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Grupo de Investigación de Modelación Hidrológica y Ambiental

Responsable del GIHMA: Prof. Dr. Félix Francés [email protected]

web: lluvia.dihma.upv.es

mailto:[email protected]

http://lluvia.dihma.upv.es

Integrantes del grupo

Investigadores doctores (2): Félix Francés Alicia García

Personal de apoyo (1)

Tamara Asensio

Colaboradores externos doctores (6): Chiara Medici (NOAA, USA) Miguel Barrios (U. Tolima, Colombia) Gianbattista Bussi (U. Oxford, UK) Jesús López (IMTA, México) Lía Ramos (U. La Molina, Perú) Sergio Salazar (IDAEAM, Colombia)

Doctorandos (7): Mario Hernández Guiomar Ruiz Luis Eduardo Peña Claudia Romero Shantosa Siswanto Cristina Puentes Carlos Echevarría

Tesinandos (2):

Hebert Tejada Joaquín Segarra

Hidrología estadística Inundaciones y modelación hidráulica Evaluación de recursos hídricos Ecohidrología y medioambiente

Líneas de I+D+i

Conducir el agua hasta el medio receptor: Todas las aguas residuales (misión higienista) Las aguas pluviales hasta un nivel de protección

Minimizar el impacto en el medio de: Aguas residuales DSUs Mediante: EDARs Emisarios Tanques de tormenta

Funciones de la red de alcantarillado

Hidrología: obtener los caudales de diseño en toda la red Pluviales: QT (caudal para un período de retorno T) Residuales: Qr (caudal máximo)

Hidráulica: Diseño de una red nueva: cálculo de la tubería

correspondiente con suficiente capacidad Comprobación de una red existente: capacidad

superior al caudal de diseño

=> Necesidad de modelos hidrológico e hidráulico

Objetivos de la ingeniería

Modelación urbana

Modelos de simulación urbana

Modelos complejos Separan:

Submodelo de producción Submodelo de propagación

en red Se obtienen hidrogramas Diseño y comprobación Para red principal

Método Racional Asume una tormenta de

diseño (lluvia uniforme) Obtiene QT => modelo

hidráulico adicional estacionario: Flujo variado (“curvas de

remanso”) Flujo uniforme (Normativa

Valencia 2003) Para red secundaria

Para T = 25 años y tipologías de la ciudad

* Al ser el modelo de producción lineal, no es necesario quitarlas

Normativa Valencia 2003

Tipo básico de superficie C

Impermeable

0,95

Edificación

0,75

Permeable

0,20

No conectada con la red * 0,00

Tipo de agrupación de superficie C

Grandes áreas pavimentadas

0,95

Áreas urbanas

0,85

Áreas residenciales

0,50

Áreas no pavimentadas

0,20

En Normativa Valencia 2003, ajuste del MR mediante un coeficiente de propagación calibrado empíricamente:

Aplicable para cuencas de tc < 40 min

Normativa Valencia 2003

AiCK = Q p 252525

dpd bta

aKat+

=⇒<

bKat pd +

=⇒≥1

1

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo de concentración (min)E

rror

, en

tant

o po

r uno

Hidruval

Desarrollado por la UPV desde 1994 (v 8.3 en la web) Distribuido en el espacio: => Reproducción variab. espacial del Ciclo Hidrológico => Reducción del efecto de escala espacial => Explotación de toda la información existente

Modelo hidrológico: TETIS v8

La estimación del riesgo. Aplicación en un caso práctico

RAINGEN: Las tormentas son una superposición de “celdas”, cuya intensidad se determina según procesos estocásticos en el espacio y en el tiempo

Modelo de Rodriguez-Iturbe y Eagleson (1987) mejorado por Salsón y García Bartual (2003)

Generación de tormentas sintéticas

12

La riada de Valencia de 1957: reconstrucción hidrológica y sedimentológica y análisis comparativo con la situación actual

Reconstrucción horaria de la precipitación de los días 13 y 14 a partir de la información recopilada Hietogramas horarios en los 27 pluviómetros

Cambios de parámetros por diferente cubierta del suelo

Reconstrucción de la riada de 1957

Actual 1957


Hidrograma simulado en la estación de aforo de Manises:

Resultados

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

07:0

0

09:0

0

11:0

0

13:0

0

15:0

0

17:0

0

19:0

0

21:0

0

23:0

0

01:0

0

03:0

0

05:0

0

07:0

0

09:0

0

11:0

0

13:0

0

15:0

0

17:0

0

19:0

0

21:0

0

23:0

0

01:0

0

03:0

0

05:0

0

13/10/57 14/10/57 15/10/57

Q (m

3 /s)

Q Líquido

Q Sólido

Q Total


Comparación con la situación actual Finalización de la construcción del embalse de Loriguilla Usos del suelo actuales

Resultados

0500

1000150020002500300035004000

07:0

009

:00

11:0

013

:00

15:0

017

:00

19:0

021

:00

23:0

001

:00

03:0

005

:00

07:0

009

:00

11:0

013

:00

15:0

017

:00

19:0

021

:00

23:0

001

:00

03:0

005

:00

Primer día Segundo día Tercer día

Q(m

3 /s)

1957 Actualidad

1ª Onda de crecida 2ª Onda de crecida Qmáx simulado 1957 3080 m3/s 03:00 14/10 3646 m3/s 13:00 14/10

Qmáx simulado actualidad 1984 m3/s 04:00 2º día 3366 m3/s 14:30 2º día

Modelación matemática del drenaje urbano

Modelación matemática SWMM e Infoworks. Diagnóstico de sistemas. Planes integrales de drenaje y saneamiento. Integración de infraestructura verde (SuDS)

en la modelación.

