gestión de inundaciones en chile, el caso del río bio bioifilac.net/alfonso/ifi...

Curso-Taller Regional para Latinoamérica y

El Caribe

CURSO TALLER VULNERABILIDAD

Y GESTIÓN DE RIESGOS POR

INUNDACIONES

Gestión de inundaciones en Chile, el

caso del río Bio Bio

Dr. José Vargas Baecheler

Universidad de Concepción, Chile

Mexico ,Noviembre,2007

Temario

1. Introducción

2. Gestión de aguas lluvias e inundaciones en

Chile

3. Caso del río Biobio

4. A modo de Conclusiones

1- INTRODUCCION

Chile, República Unitaria

Organización nacional, regional y comunal

Climas variados y extremos

Extremo desiertoa extremo húmedo

Gran variabilidad climáticaGeología heterogéneaIrregular topografíaVolcanismoCorriente de HumboldtFenómeno ENSO

Rango en latitud:

18° a 56° Lat.S

.

18°CHILE

2- GESTION DE AGUAS LLUVIAS E

INUNDACIONES EN CHILE

MARCO LEGAL

DOH (Dirección de Obras Hidráulicas MOP)

DGA (Dirección General de Aguas MOP)

ONEMI (Oficina Nacional de Emergencias del

Ministerio del Interior)

MUNICIPALIDADES



Funciones de DOH

Obras de manejo de cauces naturalesDefensa y protección de riberas, defensas longitudinales,

espigones, protección de los estribos y cepas de puentes, obras de

control aluvional, etc.

Obras de drenaje de aguas lluvias

Desde 1997, planes maestros evacuación y drenaje de aguas

lluvias, periodos de retorno, obras de drenaje primario, etc.



FUNCIONES DE LA DGA

Control de mediciones de la red

hidrometeorológica del país.

Coordinación con ONEMI



FUNCIONES DE ONEMI

ONEMI tiene por misión asesorar, guiar, coordinar, evaluar y controlar el

ejercicio eficiente y eficaz de la gestión permanente del Estado de Chile en

la planificación y coordinación de los recursos públicos y privados

destinados a la prevención y atención de emergencias y desastres de

origen natural o provocados por la acción humana, proporcionando a los

Ministerios, Intendencias, Gobernaciones, Municipios y organismos de

Protección Civil de los niveles Nacional, Regional, Provincial y Comunal,

modelos de gestión permanente y participativos para la administración de

riesgos.



FUNCIONES DE ONEMI

SISTEMA NACIONAL DE ALERTAS

PREVENCION Y ATENCION DE EMERGENCIAS Y

DESASTRES

GESTION EFECTIVA DE PREVENCION A PARTIR

DEL MANEJO DEL RIESGO



FUNCIONES DE MUNICIPALIDAD

COORDINAR ACTIVIDADES CON OREMI

CONVOCA COMITÉ DE PROTECCION CIVIL

DISPONER RECURSOS FISICOS

Municipalidad

Vecinos

Carabineros

Bomberos

-personal programas de

empleo

maquinaria: ornato, aseo,

obras

-funcionarios municipales

Gobernación

Intendencia

Comité Protección Civil

Conformado por:

-Comisario carabineros

-Policía de investigaciones

-Superintendencia de

bomberos

-Directivos comunales

-Salud municipal

protegen

avisan

En marcha

plan de

protección

civil

convoca

moviliza

ayuda

limpieza-

remoción

escombros

informainforma

Onemi

3- CASO DEL BIOBIO

3.1- CUENCA DEL BIOBIO

3.2- SISTEMA DE ALERTA

3.3- HIDROLOGIA DEL RÍO BIOBIO

3.4- EFECTO DE EMBALSES EN CRECIDAS

Cuenca del río Biobío

CUENCA DEL BIOBIO

Cordillera andina (14.000 km2)Elevación promedio de 2000 msnm

Formada por Rocas ígneas

Llanura de la depresión central (5.300 km2)Alturas inferiores a 400 msnm

Sedimentos aluviales y fluvioglaciales junto a depósitos volcánicos

Cordillera de la costa (4.700 km2)Elevación promedio de 600 msnm

Formada por rocas graníticas y metamórficas con aportes de sedimentos marinos y

fluviomarinos

Gran diferencia entre flanco norte y sur del río

Geomorfología de la Cuenca

Uso de los Suelos en la Cuenca del río Biobío

18%

16%

21%

27%

15%3%

Agricola

Ganadero

Plant. Forestales

Vegetación Nativa

Roquerios

Urbano

Uso del suelo de la cuenca

Centros Urbanos en la Cuenca

621.020 hab

123.445 hab

Mulchén

21.819 hab

20.884 hab

16.288 hab

6.838 hab

3.435 hab

Actividad Forestal

• 46% cuenca

1 115 000 has.

