UNIVERSIDAD AUTóNOMA MEROPOLITANA
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UNIVERSIDAD AUTóNOMA MEROPOLITANA UNIDAD ETAPALAPA 'DlVlSlÓN DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERíA DEPARTAMENTO DE INGENlRíA DE PROCESOS E HIDRÁULICA J ~ ~ DEL SISTEMA JABALINES - INFIERNILLO, MAZATLÁN ~RODRIGO GUADALUPE PAREDES PROYECTO TERMINAL DE INGENIERíA HIDOL6GICA / Mbxico D.F. 199: d
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UNIVERSIDAD AUTóNOMA MEROPOLITANA UNIDAD ETAPALAPA
'DlVlSlÓN DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERíA DEPARTAMENTO DE INGENlRíA DE PROCESOS E HIDRÁULICA
J ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Á ~ ~ ~ ~ DEL SISTEMA JABALINES - INFIERNILLO,
MAZATLÁN
~ R O D R I G O GUADALUPE PAREDES
PROYECTO TERMINAL DE
INGENIERíA HIDOL6GICA
/ Mbxico D.F. 199:
d
UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA División de Ciencias Básicas e Ingeniería Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica
Casa abierta al tiempo
El presente trabajo documenta el informe final de la investigación desarrollada por:
RODRIGO GUADALUPE PAREDES
dentro de las uu.ee.aa. Proyecto Terminal I, I I y 111, como requisito parcial para la obtención del título de INGENIERO HIDRÓLOGO que se imparte en ésta casa de estudios.
Prdfesor Titular de la Lic. en Ingeniería Hidrológica
México D. F., Mayo de 1999
UNIDAD IZTAPALAPA Av. Michoacán y La Purísima, Col. Vicentina, 09340 México, D.F. Tel.: 723-6442
DEDICATORIA:
A la memoria de mi madre: Por la confianza que toda su vida depositó en mi, por los sacrificios que no podré pagarle, por sus enseñanzas, cariño, comprensión y ternura que nunca olvidaré y por su gran deseo de vernos como gente de bien y de provecho.
A mi padre y a mis hermanos: Por el apoyo moral y económico que me han dado y porque siempre han confiado en mi.
A Celia Edith: Por que siempre me ha apoyado y ha estado conmigo en los momentos que más la he necesitado, por ser ella un motivo continuo de superación, por su linda compañía, por el sentimiento tan bello que nos une y por el sueño de permanecer juntos toda la vida.
CONTENIDO
Páginas
Lista de Tablas .............................................................................. Lista de Figuras ............................................................................. Lista de Símbolos ..........................................................................
I . INTRODUCCI~N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 . OBJETIVO ..............................................................................
3 . ÁREA DE ESTUDIO .................................................................
4 . INFORMACIóN DISPONIBLE .....................................................
5 . PROCESAMIENTO DE DATOS ...................................................
6 . MODELO NUMÉRICO ............................................................... 6.1 Ecuaciones Gobernantes ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Solución Numérica ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3 Algoritmo de Inundación ........................................................... 6.4 Programa Computacional ..........................................................
7 . CONFIGURACIÓN DEL MODELO ...............................................
8 . CALIBRACIóN DEL MODELO ...................................................
9 . DIAGN~STICO DE LA CIRCULACIóN .....................................
I O . CONCLUSIONES ....................................................................
11 . REFERENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. .
I! Ill ...
