los resultados en el grafico del hidrograma unitario.
65
Ilustración 20. Hidrograma unitario adimensional.
Fuente: Autores.
Finalmente, se calculó el hidrograma para cada periodo de retorno deseado (1.3 años,
10 años, 50 años y 200 años). Para esto se multiplico el valor del caudal de diseño de cada
periodo de retorno obtenido de los métodos de distribución de probabilidad (Gumbel y
Pearson tipo III) por los valores obtenidos del hidrograma unitario adimensional. A
continuación, se muestran los resultados obtenidos para cada año:
Tabla 22. Hidrogramas para distintos periodos de retorno.
Tiempo
(h)
Caudal 1.3
años (m3/s)
Caudal 10 años
(m3/s)
Caudal 50 años
(m3/s)
Caudal 200
años (m3/s)
0,1 0,34 36,18 116,13 164,57 205,44
0,2 0,68 72,36 232,26 329,13 410,89
0,3 1,02 108,53 348,39 493,70 616,33
0,4 1,36 144,71 464,52 658,26 821,77
0,5 1,70 180,89 580,65 822,83 1027,22
0,6 2,04 217,07 696,78 987,39 1232,66
0,7 2,39 253,25 812,91 1151,96 1438,10
1 3,41 361,78 1161,3 1645,65 2054,43
1,2 4,09 349,12 1120,65 1588,05 1982,52
1,4 4,77 310,77 997,56 1413,61 1764,75
1,6 5,45 260,48 836,14 1184,87 1479,19
1,8 6,13 209,83 673,55 954,48 1191,57
2 6,81 159,18 510,97 724,09 903,95
2,2 7,50 108,53 348,39 493,69 616,33
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00
Cau
dal
(m
3/s
)
Tiempo (h)
66
2,4 8,18 74,53 239,23 339,00 423,21
2,6 8,86 59,33 190,45 269,89 336,93
2,8 9,54 48,12 154,45 218,87 273,24
3 10,22 39,07 125,42 177,73 221,88
3,5 11,93 27,86 89,42 126,72 158,19
4 13,63 17,37 55,74 78,99 98,61
4,5 15,33 2,53 8,13 11,52 14,38
5 17,04 0 0 0 0 Fuente: Autores.
Es indispensable mencionar que para cada periodo de retorno se tuvo un caudal de
diseño como se muestra a continuación:
o 1,3 años. Caudal de diseño: 361,78 m3/s.
o 10 años. Caudal de diseño: 1161,3 m3/s.
o 50 años. Caudal de diseño: 1645,65 m3/s.
o 200 años. Caudal de diseño: 2054,43 m3/s.
Así mismo, se obtiene la siguiente grafica de los hidrogramas de cada periodo de
retorno:
Ilustración 21. Hidrogramas periodos de retorno propuestos.
Fuente: Autores.
0
500
1000
1500
2000
2500
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00
Cau
dal
(m
3/s
)
Tiempo (h)
200 años
50 años
10 años
1.3 años
67
7.1.5 Topografía
Para la construcción del modelo de elevación digital se incorporaron las secciones
transversales construidas a partir del trabajo de campo en el cual se realizó el levantamiento
topográfico del tramo de rio que se evaluara con el fin de incrementar la precisión del modelo
de elevación digital que se procesara posteriormente en el software Iber, en el levantamiento
topográfico se localizó la estación en 7 lugares estratégicos a lo largo del tramo que cuenten
con la visibilidad necesaria del terreno para realizar la lectura de los puntos que construirán
las secciones transversales del rio.
Ilustración 22. Armados topografía.
Fuente: Modificado de Google Earth.
68
Una vez finalizado el barrido con la estación se registra de cada punto la distancia, el
ángulo y la altura para posteriormente por medio del método de poligonal abierta realizar el
cálculo de las coordenadas de cada punto.
Finalizado el cálculo de las coordenadas se procede a construir las secciones y perfiles
en el software de AutoCAD para obtener más detalle de cada sección, se verifica la ubicación
de cada sección transversal por medio de una imagen tomada de Google Earth, en total se
obtuvieron 299 puntos que conforman 13 secciones transversales del tramo a evaluar.
Ilustración 23. Secciones transversales.
Fuente: Modificado de Google Earth.
A continuación, se presentan algunos de los perfiles de las secciones transversales del
tramo de estudio del rio Unete.
69
Para la construcción de los perfiles se tiene en cuenta en las ordenadas la elevación de
cada punto tomada en campo y se construye el perfil mediante un alineamiento cada 5 m
como se puede observar en las abscisas además se ubica cada punto con la respectiva cota.
Ilustración 24. Sección transversal 3.
Fuente: Autores
Ilustración 25. Sección transversal 7.
Fuente: Autores.
70
Ilustración 26. Sección transversal 11.
Fuente: Autores.
Ilustración 27. Sección transversal 12.
Fuente: Autores.
7.2 Evaluación de amenaza y vulnerabilidad mediante encuestas
Se realizó la aplicación de la encuesta de vulnerabilidad por inundación del rio Unete
en el municipio de Aguazul, Casanare a los habitantes del municipio de Aguazul, Casanare,
con el propósito de medir la amenaza por inundación del rio Unete en el casco urbano del
municipio. El cuestionario planteado, tiene como objetivo identificar los barrios con mayor
riesgo de inundación por el rio Únete además de cuantificar las familias afectadas y las
71
pérdidas provocadas teniendo en cuenta la regularidad con la que sucede este fenómeno y los
máximos niveles que ha alcanzado.
La encuesta se desarrolló en los barrios El Porvenir, Las Vegas y Los Esteros puesto
que se encuentran asentados cerca del rio y presentan mayor riesgo de inundación. La
población encuestada pertenece en su mayoría a personas que llevan un periodo superior de
10 años viviendo en el sector, criterio considerado como relevante, con el fin de garantizar
que los resultados contemplen fechas importantes registradas en los antecedentes.