Pinus radiata

Eucalyptus

globulus

Características Generales de la Cuenca

del Río Biobío

- Ubicación : 36º 45’ y 39º S, 70º45’ y 73º10’ O.

- Superficie: 24.260 km2

- Longitud: 380 km.

- Caudal medio en su nacimiento: 30 m3/s

- Caudal medio desembocadura: 1.014 m3/s

- Caudales extremos desembocadura: 94 m3/s y 15.900 m3/s

-Principales Subcuencas:

- Río Laja : 3.750 km2 190 m3/s

- Río Duqueco : 1.620 km2 70 m3/s

- Río Vergara : 4.280 km2 56 m3/s

- Río Bureo : 1.460 km2 47 m3/s

-Alto Biobío: 7.044 km2 462 m3/s

Características climáticas

-Clima de transición entre mediterráneo y clima templado húmedo

- Gran variación por factores orográficos locales

- Zona costera: marcada influencia del mar; 1200 mm al año

- Cordillera de la Costa: barrera climática, zona alta sobre 2.000 mm

anuales; vertiente oriental más seca; 900 mm al año

- Valle central: clima más seco 1.000mm en promedio anual

- Cordillera de los Andes: pp entre 1.500 y 5.000 mm al año.

- La temperatura media de la cuenca es de 11ºC.

12,5ºC en el valle central

6,9ºC en la zona de la Laguna del Laja

7,6ºC en Lonquimay

4ºC en las partes altas de la cuenca

Cuenca del río Biobío

Perfil Longitudinal

Estaciones

Fluviométricas de la

Cuenca del Biobío

- Biobío en Rucalhue

- El Padre

- Biobío en Longuitudinal

- Malleco En Collipulli

- Vergara en Tijeral

- Bueo en Mulchen

- Mulchen en Mulchen

- Duqueco en Villucura

- Duqueco en Cerrilos

- Laja en Puente Perales

- Biobío en

Desembocadura

Hidrología del río Biobío

Caudales máximos instantáneos

CAUDALES MÁXIMOS ANUALES

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

180001

96

3

19

66

19

69

19

72

19

75

19

78

19

81

19

84

19

87

19

90

19

93

19

96

19

99

20

02

20

05

Años

Cau

dal (m

3/s

) x

Análisis de Crecidas del Río Biobío (1963-

2006)

Año Qi (m3/s) Año Qi (m

3/s) Año Qi (m3/s) Año Qi (m

3/s)

1963 7,400 1974 9,210 1985 8,271 1996 2,938

1964 3,090 1975 6,398 1986 10,393 1997 8,774

1965 8,030 1976 5,436 1987 5,379 1998 1,997

1966 6,770 1977 5,108 1988 4,443 1999 4,147

1967 4,170 1978 6,914 1989 8,071 2000 9,058

1968 1,680 1979 9,495 1990 5,727 2001 10,661

1969 10,021 1980 10,625 1991 12,391 2002 11,124

1970 3,328 1981 7,010 1992 8,412 2003 11,246

1971 6,126 1982 7,083 1993 8,568 2004 3,588

1972 13,110 1983 4,142 1994 8,465 2005 8,036

1973 5,028 1984 7,041 1995 5,886 2006 15,900

Análisis de Crecidas del Río Biobío

Análisis de Frecuencia

Actual Data

Distribution

Gumbel Extremal Type I

Weibull Probability

Value

0

5000

10000

15000

20000

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

T (años) Qmaxi (m3/s)

2 6,869

3 8,127

5 9,522

10 11,279

25 13,499

50 15,145

100 16,780

200 18,408

Crecida julio 2006

Crecidas julio 2006

CRECIDAS 2006 (ANDALIEN)

BIOBIO (1985)

3.2- SISTEMA DE ALERTA DE

CRECIDAS PARA EL RÍO BIOBÍO

Medidas para enfrentar los problemas de inundaciones

se clasifican en: Estructurales y No Estructurales.

Medidas Estructurales: defensas fluviales,

canalizaciones, embalses para amortiguación de

crecidas, etc.

Medidas No Estructurales: planificación urbana,

seguros contra inundaciones y SISTEMAS DE ALERTA

DE CRECIDAS.