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12 . TABLAS .................................................................................. 28
13 . FIGURAS .............................................................................. 30
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1 .- Descargas del Arroyo Jabalines (Macario-Epigmenio, 1996)
ii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 .- Localización del Sistema Arroyo Jabalines - Estero del Infiernillo
Figura 2.- Sistema Estero el Infiernillo
Figura 3.- Batimetría del área de estudio
Figura 4.- Estaciones de muestreo
Figura 5.- Periodo de muestreo
Figura 6.- Rosa de vientos para los periodos de muestreo
Figura 7.- Componentes del viento (N-S, E-W) para los periodos de muestreo
Figura 8.- Hidrogramas para las avenidas de diseño del Arroyo Jabalines
Figura 9.- Mareas durante los períodos de muestreo
Figura 10.- Corrientes durante los períodos de muestreo
Figura 11 .- Sistema de coordenadas curvilíneas ortogonales
Figura 12.- Celda computacional
Figura 13.- Frontera Móvil
Figura 14.- Malla numérica
Figura 15.- Marea medida en las estaciones exteriores e interiores del sistema
Figura 16.- Condiciones de forzamiento para la calibración
Figura 17.- Marea medida y simulada del periodo de calibración
Figura 18.- Velocidades medidas y simuladas del periodo de calibración
Figura 19.- Circulación durante mareas vivas
Figura 20.- Circulación durante mareas muertas
Figura 21 .- Condiciones de avenidas simuladas (A y B)
Figura 22.- Alturas del nivel del agua simuladas en el arroyo Jabalines para las avenidas para las avenidas A y B
Figura 23.- Áreas de inundación para las simulaciones de las avenidas A y B.
111 ...
LISTA DE SíMBOLOS
51 Y 52 - -
R1I3 n2
coeficiente de Chezy. C i = - (donde, R es el radio hidráulico y n
es el coeficiente de Manning).
evaporación menos precipitación.
parámetro de Coriolis.
aceleración de la gravedad.
la profundidad total.
factor de escala para la coordenada 57. factor de escala para la coordenada 52.
descarga.
tiempo.
componentes 51 y 5 2 , respectivamente, de la velocidad verticalmente
promediada, en el punto (61, 52) al tiempo t.
magnitud de la velocidad del viento.
componentes t7 y 5 2 de la velocidad del viento respectivamente.
incremento de tiempo.
incremento de C7 y 52 , respectivamente.
coeficiente unidimensional = 1.4 x 1 O”
elevación de la superficie del cuerpo de agua en el punto (57,&) y el
tiempo t.
viscosidad cinemática.
dirección del viento.
densidad del aire.
densidad media verticalmente promediada en el punto (67,622) y al
tiempo t.
coordenadas del sistema curvilíneo ortogonal.
iv
1. INTRODUCCI~N
El grado de crecimiento y distribución de la población en la ciudad de
Mazatlán, Sinaloa, en los últimos años ha generado una expansión de la mancha
urbana. La ciudad de Mazatlán contaba en el año de 1980 con aproximadamente
200,000 habitantes, los cuales representaban el 80% de la población total del
municipio, incrementándose ésta a 357,619 en 1995 a una tasa de crecimiento
aproximada del 2.31 % anual (INEGI, 1995).
Una gran parte del crecimiento poblacional está constituida por personas de
escasos recursos económicos, que han invadido las zonas aledañas al estero el
Infiernillo y al arroyo Jabalines (Figura I ) . Estas zonas invadidas presentan ventaja
por su céntrica ubicación, sin embargo su uso urbano es deficiente, porque se le ha
ganado superficie al vaso del estero, mediante rellenos sin control y técnicas de
construcción inadecuadas. La utilización urbana del estero, ha generado serios
problemas de inundación provocados por las avenidas del arroyo Jabalines, así
como problemas de contaminación ambiental debido a que ha llegado a ser utilizado
para el desagüe de aguas negras y tiradero de basura.
Anteriormente el estero contaba con tres salidas, pero con la construcción del
Parque Industrial Pesquero, dos de éstas fueron cerradas quedando solamente la del
puente Juárez (Figura 2). Además, con la ampliación de la Av. Gabriel Leyva, la
construcción del ferrocarril y las pilas de soporte para los ductos del drenaje y de
petróleos, se ha reducido considerablemente el desfogue del estero por el puente
Juárez (Ingeniería, Diseño y Consultoría S.A. de C.V., 1992). A partir de éSta
implementación, se reportan inundaciones en la zona circundante al estero por efecto
de la combinación de una lluvia extraordinaria con marea alta.