A continuación, se presentan los resultados obtenidos de las encuestas realizadas:
Se registraron 40 encuestas aplicadas a los habitantes de los barrios El Porvenir, Las
Vegas y Los Esteros.
En la ilustración 29 se evidencia el formato utilizado para realizar las encuestas de
vulnerabilidad por inundación del rio Unete en el municipio de Aguazul Casanare.
72
Ilustración 28. Formato de encuesta.
Fuente: Autores.
o ¿Se ha inundado su casa?
Tabla 23. ¿Se ha inundado su casa?
BARRIO El Porvenir Las Vegas Los
Esteros
Sumatoria Porcentaje
%
Total %
SI 5 11 13 29 72,5 100
NO 6 0 5 11 27,5 Fuente: Autores.
De acuerdo con los resultados el 72,5% de los habitantes han presentado inundaciones
en sus viviendas y el restante 27,5% no ha sufrido de este tipo de eventos. Conforme a lo
expuesto en la tabla 23, el barrio Las Vegas es el más afectado por inundaciones puesto que
el 100% de los encuestados afirmaron sufrir de inundaciones.
73
o ¿Cuántas veces se ha inundado?
Tabla 24. ¿Cuantas veces se ha inundado?
BARRIO Porvenir Las Vegas Los
Esteros
Sumatoria Porcentaje
%
Total %
Menos de 3 5 6 7 18 62,1
100 Entre 4 y 8 0 5 5 10 34,5
Más de 10 0 0 1 1 3,4 Fuente: Autores.
Esta pregunta se desarrolla con respecto al número de respuestas afirmativas de la
pregunta ¿Se ha inundado su casa?
Se puede observar que el 62% de los encuestados, ha sufrido menos de 3 inundaciones
en el tiempo que lleva habitando la vivienda, el 34,5% ha sufrido entre 4 y 8 veces
inundaciones y solo el 3,4% más de 10 veces en su vida. Según la tabla 24 el barrio Los
Esteros es el que presenta con más regularidad inundaciones sin embargo no son tantas las
familias que afecta.
o ¿Cada cuánto se inunda?
Tabla 25. ¿Cada cuánto se inunda?
BARRIO El
Porvenir
Las
Vegas
Los
Esteros
Sumatoria Porcentaje
%
Total %
Más de una vez por año 0 1 3 4 13,8
100 Una vez por año 1 3 1 5 17,2
Una vez cada dos años 3 7 7 17 58,6
otro 1 0 2 3 10,3 Fuente: Autores.
Según lo registrado en la tabla 25 el 58,6% de los habitantes coinciden en presentar
inundaciones una vez cada dos años, 13,8% se inundan más de una vez por año, el 17,2%
una vez por año y el 10,3% responden a un periodo más amplio de ocurrencia, nuevamente
los barrios Las Vegas y Los Esteros presentan mayor frecuencia de inundaciones pues se
presentan una vez cada dos años en esos sectores.
74
o ¿Se inunda el patio o la vivienda?
Tabla 26. ¿Se inunda el patio o la vivienda?
BARRIO El
Porvenir
Las
Vegas
Los
Esteros
Sumatoria Porcentaje
%
Total %
Patio 5 0 6 11 37,9
100 Vivienda 0 1 4 5 1,2
Ambos 0 10 3 13 44,8 Fuente: Autores.
Según la tabla 26 el 37,9% de los habitantes presenta inundaciones en los patios de sus
viviendas puesto que presentan una topografía plana cerca al rio y sin ningún tipo de
protección (muros de contención), el 17,2% ha sufrido de inundaciones en su vivienda y el
44,8% en patio y vivienda puesto que 10 de las 13 familias afectadas pertenecen al barrio Las
Vegas y estas se encuentran ubicadas en planicie próxima al rio.
o ¿Altura alcanzada por el agua?
Tabla 27. ¿Altura alcanzada por el agua?
BARRIO El
Porvenir
Las
Vegas
Los
Esteros
Sumatoria Porcentaje
%
Total %
Menos de 10 cm 1 1 0 2 6,9
100 Entre 10 y 30 cm 3 1 2 6 20,7
Entre 30 cm y 50 cm 1 0 3 4 13,8
Más de 50 cm 0 8 9 17 58,6 Fuente: Autores.
De acuerdo con los expresado por la población encuestada, el 58,6% reportó alturas del
agua mayores a los 50 cm en los barrios Las Vegas y Los Esteros, el 20,7% registró alturas
entre 10 y 30 cm, el 13,8% alturas entre 30 y 50 cm y finalmente, el 6,4% reporto alturas
menores a 10 cm debido a las inundaciones presentadas (Ver tabla 27).
75
o ¿Ha tenido pérdidas a causa de las inundaciones?
Tabla 28. ¿Ha tenido pérdidas a causa de las inundaciones?
BARRIO El
Porvenir
Las
Vegas
Los
Esteros
Sumatoria Porcentaje
%
Total %
SI 5 11 13 29 100 100
NO 0 0 0 0 0 Fuente: Autores.
Se puede observar que el 100% de los encuestados en los barrios El Porvenir, Las
Vegas y Los Esteros han tenido pérdidas a causa de las inundaciones (Ver tabla 28).
o ¿Qué tipo de perdidas ha tenido?
Tabla 29. ¿Qué tipo de perdidas ha tenido?
BARRIO El
Porvenir
Las
Vegas
Los
Esteros
Enceres 5 11 12
Vivienda 0 0 1
Personas 0 0 0
Otro 1 8 7 Fuente: Autores.
En esta pregunta los encuestados pueden elegir más de una opción entre enceres,
vivienda, personas y otro, como se puede observar en la tabla 29 las pérdidas que predominan
en los barrios El Porvenir, Las Vegas y Los Esteros son los enceres (tales como
electrodomésticos y muebles). La opción otro comprende diferentes tipos de pérdidas como
lo son animales y material de construcción, la pérdida de vivienda por completo se presentó
en el barrio Los Esteros.