Evaluación estadística de DSU

Evaluación de la magnitud/frecuencia de DSU mediante:

Modelos probabilísticos Modelos de regresión múltiple

Redes neuronales

1.0E+02

1.0E+03

1.0E+04

1.0E+05

1.0E+06

1.0E+07

1.E+02 1.E+03 1.E+04 1.E+05 1.E+06 1.E+07Es

timat

ed C

OD

load

(kg)

with

Eq.

5Observed COD load (kg)

γβα DIkRM =

Riesgo de inundación


Tangibles: medibles en términos económicos Directos Los daños físicos sobre las propiedades y los bienes Los costes de las medidas de emergencia adoptadas Coste de limpieza de calles, casas, etc. Reparación y reconstrucción de infraestructuras

Daños producidos por una inundación

19


Tangibles Directos

Indirectos: de difícil determinación. Aprox. un 50%, pero muy variable Pérdidas por paralización estructuras viarias, centros de

producción y servicios Desaparición de puestos de trabajo Los sobrecostes financieros La desvalorización de los terrenos inundados

En Patricova 2003 un factor de 1 a 1,55 en función del municipio


20


Tangibles Directos

Indirectos

Intangibles La pérdida de vidas humanas Los daños en monumentos, restos arqueológicos, etc. Daños psicológicos en la población Migración ¿Medioambiente? <= ecosistemas riparios necesitan crecidas


21


En una primera aproximación puede bastar la tabla del Patricova añadiendo “muy bajo”

En R. Poyo para CHJ además se simplificaron los usos para poder utilizar la misma curva en planificados

Curvas de daños

1 unidad = 0.825 €/m2 en 2003

22


Curvas de vulnerabilidad elementales para cada tipo PGR Las Marinas en base a Guía para la Inspección y

Evaluación de daños en edificios por inundaciones (IVE, 2009)

Curvas de daños

0.00%

10.00%

20.00%

30.00%

40.00%

50.00%

60.00%

70.00%

80.00%

90.00%

100.00%

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

% d

e da

ño m

áxim

o

Calado (m)

Planta Baja

Garaje

Jardín Privado

Viales Limpieza

Viales Daños

Vehículos Garaje

Vehículos Viales

Comercio

Industrial

Arbolado

Cultivos

Tipología Módulo

€/m2 Residencial en Planta Baja 200.00

Garaje en sótano 50.00

Jardín Privado 2.00

Viales Limpieza 0.70

Viales Daños 15.00

Vehículos en Garaje 2.50

Vehículos en Viales 2.50

Comercial 250

Industrial 250

Arbolado Regadío 0.50

Arbolado Secano 3.00

Cultivos Regadío 0.25

Cultivos Secano 1.50 Módulos de daños máximos:

23


Evento de validación: octubre 2007 Datos: daños registrados por el Consorcio de

Compensación de Seguros y el ayto. de El Verger Daños registrados: 4.300.000 € (georeferenciados)

Validación de las curvas

Importe de daños obtenido por la presente metodología: 4.500.000 € (error de 5%)

24


Peligrosidad y riesgo

Frecuencia

Magnitud

Peligrosidad

Exposición

Riesgo

Vulnerabilidad

∫∞=

=

=h

hH dhhfhVD

0

)()(

)(hfH

)(hV

)(qfQ

)(qh

25


Riesgo= densidad de daño/año:

Unidades: €/año/m2

Estimación del riesgo

+

−⋅

++

−⋅

++

−⋅

++

−⋅

++

−⋅≈

5001

5001

1001

21001

501

2501

251

2251

101

21011

2 5005001001005050252510

min

10 VVVVVVVVVT

VD

∫∫∞=

=

=

=

==h

hH

F

FH dhhfhVdFhVD

0

1

0

)()()(

26


A mayor T, menos problemas pero más coste

Elección debería basarse en un análisis coste/beneficio: Coste de la red Disminución de los daños tangibles (económicos) intangibles (sociales)

Niveles de protección de la red

Mejoras y generalización de metodología para red secundaria basadas en Hidruval

Mejoras y metodología de modelación producción de escorrentía y sedimentos urbanos con TETIS, incluyendo SuDS

Modelación de DSUs Mejoras en la estimación del riesgo de inundación en

núcleos urbanos Planes integrales de drenaje y saneamiento

Propuestas concretas

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