Las inundaciones más sobresalientes se han presentado en relación con el
avance de la urbanización en los últimos años. La del 25 de enero de 1992, que
inundó cerca de 205 has, la del 6 de septiembre de 1988, inundó una extensión
1
similar. Otros eventos importantes fueron las inundaciones del 31 de julio de 1985, el
24 de septiembre de 1974 y el 15 de agosto de 1969. En todas estas fechas se
presentaron lluvias de más de 100 mm en 24 horas (Ingeniería, Diseño y Consultoría
S.A. de C.V., 1992). La inundación más reciente sin embargo, se presentó el 14 de
septiembre de 1995, no se registró precipitación pero si una combinación extrema de
viento y marea generados por el paso del huracán lsmael sobre la costa de
Mazatlán.
Ante la situación anterior, la Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología
(SEDUE), después nombrada Secretaría de Desarrollo Social (SEDESOL), han
realizado diversos estudios desde 1987, encaminados a proponer un esquema de las
obras más recomendables para reducir los daños que causan los desbordamientos
del arroyo Jabalines y estero el Infiernillo. De éstos estudios se han sugerido obras
hidráulicas para el control de avenidas. Aunque éstas obras pueden ser
comprensivas y pueden reducir los daños de inundación, hasta la fecha no se ha
hecho una evaluación de su eficiencia.
Una metodología para determinar la eficiencia de las obras hidráulicas para
control de avenidas se basa en la aplicación de modelos numéricos de simulación
hidrodinámica. Estos modelos son capaces de incorporar la morfología y topografía
del sistema en estudio para reproducir escenarios de inundación bajo condiciones
climatológicas predeterminadas y consideraciones geométricas establecidas por las
obras hidráulicas diseñadas. De esta manera se puede evaluar el funcionamiento de
cada obra hidráulica sujeta a cualquier alternativa.
El presente estudio está encaminado a evaluar el modelo numérico que puede
ser aplicado para la verificación del funcionamiento de las obras hidráulicas
propuestas de control de avenidas en el sistema Arroyo Jabalines - Estero Infiernillo.
La evaluación del modelo se basa en la capacidad de éste para reproducir la
hidrodinámica del sistema.
2
En la siguiente sección se detallan los objetivos del trabajo. Después se define
el área de estudio. Del mismo modo se hace mención del tipo de datos disponibles y
el procesamiento de los mismos. Posteriormente se hace una descripción del modelo
numérico, de las ecuaciones gobernantes y del método de solución. Mas adelante se
habla de la configuración del modelo, de la malla numérica y de las condiciones
iniciales y de frontera, así como de su calibración para el sistema. Finalmente se
describen las simulaciones de la hidrodinámica.
3
2. OBJETIVO
El objetivo fundamental de éste estudio es el de evaluar el modelo numérico
que puede ser aplicado en la verificación de alternativas de obras hidráulicas para
reducir daños por inundación en el sistema Arroyo Jabalines - Estero Infiernillo,
mediante la simulación hidrodinámica del sistema. Para desarrollar este objetivo
fundamental se plantean las siguientes cinco metas específicas:
1. Compilar la información disponible en el área de estudio para generar la base de
datos que permita realizar las simulaciones numéricas de la hidrodinámica en el
sistema.
2. Procesar la información compilada para ser usada por el modelo numérico
3. Configurar el modelo numérico en el sistema Arroyo Jabalines - Estero Infiernillo,
para incluir la morfología y topografía del sistema.
4. Calibrar el modelo hidrodinámico para determinar los coeficientes de fricción
correspondientes al sistema.
5. Simular escenarios de la hidrodinámica del sistema.
4
3. ÁREA DE ESTUDIO
La ciudad de Mazatlán se localiza en la parte sur del estado de Sinaloa entre
los meridianos 105" 46' 2 3 y 106" 30' 51" al oeste del Meridiano de Greenwich, y
entre los paralelos 23" 07' 17" y 23" 52' 27" de latitud norte (Figura 1 ). La zona
urbana se encuentra interrumpida por el umbral que presenta el estero el Infiernillo,
que prácticamente divide a la ciudad en dos porciones.