76
o ¿Cuándo fue la última vez que se inundó?
Tabla 30. ¿Cuándo fue la última vez que se inundó?
BARRIO El
Porvenir
Las
Vegas
Los
Esteros
Sumatoria Porcentaje
%
Total %
Año anterior 2 9 1 12 41,4
100
Hace 2 años 1 2 7 10 34,5
Hace 5 años 0 0 3 3 10,3
Hace 10 años 1 0 3 4 13,8
Más de 10 años 0 0 0 0 0 Fuente: Autores.
De acuerdo con la tabla 30 el 41,4% de los encuestados, indicaron inundaciones en su
vivienda en el año 2017, principalmente en el barrio Las Vegas. El 34,5% de la población
encuestada, registró su última inundación hace dos años, el 10,3% indicó la última
inundación hace 5 años, el 13,8% de los encuestados indicó la última inundación hace 10
años, Por otro lado, no se tuvo ningún registro de inundaciones ocurridas hace más de 10
años en los barrios El Porvenir, Las Vegas y Los Esteros.
A partir de los resultados obtenidos de las encuestas, Google Earth y el software Arcgis se
indican las zonas de realización de las encuestas. Así mismo, se asignaron atributos (si había
sufrido por inundaciones o no, barrio, tiempo de residencia, profundidad alcanzada por el agua,
frecuencia y la última vez que ocurrió el evento) a cada punto localizado de encuestas para de
este modo poder definir una relación entre los datos obtenidos.
Según los atributos asignados se definieron 3 indicadores (frecuencia, profundidad y última
vez que ocurrió el evento), teniendo en cuenta la severidad de cada uno de los parámetros se
asignó un valor que varía entre 1 y 5, siendo 5 el más crítico y 1 el menos crítico.
77
Ilustración 29. Ubicación de encuestas.
Fuente: Modificado de Google Earth.
Para la profundidad las posibles respuestas incluían “no se inunda” hasta una profundidad
mayor a 50 cm, en cuyo caso se asignó la siguiente clasificación:
Tabla 31. Profundidad.
Profundidad Calificación
No se inunda 1
Menor a 10cm 2
Entre 10 y 30cm 3
Entre 30 y 50cm 4
Mayor 50cm 5 Fuente: Autores.
Para la frecuencia las posibles respuestas incluían “no se inunda” hasta una frecuencia de
más de una vez por año, en cuyo caso se asignó la siguiente clasificación:
78
Tabla 32. Frecuencia.
Frecuencia Calificación
No se inunda 1
Otro 2
Una vez cada dos años 3
Una vez por año 4
Más de una vez por año 5 Fuente: Autores.
Para la última vez que ocurrió el evento las posibles respuestas incluían “no se inunda”
hasta una inundación ocurrida entre los últimos 2 años, en cuyo caso se asignó la siguiente
clasificación:
Tabla 33. Ultima vez que ocurrió el evento.
Ultima vez Calificación
No se inunda 1
Mayor a 9 años 2
Entre 6 y 8 años 3
Entre 3 y 5 años 4
Entre 1 y 2 años 5 Fuente: Autores.
79
Tabla 34. Tabla de atributos Arcgis.
Fuente: Autores.
80
A partir de los indicadores definidos se categorizo la amenaza en tres rangos (1 - 2,5: Baja,
2,5 – 4, media y > 4 Alta), para esto se sumaron los valores obtenidos en los indicadores de
profundidad, última vez que ocurrió el evento y frecuencia, el número resultante se dividió en 3
y se obtuvo la siguiente clasificación:
Ilustración 30. Clasificación de amenaza.
Fuente: Modificado de Google Earth.
En la ilustración 31 los puntos de color rojo indican amenaza alta, los de color amarillo
amenaza media y los de verde amenaza baja por inundación debido al desbordamiento del
río Unete.
A partir de los resultados obtenidos de las encuestas se realizó el mapa de amenaza por
inundación del río Unete en el cual a partir del color de los puntos obtenidos y siguiendo las
Baja
Media
Alta
81
geoformas del río se crearon áreas indicando las zonas correspondientes a cada nivel de
amenaza. Este mapa no guarda correlación con lo registrado en los antecedentes de
Desinventar y noticias, donde se relaciona la inundación de los barrios El Porvenir, Porvipaz,
Villaluz, Los Esteros y Los Guaduales.
Ilustración 31. Mapa de amenaza por inundación del río Unete a partir de encuestas.
Fuente: Autores.
La delimitación de la zona de amenaza en el casco urbano del municipio de Aguazul
se determinó siguiendo el trazado de las vías: avenida marginal del llano y la calle 28, en la
margen del río opuesta al municipio se delimito la zona de amenaza hasta la margen del río
debido a que no se tiene información más allá de esta zona.
82
7.3 Identificación de estructuras hidráulicas para control de inundaciones
En la zona de estudio se tomaron coordenadas mediante Gps de las estructuras de
contención (muro de contención y hexápodos) que se encuentran ubicadas aguas abajo del
puente donde inicia el tramo evaluado del río Unete para proteger el casco urbano del
municipio de Aguazul de los posibles desbordamientos del río. A continuación, se muestra
la localización de los puntos tomados:
Ilustración 32. Localización del muro de contención.
Fuente: Modificado de Google Earth.
83
Ilustración 33. Hexápodos.
Fuente: Semillero Geocauces.
Ilustración 34. Muro de contención.
Fuente: Semillero Geocauces.
7.4 Creación del modelo de elevación digital
Para realizar la modelación hidráulica en el software Iber fue necesario combinar el
modelo de elevación digital descargado del satélite Alaska Satellite Facility de un tamaño de
celda de 12.5 x 12.5 y la topografía de las secciones transversales tomadas en campo. Para
este proceso se utilizó el software de Arcgis, en el cual se inició con la delimitación del área
de estudio.