U. de Concepción

Propuesta de medida de emergencia

Modelos de predicción

Modelos hidráulicos

Medidas de emergencia

satélite

Estación

limnigráfic

a

Plataforma

satelital

Construcción muros

con sacos de arena

Estación

DGA

(caudales)

Propuesta de

Medidas de

Emergencia

Evacuaciones

Muros de emergencia

SISTEMA DE ALERTA DE

CRECIDAS

U. de Concepción

ANTECEDENTES

1994-1995 proyecto FONDECYT recopilar información

estadística, desarrollar modelos de predicción, definir

sistema de alerta y un software de manejo de la

información. Centro EULA-Chile y Depto. Ingeniería Civil

Universidad de Concepción.

2000 proyecto del FONDO DE INNOVACIÓN DEL MOP

permitió contar con financiamiento para estación satelital

de transmisión de datos, desarrollo de software, etc.Centro

Eula-Chile y Depto. Ing. Civil, U. de Concepción, Depto.

Ing. Civil, U. De Chile, DGA, etc

Hualqui

Chiguayan

te

Concepción

Talcahuan

o

San Pedro

Proyecto

Ribera Norte

Talcahuano

Concepción

Hualqui

Chiguayante

AREA DEL PROYECTO

U. de Concepción

Estaciones DGA utilizadas

U. de Concepción

Relación Rucalhue-

Desembocadura

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

0 20 40 60 80 100 120140 160180 200220 240260 280 300320 340360 380400 420440 460480 500520 540560 580 600

H o r as

Alt

ur

a

Rucalhue

Desembocadura

U. de Concepción

MODELOS PREDICTORES

Se calibraron y validaron modelos

predictores de las crecidas

i) Modelos tipo ARMAX

ii) Modelos de redes neuronales.

U. de Concepción

Crecida 25 : 15-5-91 a 5-6-91

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

0 100 200 300 400 500

TIEMPO [HRS]

AL

TU

RA

LIM

NIG

RÁ

FIC

A [

m]

Predicción 20 horas

U. de Concepción

EJE HIDRAULICO BIOBIO

0 500 1000 1500 20008

10

12

14

16

18

20

22

24

26

biobio02 Plan: Plan 01 perfil highesa 33

Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG PF 1

WS PF 1

Ground

Bank Sta

.17

0 500 1000 1500 2000 2500 3000-2

0

2

4

6

8


Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG PF 1

WS PF 1

Crit PF 1

Ground

Bank Sta

.17

0 500 1000 1500 2000 2500-4

-2

0

2

4

6

8

10


Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG PF 1

WS PF 1

Crit PF 1

Ground

Bank Sta

.17

0 200 400 600 800 100014

16

18

20

22

24

26

28


Station (m)

Ele

vation

(m

)

Legend

EG PF 1

WS PF 1

Ground

Bank Sta

.17

3.4 EFECTO DE EMBALSES

Operación de los embalses

Inundaciones importantes

Determinar el efecto en las crecidas del Biobío

del sistema de embalses Ralco-Pangue, a

través de un modelo de rastreo de crecidas que

se calibrará con la crecida de Julio 2006.

RALCO y PANGUE

PRESA RALCO

MANEJO DE CRECIDAS Y GESTIÓN DE GENERACIÓN

SE VERIFICA

OPERACIÓN DEL

EMBALSE

NORMAS DE

OPERACIÓN

MANEJO DE

CRECIDAS

VOLÚMENES

ALMACENADOS

CUMPLIMIENTO

GESTIÓN

GENERACIÓN

SOFWARE

DATOS

CAUDALES

CDEC

OPERACIONES

Análisis de los hidrogramas existentes

Modelación hidrológica de la cuenca del

Biobío

Modelación hidráulica del río Biobío

Análisis de la influencia del sistema de

embalses sobre las crecidas

ANÁLISIS DE HIDROGRAMAS EXISTENTES

ESTACIONES DISPONIBLES

Río Biobío en Desembocadura

Río Claro en Camino

Yumbel-Estación Río Laja en Pte. Perales

Río Laja en Tucapel

Río Laja en San Rosendo

Río Biobío en Coihue Río Duqueco en Cerrillos

Río Biobío en Rucalhue

Río Bureo en Mulchén

Río Mulchén en Mulchén

Río Renaico en Longitudinal

Río Vergara en Tijeral

Embalse Pangue

Embalse Ralco


CRECIDA AGOSTO 2002 EN RUCALHUE

Hidrograma Rucalhue 2002-08-09

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Tiempo (hr)

Cau

dal (m

3/s

) x

Variación Caudal

200

300

400

500

600

700

800

900

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Tiempo (hr)

Cau

dal(

m3/s

) x

Variación Altura

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

2.2

2.4

2.6

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Tiempo (hr)

Alt

ura

(m

)

x

1.07 m

447 (m3/s)