84
Ilustración 35. Polígono de estudio.
Fuente: Autores.
Posteriormente se realizó el recorte del modelo de elevación digital para la zona de
estudio definida. Así mismo se importaron las secciones transversales del rio Unete
anteriormente procesadas en el software AutoCAD.
Ilustración 36. DEM y topografía.
Fuente: Autores.
85
Se procede a convertir el modelo de elevación digital (Raster) a un Shapefile de puntos
con el fin de tener la información en un mismo formato (Modelo de elevación digital y
Secciones transversales).
Ilustración 37.Raster a puntos.
Fuente: Autores.
Una vez finalizado este proceso, se realizó la unión del modelo de elevación digital con
las secciones trasversales por medio de la herramienta Merge, teniendo en cuenta que se
agregó un nuevo atributo el cual contiene la elevación correspondiente de cada punto.
Ilustración 38. Unión de topografía y DEM.
Fuente: Autores.
86
A partir de lo anterior se generó un TIN, en el cual se puede distinguir la distribución
de las elevaciones del modelo creado que varían entre 265 y 351 metros sobre el nivel del
mar.
Ilustración 39. TIN.
Fuente: Autores.
Finalmente se construyó el modelo de elevación digital definitivo el cual se utilizó para
desarrollar la modelación hidráulica del rio Unete en el software Iber, con un tamaño de celda
16m.
Ilustración 40. Modelo de elevación digital definitivo.
Fuente: Autores.
87
7.5 Iber
Para realizar el modelo hidráulico en el software Iber previamente se definieron tres
tipos de usos: río Unete (azul), pradera (verde) y zona residencial(gris), esto por medio de la
creación de un Shapefile y posterior transformación a formato Raster.
Ilustración 41. Usos de suelo.
Fuente: Autores.
Luego de esto, se procedió a convertir el modelo de elevación digital definitivo, la
fotografía satelital y el Raster anteriormente creado a formato ASCII por medio de la
herramienta de conversión de Raster to ASCII, para posteriormente poder exportarlos al
software Iber.
Para importar la información topográfica fue necesario utilizar la metodología RTIN
propuesta por el programa, en la cual se generó una malla no estructurada (formada por
triángulos o cuadriláteros distribuidos aleatoriamente) automáticamente calculada por el
software, para esto es necesario definir la tolerancia que debe oscilar entre el 10% y el 25%
según lo recomendado por los creadores de Iber, un lado máximo que debe cumplir con el
88
valor de la tolerancia y el lado mínimo corresponde al tamaño de celda del modelo de
elevación digital.
Ilustración 42. Creación archivo RTIN.
Fuente: Autores.
Ilustración 43. Malla generada por Iber.
Fuente: Autores.
A continuación, se muestra en detalle la malla no estructurada generada por el software
Iber, el cual determina el tamaño de cada triangulo sobre la zona de estudio.
89
Ilustración 44. Detalle malla.
Fuente: Autores.
Una vez se definió la malla, se procedió a determinar las condiciones de contorno del
modelo que incluyen el caudal total en el cual se utilizó el hidrograma construido para un
periodo de retorno de 1,3 años para el primer caso, la zona de entrada y la zona de salida del
área de estudio.
Ilustración 45. Ingreso hidrograma periodo de retorno 1,3 años.
Fuente: Autores.
90
Posteriormente se definió la condición inicial de profundidad del agua la cual
corresponde a 0,55m, valor tomado de referencia a partir de la profundidad registrada en la
visita de campo. A partir de esto se asignó al río Unete esta profundidad para que el modelo
evaluara el canal en condiciones reales.
Ilustración 46. Condición inicial profundidad 0,55m.
Fuente: Autores.
Para continuar con el proceso se definió la rugosidad por medio de la importación del
archivo ASCII anteriormente generado, para esto se asignaron valores del coeficiente de
rugosidad de Manning para cada uno de los usos de suelo: río Unete (0,048), residencial
(0,15) y pradera (0,05). Es importante mencionar que el valor del coeficiente de rugosidad
de Manning para el río Unete es el calculado anteriormente en la sección 7.1.1, mientras que
el correspondiente a residencial y pradera son valores típicos proporcionados por el software
Iber.
91
Ilustración 47. Asignación coeficiente de rugosidad de Manning.
Fuente: Autores.
A partir del tiempo base (9 horas) utilizado para calcular los hidrogramas se asignó el
tiempo máximo de simulación, teniendo en cuenta que se adicionaron 3 horas para evaluar
el comportamiento del modelo a lo largo del hidrograma; es importante mencionar que este
tiempo se introduce en segundos con intervalos de resultados cada 60 segundos.
Ilustración 48. Tiempo máximo de simulación.
Fuente: Autores.
Para el desarrollo del modelo hidráulico fue necesario localizar las estructuras de
contención que se identificaron previamente, por medio de las coordenadas transformadas se
ubicaron los puntos en el modelo con la correspondiente elevación.
92
Ilustración 49. Localización muro de contención.
Fuente: Autores.
Finalmente se evaluó la amenaza teniendo en cuenta la clasificación de la tabla 4
(Intensidad de inundación) en la cual se tiene en cuenta la profundidad y la velocidad del
agua, una vez ingresados los valores por medio de la opción peligrosidad personalizada se
dio inició al cálculo del modelo.
Ilustración 50. Peligrosidad personalizada.
Fuente: Autores.
8. Resultados de la modelación hidráulica
A continuación, se presentan los resultados obtenidos a partir de la modelación hidráulica,
las encuestas y la información procesada en Arcgis.
8.1 Mapas de profundidad
Por medio del software Iber se obtuvieron los mapas de profundidad para cada uno de
los periodos de retorno (200 años, 50 años,10 años y 1.3 años), los cuales se exportaron y
93
reclasificaron en el software Arcgis según lo indica la tabla 4 intensidad de inundación, en
los cuales se establecieron 3 rangos: profundidad baja (0 – 1.0m), profundidad media (1.0 –
1.5m) y profundidad alta (1.5- profundidad máxima).
A continuación, se muestran los resultados para cada periodo de retorno en los cuales
se clasifica la profundidad en color verde para baja, amarillo para media y roja para alta.
Ilustración 51. Mapa de profundidad periodo de retorno 1.3 años.
Fuente: Autores.
94
Ilustración 52. Mapa de profundidad tiempo de retorno 10 años.
Fuente: Autores.
Ilustración 53. Mapa de profundidad tiempo de retorno 50 años.
Fuente: Autores.
95
Ilustración 54. Mapa de Profundidad tiempo de retorno 200 años.
Fuente: Autores.
Considerando un periodo de retorno de 1.3 años, que corresponde con la creciente
anual, se afecta un sector del barrio Las Vegas, coincidiendo con lo expuesto en las encuestas.
El área afectada por las inundaciones aumenta progresivamente con el periodo de retorno.
Así mismo, los resultados obtenidos evidencian que el río Unete alcanza profundidades
máximas de 12.28m para un tiempo de retorno de 10 años, 12.48m para un tiempo de retorno
de 50 años y 12.64m para un tiempo de retorno de 200 años.
Así mismo, se observó que para un tiempo de retorno de 10 años los barrios afectados
son: Los Esteros y Las Vegas. Para un tiempo de retorno de 50 y 200 años los barrios
afectados son: Los Esteros, Las Vegas, Villaluz y El Porvenir.
96
8.2 Mapas de velocidad
Por medio del software Iber se obtuvieron los mapas de velocidad para cada uno de los
periodos de retorno (200 años, 50 años, 10 años y 1.3 años), los cuales se exportaron y
reclasificaron en el software Arcgis según lo indica la tabla 4 intensidad de inundación, en
los cuales se establecieron 3 rangos: velocidad baja (0 - 1m/s), velocidad media (1 – 1.5m/s)
y velocidad alta (1.5m/s - velocidad máxima).
A continuación, se muestran los resultados para cada periodo de retorno en los cuales
se clasifica la velocidad en color verde para baja, amarillo para media y roja para alta.
Ilustración 55. Mapa de velocidad tiempo de retorno 1.3 años.
Fuente: Autores.
97
Ilustración 56. Mapa de Velocidad tiempo de retorno 10 años.
Fuente: Autores.
Ilustración 57. Mapa de Velocidad tiempo de retorno 50 años.
Fuente: Autores.
98
Ilustración 58. Mapa de Velocidad tiempo de retorno 200 años.
Fuente: Autores.
La velocidad máxima registrada para el periodo de retorno de 10 años fue de 7.19 m/s,
para el periodo de retorno de 50 años fue de 7.65 m/s y para el periodo de retorno de 200
años fue de 8.1 m/s.
Se puede observar que las zonas de mayor velocidad corresponden al cauce principal
del río en el cual se registraron las profundidades máximas alcanzadas, además se evidencia
que las velocidades disminuyen en las zonas donde se desborda el río, esto debido al cambio
del coeficiente de rugosidad de Manning puesto que la vegetación disminuye la velocidad
del flujo.
8.3 Amenaza
Para determinar el nivel de amenaza fue necesario calcular y clasificar la frecuencia,
intensidad y territorio afectado, asignándoles una clasificación según la magnitud de cada
99
factor, para nivel bajo el valor de 1, para nivel medio el valor de 2 y para el nivel alto el valor
de 3.
8.3.1 Mapa de área según la frecuencia
Para la clasificación del área afectada fue necesario reconocer a partir de cada periodo
de retorno cual corresponde al 100% del territorio afectado, para este caso el periodo de
retorno de 200 años con un área 460.97 hectáreas. A partir de este valor se asignaron los
porcentajes a cada periodo de retorno restante, obteniendo que el periodo de retorno de 50
años cuenta con un porcentaje de 86.9% y un área de 400.58 hectáreas y el periodo de retorno
de 10 años cuenta con un porcentaje de 75.4% y un área de 347.64 hectáreas. Así mismo,
según la tabla 5 porcentajes y calificación del territorio afectado, se asignó un valor de 3 a
los porcentajes superiores al 80% del territorio afectado, un valor de 2 a los porcentajes que
se encuentren entre el 50%-80% del territorio afectado y un valor de 1 a los porcentajes
inferiores al 50% del territorio afectado.
Tabla 35. Calificación territorio afectado.
Periodo de retorno
(años)
Territorio afectado (Ha) Porcentaje respecto Tr
200 (%)
Calificación
200 460.97 100 3
50 400.58 86.9 3
10 347.64 75.4 2
1.3 163.39 35.5 1 Fuente: Autores.
La frecuencia se determinó a partir de los periodos de retorno, en los cuales se tuvo en
cuenta que al evento evaluado con menor regularidad (200 años) se le asignó el valor de 1,
al evento con regularidad intermedia (50 años) se le asignó el valor de 2 y al evento con
mayor regularidad de los evaluados (10 años) se le asignó el valor de 3.
100
Ilustración 59. Mapa de área según frecuencia.
Fuente: Autores.
A partir del mapa generado se pudo evidenciar que entre mayor sea el periodo de
retorno, mayor será el área que abarca la mancha de inundación y de este modo la población
afectada aumenta, teniendo en cuenta que para este estudio el periodo de retorno más crítico
fue el de 200 años.