CRECIDA AGOSTO 2002 EN DESEMBOCADURA

Hidrograma Desembocadura 2002-08-09

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Tiempo (hr)

Cau

dal (m

3/s

) x

Variación Caudal

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Tiempo (hr)

Cau

dal

(m

3/s)

x

266 (m3/s)

Variación Altura

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Tiempo (hr)

Alt

ura

(m

) x

0.11 m


Hidrograma Biobío en Llanquén julio 2006

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Tiempo (hr)

Cau

dal

(m3/s

)


Hidrograma BiobÍo en Rucalhue julio 2006

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Tiempo (hr)

Cau

dal

(m3\s

)

METODOLOGÍA

Determinar la influencia

mediante escenarios

ficticios de operación

Se debe crear un modelo hidráulico del río

Requerimientos del modelo:

Hidrogramas de entrada

Topografía

Coeficientes de rugosidad

MODELACIÓN HIDROLÓGICA

CUENCAS CONSIDERADAS

Laja

4.645,5 km2

Duqueco

1.632,5 km2

Vergara

4.397,5 km2

Bureo

1.421,8 km2

Tavoleo

1.260,4 km2

Huaqui

1.000,6 km2

Biobio

Desembocadura

Biobio

Rucalhue

Biobio

Coihue

Duqueco

Cerrilos

Bureo

Mulchen

Mulchen

Mulchen

Laja

Pte. Perales

Vergara

Tijeral

Renaico

Longitudinal

Jun-86 X X X X X X X X 10393 Biobio en Coihue esta extraño

Aug-02 X X X X X X X 11124 Impecable

Jun-03 X X X X X X X 12041 Mulchen en Mulchen se encuentra incompleto justo en el peak

Jul-06 X X X X X X X 15758 Bien

Magnitud

en

Desemb.

Observaciones

Estación

Fecha

MODELACIÓN HIDROLÓGICA

TRANSPOSICIÓN DE CAUDALES

Hidrograma Biobío en Desembocadura Octubre 2002

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Tiempo (hr.)

Cau

dal

(m3/s

)

x

Hidrograma Biobío en Rucalhue Octubre 2002

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Tiempo (hr.)

Cau

dal (m

3/s

) x

Hidrograma Vergara en Tijeral Octubre 2002

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00

Tiempo

Cau

dal

(m3/s

)

x

Hidrograma Renaico en Longitudinal Octubre 2002

0

100

200

300

400

500

600

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Tiempo (hr.)

Cau

dal

(m3/s

)

x

Semejanza en Hidrogramas de un mismo evento

MODELACIÓN HIDRÁULICA

HEC-RAS

Régimen impermanente

Coeficiente de rugosidad de Manning

Perfiles batimétricos

MODELACIÓN HIDRÁULICA

PERFILES DISPONIBLES

Distancia promedio (m) 6028

Distancia máxima (m) 12830

Distancia promedio Desembocadura (m) 1878

Distancia máxima Desembocadura (m) 3150

RESULTADOS

BIOBÍO EN DESEMBOCADURA 2003-06-07

Hidrogramas Biobío en Desembocadura

Crecida 2003-06-07

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Tiempo (hr)

Caudal (m

3/s

)

Medido Modelo

Error Promedio

(m3/s)

205,82

-0,73%

Error Promedio

Volumen

RESULTADOS

BIOBÍO EN COIHUE 2003-06-07

Hidrogramas Biobío en Coihue

Crecida 2003-06-07

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Tiempo (hr)

Caudal (m

3/s

)

Medido Modelo

Error Promedio

(m3/s)

93,47

-1,18%

Error Promedio

Volumen

RESULTADOS

BIOBÍO EN DESEMBOCADURA 2006-07

Hidrogramas Biobío en Desembocadura

Crecida 2006-07

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

100 150 200 250 300 350 400 450 500

Tiempo (hr)

Caudal (m

3/s

)

Medido Modelo

Error Promedio

(m3/s)

597,59

11,56%

Error Promedio

Volumen

Hidrogramas Biobío en Coihue

Crecida 2006-07

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

100 150 200 250 300 350 400 450 500

Tiempo (hr)

Caudal (m

3/s

)

Medido Modelo 1

RESULTADOS

BIOBÍO EN COIHUE 2006-07

Error Promedio

(m3/s)

190,79

-5,36%

Error Promedio

Volumen

ANÁLISIS DE LA INFLUENCIA DE RALCO-

PANGUE

Hidrograma Biobío en Rucalhue 2002-08-09

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

400 500 600 700 800 900 1000

Tiempo (hr)

Caudal (m

3/s

)