8.3.2 Mapas de intensidad
La intensidad se evaluó a partir del software Iber, para esto se tuvo en cuenta el
producto entre la profundidad y la velocidad del flujo en cada zona de cada mapa de los
periodos de retorno correspondientes, como lo indica la tabla 4 intensidad de inundación, se
definieron tres rangos: intensidad baja (verde), en la cual el producto entre la velocidad y la
profundidad se encuentra entre 0 y 0.25, intensidad media (amarillo), en la cual el producto
101
entre la velocidad y la profundidad se encuentra entre 0.25 y 1.5 e intensidad alta (rojo), en
la cual el producto entre la velocidad y la profundidad es mayor a 1.5.
Ilustración 60. Mapa de intensidad tiempo de retorno 1.3 años.
Fuente: Autores.
Se puede observar que la intensidad en el periodo de retorno 1.3 años se considera alta
en todo el cauce principal del rio alcanzando a afectar parte de los barrios Los Esteros y Las
Vegas, esto refleja la afectación que se tiene anualmente.
102
Ilustración 61. Mapa de Intensidad tiempo de retorno 10 años.
Fuente: Autores.
En el periodo de retorno de 10 años, se intensifica la inundación en los barrios Los
Esteros y Las Vegas y se observa afectación adicional en los barrios Villaluz y El Porvenir.
El muro de contención es sobrepasado en el sector de aguas arriba permitiendo que el agua
fluya e inunde la zona que debería ser protegida por esta estructura, es decir, que el flujo
sigue la geoforma del río, que corresponde con un canal de estiaje o una vega, inundando 3
casas que se ubican allí. Por tanto, se puede decir que la principal función de este muro y los
hexápodos es el control geomorfológico, concentrando el flujo por el cauce principal.
La intensidad de la inundación del barrio Los Esteros se clasifica como alta, producto
de la combinación de profundidad mayor a 1.0m y velocidad mayor a 1.0m/s, en cuyo caso
corresponde a una inundación dinámica. En los barrios Las Vegas, El Porvenir y Villaluz, la
velocidad es inferior a 0.5m/s, dando lugar a una inundación estática, sin embargo, la
103
diferencia en su profundidad arroja una intensidad alta en Las Vegas y baja en los barrios
Villaluz y El Porvenir, asociada a la derivación de parte del flujo hacia el caño El Samán.
Ilustración 62. Mapa de Intensidad tiempo de retorno 50 años.
Fuente: Autores.
Para el periodo de retorno de 50 años se observa un aumento en el área afectada en los
barrios Villaluz y Los Esteros, así mismo la intensidad aumenta a media y alta, especialmente
en inmediaciones al caño El Samán, evidenciando la importancia de este drenaje en términos
de amenaza por inundación. Llama la atención que el barrio El Porvenir progresivamente va
quedando aislado del casco urbano, limitando las posibles acciones de evacuación y atención
de la emergencia. En el caso del matadero, localizado aguas arriba del barrio El Porvenir, se
dispone de un muro de gaviones que impide el desbordamiento directo del río Unete hacia
este predio, sin embargo, en caso que el río sobrepase el muro, la intensidad es alta.
104
Ilustración 63. Mapa de Intensidad tiempo de retorno 200 años.
Fuente: Autores.
Finalmente, en el periodo de retorno de 200 años se evidencio una afectación total en
los barrios El Porvenir, Las Vegas, Los Esteros y Villaluz con una intensidad alta. Un aspecto
a resaltar, es la inundación de sectores localizados al nor-oriente de la calle 7, afectando
incluso la Estación de Bomberos y los barrios San Agustín y El Centro, así mismo, el área
calificada con intensidad baja ha desaparecido parcialmente.
Es importante mencionar que la intensidad evaluada es producto de los valores de
velocidad y profundidad en el río y estos a su vez como lo menciona el Instituto Nicaragüense
de Estudios Territoriales dependen de factores como características de la red de drenaje,
pendientes de la cuenca, obras realizadas en los cauces y zonas donde los ríos se estrechan.
Consecuentemente, aguas arriba en el barrio Los Esteros, la inundación es de tipo dinámica,
producto de un cauce más estrecho y un flujo más veloz, mientras, que hacia aguas abajo la
105
inundación es de tipo estático producto del cambio hacia un rio trenzado con planicies de
desborde.
8.4 Mapas de amenaza parciales
Tal como se indicó en la Tabla 6 calificación de amenaza, esta es el resultado de sumar
la calificación obtenida para intensidad, frecuencia y territorio afectado, cada una con valores
entre 1 y 3, de modo que el valor máximo es 9. Por tanto, para cada periodo de retorno se
realizaron los respectivos mapas de amenaza en el software de Arcgis reclasificando los
valores obtenidos en nivel bajo (1-3), medio (4-6) y alto (7-9).
A continuación, se muestran los resultados para cada periodo de retorno en los cuales
se clasifica la amenaza parcial en color verde para baja, amarillo para media y roja para alta.
Tabla 36. Calificación de amenaza.
Periodo de
retorno
(años)
Territorio
afectado
Frecuencia Intensidad Calificación Amenaza
200 3 1 (1-3) (5-7) Media – Alta
50 3 2 (1-3) (6-8) Media – Alta
10 2 3 (1-3) (5-7) Media – Alta
1.3 1 3 (1-3) (5-7) Media – Alta Fuente: Autores.
106
Ilustración 64. Mapa de Amenaza tiempo de retorno 1.3 años.
Fuente: Autores.
Ilustración 65. Mapa de Amenaza tiempo de retorno 10 años.
Fuente: Autores.
107
Ilustración 66. Mapa de Amenaza tiempo de retorno 50 años.
Fuente: Autores.
Ilustración 67. Mapa de Amenaza tiempo de retorno 200 años.
Fuente: Autores.
108
Teniendo en cuenta que la amenaza por inundación se compone de la sumatoria de
intensidad, frecuencia y territorio afectado, se evidencio que el periodo de retorno de 50 años
es el que genera mayor amenaza a la población debido a que alcanza valores entre 6 y 8 en
la sumatoria, de acuerdo a la frecuencia, intensidad y área asignadas.
Por otro lado, el resultado obtenido para un periodo de retorno de 200 años indico que
es el que mayor área de amenaza tiene en el estudio, debido a que afecta más barrios que los
otros periodos de retorno.
8.5 Mapa de amenaza definitivo
De acuerdo con los resultados obtenidos de los mapas de amenaza parciales se construyó el
mapa de amenaza definitivo que refleja la situación del municipio Aguazul debido al
desbordamiento del río Unete, según los periodos de retorno propuestos, este se elaboró a
partir del promedio de la amenaza en cada periodo de retorno.
Ilustración 68. Mapa de amenaza por inundación Aguazul.
Fuente: Autores.
109
El territorio afectado por cada nivel de amenaza se muestra en la siguiente tabla:
Tabla 37. Área de amenaza. Amenaza Área (Ha) Porcentaje
(%)
Alta 336.25 72.94
Media 64.18 13.92
Baja 60.54 13.13
Total 460.97 100 Fuente: Autores.
A partir de los resultados obtenidos se puede observar que la mancha roja es la que
predomina y ocupa mayor área (336.25 Ha), teniendo en cuenta que gran parte de esta área
pertenece al cauce del río. La mancha amarilla es la segunda que mayor área ocupa (64.18
Ha) y finalmente la mancha verde que representa la menor área (60.54 Ha).
Los barrios Los Esteros, Las Vegas y El Porvenir obtuvieron una calificación de
amenaza alta, por otro lado, el barrio Villaluz presenta una transición entre los tres niveles
de amenaza, mientras que barrios como San Agustín y El Centro solo alcanzan una amenaza
baja. Es importante mencionar que la estación de bomberos se encuentra en amenaza baja.
9. Análisis de resultados
A partir de los resultados obtenidos en los mapas de amenaza por inundación se
evidencia que desde el periodo de retorno de 10 años la afectación por inundación coincide
con los antecedentes registrados el 17 de agosto de 2002, en los cuales el desbordamiento del
río Unete perjudico los barrios El Porvenir, Villaluz, Los Esteros y Los Guaduales. Así
mismo, se pudo verificar que la amenaza por inundación afecta poblaciones vulnerables
como a los estudiantes del Instituto escolar Orlando Niño ubicado en el barrio El Porvenir y
a las instituciones del municipio de Aguazul como el proyecto UPTC, el matadero y la
estación de bomberos.
110
En los resultados obtenidos de la modelación hidráulica se puede observar que el río
Unete no desborda por la margen del río opuesta al municipio desde el barrio Las Vegas, esto
se debe en gran parte a que en esta zona se encuentra rodeada de terrazas que funcionan como
barreras protectoras, las cuales impiden el desbordamiento, y por tanto el rio siempre va a
desbordar hacia el área urbana. (ver anexo F)
9.1 Fotografías aéreas
A partir de las fotografías aéreas del año 2004 se pudo evidenciar la presencia del caño
El Samán, el cual atraviesa el barrio El Porvenir, este drenaje se ve interceptado por el flujo
que desborda el río Unete, debido a esto es que la mancha de inundación a partir del periodo
de retorno de 10 años rodea el barrio El Porvenir y afecta directamente el barrio Villaluz. Es
importante mencionar que el EOT de Aguazul no contempla este drenaje como un factor
crítico en la inundación del barrio Villaluz en el periodo de retorno de 10 años y los barrios
San Agustín y El Centro para periodos de retorno mayores.
Ilustración 69. Fotografía aérea año 2004.
Fuente: Semillero Geocauces.
El Porvenir
Villaluz El Matadero
111
A su vez la ilustración 70 muestra una zona más baja al muro de contención en el lugar
donde inicia este, dejando esta zona expuesta al desbordamiento del río y sin protección ante
una posible creciente, esto genera que el agua se desborde e inunde la parte posterior del
muro siguiendo la geoforma natural del rio afectando el barrio Los Esteros.
Ilustración 70. Fotografía aérea año 2004.
Fuente: Semillero Geocauces.
En la ilustración 71 se puede observar una fotografía aérea correspondiente al año 1995,
en ella se encontró que el barrio El Porvenir se empieza a desarrollar en la zona de amenaza
más baja. El caño el Samán y el canal de estiaje se encuentran activos, además de esto no se
encontraba construido el muro de contención.
Zona más
baja
Las
Vegas
Los
Esteros
112
Ilustración 71. Fotografía aérea año 1995.
Fuente: Semillero Geocauces.
La ilustración 72 corresponde a una fotografía aérea del año 1992 donde se puede
observar que para esa fecha no existían los barrios El Porvenir y Villaluz, además el caño El
Samán se encuentra seco. Por otro lado, el canal de estiaje se encuentra activo y también se
observa que no se encuentra construida ninguna estructura de contención.
El Porvenir
Villaluz
113
Ilustración 72. Fotografía aérea año 1992.
Fuente: Semillero Geocauces.
9.2 Amenaza vs Encuestas
De acuerdo a los resultados obtenidos de la modelación hidráulica por medio del
software Iber y las encuestas realizadas a la población en el municipio de Aguazul se encontró
que las manchas de inundación del periodo de retorno 1.3 coinciden con los testimonios de
los habitantes de los barrios encuestados, sin embargo evaluando los periodos de retorno
posteriores se puede identificar como difieren los resultados de la modelación con las
encuestas, por ejemplo, se evidencia que zonas que los habitantes manifestaban que nunca
se habían inundado aparecen con amenaza alta desde un periodo de retorno de 10 años, lo
cual implica la memoria a corto plazo de la población del municipio puesto que sus
El Porvenir
Villaluz
Canal de
Estiaje
114
declaraciones se ajustan a periodos de tiempo cercanos y la falta de conciencia sobre los
hechos que pueden suceder.