Hidrograma Medido Hidrograma Escenario

Volumen Almacenado

83.401.394 (m3)


PANGUE

Hidrograma Biobío en Desembocadura 2002-08-09

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

400 500 600 700 800 900 1000

Tiempo (hr)

Caudal (m

3/s

)

Hidrograma Medido Hidrograma Escenario


PANGUE

Biobío en Hualqui 2002-08-09

17

18

19

20

21

22

23

400 500 600 700 800 900 1000

Tiempo (hr)

Cota

(m

)

Crecida Normal Hidrograma Escenario Cota desborde

29 cm


PANGUE

Biobío en Hualqui 2006-07

17

18

19

20

21

22

23

24

100 150 200 250 300 350 400 450 500

Tiempo (hr)

Cota

(m

)

Crecida normal Escenario 7.000 Escenario 6.500

Escenario 6.000 Escenario 5.500 Escenario 5.000

Escenario 3.000 Cota desborde Diferencia Junta Pangue-Rucalhue

Caudal máximo en Rucalhue Volumen almacenado

(m3/s) (m

3)

7.000 14.797.800

6.500 30.676.200

6.000 49.229.000

5.500 70.772.600

5.000 95.014.300

3.000 247.105.700

Sin considerar aportes de Pangue y Ralco 1.460.962.000


PANGUE

Análisis de Sensibilidad de Biobío en Hualqui para crecida de 2006-07

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000

Disminución de Caudal en Rucalhue (m3/s)

Dis

min

ució

n d

e C

ota

en H

ualq

ui (m

)

Comentarios a modo de conclusiones del modelo

Modelo hidráulico entrega buenos resultados

En crecidas importantes lo que pueden hacer losembalses es poco.

Julio del 2006, el caudal punta en Biobío en JuntaPangue fue un 28% del caudal punta en Biobío enDesembocadura

Embalses no influyen negativamente, juegan un rolbastante pasivo en la minimización de las crecidas

“Ley de Operación de Embalses Frente a

Alertas y Emergencias de Crecidas” busca

reglamentar la operación de los embalses de

control de todo el país ante la crecida

inminente de caudales de agua que, por su

magnitud o por su cercanía a lugares

habitados, pongan en peligro la vida,

salud o bienes de la población.

Esta ley establece que todo embalse y su operador respectivo se debe registrar ante la DGA,

entidad que calificará cuáles de ellos cumplen la función de control. A partir de eso, los

operadores de los embalses de control deberán cumplir con ciertas obligaciones, tales como

presentar un manual de operación ante la DGA que incluirá planes de contingencia ante crecidas,

instalar y mantener sistemas de monitoreo para prevenir oportunamente sobre crecidas, entre

otras.

Del mismo modo, el cuerpo legal otorga nuevas facultades a la Dirección General de Aguas, que

tienen relación con la aprobación de los manuales, llevar un registro público de las obras y

embalses, exigir la instalación de los sistemas de monitoreo, ordenar medidas adicionales, una

vez decretado el Estado de Alerta de Crecidas, requerir la aplicación de sanciones al tribunal

competente en caso de incumplimiento de los operadores decretado el Estado de Alerta de

Crecidas y fiscalizar el permanente cumplimiento de las normas de operación.

El proyecto establece también una responsabilidad de los operadores de centrales, quienes

deberán indemnizar a quienes corresponda por los perjuicios causados a terceros en el caso de

incumplimiento de las normas contenidas en la ley. El incumplimiento de estas normas

contempla multas que van desde US $ 160.000 hasta las 8.000.000.

A MODO DE CONCLUSIONES

Los problemas de crecidas e inundaciones

son similares en Latinoamérica.

Daños importantes en zonas rurales.

Planificación urbana escasa y/o ineficiente.

Capacidades técnicas insuficientes en

organizaciones relacionadas. Interdisciplina.

Gestión integrada de cuencas. Gestión

integrada de crecidas.

No caer en ciclo del desastre.

CICLO DEL DESASTRE

DESASTRE

COMPLACENCIA INVESTIGACION

PERIODO EXITOSO REPENSAR

CAMBIO DE PRACTICA

MUCHAS GRACIAS

POR SU ATENCIÓN

Curso-Taller Regional para Latinoamérica y

El Caribe

CURSO TALLER VULNERABILIDAD

Y GESTIÓN DE RIESGOS POR

INUNDACIONES

Gestión de inundaciones en Chile, el

caso del río Bio Bio

Dr. José Vargas Baecheler

Universidad de Concepción, Chile

Mexico ,Noviembre,2007

gestión de inundaciones en chile, el caso del río bio bioifilac.net/alfonso/ifi...

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