Lo anterior sugiere que la construcción de mapas de inundación a partir de encuestas
es poco confiable, y solo logra reproducir eventos con alta frecuencia y poca magnitud. Así
mismo, revela que una alta probabilidad de asentamientos en zonas con alta amenaza, pero
con desconocimiento de la misma por parte de la población local, tal como ocurre en los
barrios El Porvenir y Villaluz. Adicionalmente, el uso de encuestas puede dar lugar a la
sobreestimación del área afectada, ya sea por información poco precisa o por el no
levantamiento de encuestas en todo el municipio. En conjunto, se puede afirmar la necesidad
de apoyarse en modelación numérica y registros históricos de caudal para determinar los
mapas de amenaza por inundación, mientras que las encuestas permiten validar los resultados
del modelo para los eventos de menor frecuencia.
9.3 Propuesta de mitigación
El sector Las Vegas se inunda incluso con el evento anual, independiente de la
existencia del muro de contención, por lo cual la amenaza en este sector puede calificarse
como no mitigable, siendo recomendable priorizar la reubicación de la población asentada
en estas viviendas.
Aunque la principal función del muro de contención es el control geomorfológico del
rio, es posible formular como primera medida de mitigación, extender la construcción del
muro de contención aguas arriba hasta una zona más alta que evite el desbordamiento del río
hacia el canal de estiaje, así mismo proveer a los habitantes del barrio Los Esteros sistemas
115
de protección como jarillones o rellenos, de tal modo que disminuya la afectación por
inundación a la población de este barrio.
Para minimizar la amenaza en los barrios El Porvenir y Villaluz, se recomienda cambiar
el sistema de drenaje del caño El Samán, de tal manera que este sea paralelo al barrio El
Porvenir, direccionando el flujo hacia el rio Unete. Igualmente, mediante levantamiento
topográfico, rectificar la cota de la vía, con el fin de verificar si la mancha de inundación
propuesta alcanza el barrio Villaluz, en caso de que la inundación alcance este barrio se
sugiere realzar la vía o construir un jarillón. Esta obra tendría un beneficio directo sobre la
Institución escolar Orlando Niño.
Ilustración 73. Propuestas de mitigación
Fuente: Modificado de Google Earth.
Durante el trabajo de campo se observó que a causa de las crecientes del río Unete las
estructuras de contención (muros de contención y hexápodos) se encuentran deterioradas, por
Propuesta Muro de
contención
Propuesta Caño El
Samán
116
tal motivo se recomienda realizar mantenimientos a las estructuras para que estas puedan
garantizar la protección de la población frente a posibles inundaciones.
10. Conclusiones
El grado de amenaza encontrado en el casco urbano del municipio de Aguazul debido
al desbordamiento del río Unete corresponde a 72.94% a amenaza alta, 13,92% a amenaza
media y 13.13% a amenaza baja. Además de esto, a través de la modelación hidráulica fue
posible evidenciar que los sistemas de contención y protección no son suficientes para
contrarrestar el desbordamiento del río a partir de un periodo de retorno de 10 años.
Debido a la morfología del río Unete se presentan dos tipos de inundación, la
inundación dinámica que se presenta aguas arriba del barrio Los Esteros en la zona del
piedemonte del río Unete donde el canal es estrecho, este tipo de inundación se caracteriza
por adoptar velocidades altas. Por otro lado, aguas abajo se presenta una transición a una
inundación estática debido al cambio en la morfología y la presencia de planicies de
desborde.
Se pudo determinar para los barrios evaluados el grado de amenaza por inundación a
la cual se encuentran expuestos, donde los barrios Los Esteros, Las Vegas y El Porvenir
obtuvieron una calificación de amenaza alta, el barrio Villaluz obtuvo una calificación de
amenaza que varía desde alta a baja, y finalmente los barrios El Centro y San Agustín
obtuvieron una calificación de amenaza baja.
Debido a que el municipio de Aguazul no cuenta con planchas topográficas a una escala
que permitiera trabajar a detalle fue necesario realizar un levantamiento topográfico en el río
Unete para tomar 13 secciones transversales y de este modo complementar con el modelo de
117
elevación digital para realizar el modelo hidráulico, ya que para trabajar en el software Iber
es fundamental contar con una topografía detallada para el desarrollo de la red triangular no
estructurada.
A partir de los métodos de distribución de probabilidad (Gumbel y Pearson tipo III) se
lograron determinar los caudales para cada periodo de retorno, el periodo de retorno de 200
años se seleccionó debido a que en los caudales máximos registrados por el IDEAM para el
año 1996 superaba el rango de caudales del periodo de retorno de 100 años por lo tanto fue
conveniente tenerlo en cuenta para desarrollar la modelación hidráulica.
Las encuestas realizadas en el municipio de Aguazul para conocer los antecedentes de
inundación por el desbordamiento del río Unete permitieron validar los resultados obtenidos
con la modelación hidráulica para periodos de retorno de 1.3 años y parcialmente 10 años.
Además, se evidencio que la población no dimensiona de forma adecuada la amenaza a la
cual pueden estar expuestos y que tienen memoria únicamente de los eventos ocurridos en
los últimos años (alta frecuencia y poca magnitud), lo cual condiciono los resultados de las
encuestas.
Iber es un software exigente en materia de la información suministrada, por esto fue
necesario procesar la información topográfica de forma detallada con el modelo de elevación
digital, así mismo, fue necesario calcular el coeficiente de rugosidad del río Unete para
obtener una modelación más aproximada a situaciones reales.
A partir de la elaboración de los mapas de amenaza por inundación se observó que el
periodo de retorno de 50 años es el que mayor amenaza representa para la población del
municipio de Aguazul debido a los valores de territorio afectado, frecuencia e intensidad
118
correspondientes, tomando un valor de amenaza de 8, el más alto registrado en los periodos
de retorno evaluados.
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