El estero el Infiernillo es alimentado de agua dulce principalmente por el arroyo
Jabalines y por las corrientes marinas que penetran por las escolleras del puente
Juárez. La cuenca de drenaje del arroyo Jabalines se ubica al Norte de Mazatlán y
cubre una porción de área de 37.60 km2, considerada hasta la intersección del cauce
con la carretera de Libramiento (Macario-Epigmenio, 1996). ÉSta cuenca está sujeta
a regímenes climáticos del tipo subhúmedo con lluvias en verano y dentro del área
de influencia de los ciclones extratropicales; presentándose lluvias intensas en torno
del mes de septiembre (Plan Nacional Hidráulico, 1976). Se registran temperaturas
anuales superiores a los 22°C con una variación caracterizada como extrema, que
oscila entre los 7 "C y los 14 "C (Ingeniería, Diseño y Consultoría S.A. de C.V., 1992). Los vientos predominantes son del oeste que se generan en la celda de alta
presión en el Océano Pacífico (Sánchez-Santillán y de-la-Lanza-Espino, 1994).
El estero el Infienillo se encuentra seccionado por una serie de puentes desde
su boca (Puente Juárez) hasta la confluencia con el arroyo Jabalines (Puente
Insurgentes), el cual se extiende en un cauce bien definido hasta el puente de la
carretera de libramiento (Figura 2). El ancho del estero varía desde 420 metros en su
parte media, hasta 80 metros en las construcciones de los puentes. El arroyo
Jabalines se mantiene aproximadamente en 60 metros de ancho. La profundidad
media del estero es de aproximadamente 2 metros, mientras que en la sección del
arroyo Jabalines es de 2 metros hasta el puente de la carretera de libramiento.
5
El tipo de marea al que esta sujeto el estero es mixto, con rangos de 70 cm
para la componente semidiurna. Estas mareas generan corrientes que llegan a
alcanzar hasta 60 cm/seg en el puente Juárez. En épocas de estiaje, la única
contribución de agua al sistema es por mareas, presentando un espejo de agua que
alcanza hasta las proximidades de la carretera de libramiento. En temporada de
avenidas, el sistema se llena de agua aportada por el escurrimiento del arroyo
Jabalines, presentando condiciones de salinidad muy bajas.
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4. INFORMACI~N DISPONIBLE
La modelación numérica de la hidrodinámica de cuerpos de agua costeros,
requiere de una considerable cantidad de información para configurar el modelo,
establecer sus condiciones iniciales y de frontera, así como calibrar sus coeficientes
de fricción, (¡.e., morfológicos, batimétricos, velocidad y dirección del viento,
descargas, marea y velocidades de corriente). En esta sección se identifica el tipo de
información disponible en el área de estudio, su ubicación y cantidad de la misma.
La morfología del sistema se obtuvo a partir de mapas urbanos realizados por
el municipio de Mazatlán a una escala de 1 :2,000, en diciembre de 1995, dentro del
estudio “Proyecto Hidráulico y de Control del Infiernillo en Mazatlán, Sinaloa.” Estos
mapas incluyen los límites del estero el Infiernillo, desde la avenida Gabriel Leyva
hasta la carretera de Libramiento Mazatlán-Culiacán. También incluye la batimetría
del estero y la topografía anexa al sistema susceptible de inundación. En particular la
batimetría y topografía del arroyo Jabalines, desde la avenida Gabriel Leyva hasta la
carretera de Libramiento (Figura 3), se determinó en campañas de campo realizadas
por el Colegio de Ingenieros en 1995. Para la batimetría se utilizó un ecosonda
marca RAYTHON. En el caso de la topografía se hicieron medidas directas utilizando
estadal y nivel fijo.
Los datos de viento se solicitaron al Servicio Meteorológico Nacional, mismo
que proporcionó la información reportada por el Observatorio Meteorológico de
Mazatlán, Sinaloa. Este observatorio esta ubicado a un costado del estero el
Infiernillo, como se indica en la Figura 4. El periodo de registro de este observatorio
comprende desde 1970 a la fecha. Para este estudio solo se analizaron datos de la
magnitud y dirección del viento para los meses de enero y febrero de 1996,
registrados cada 30 minutos.
En cuanto a información hidrométrica, no existe ninguna estación sobre el
arroyo Jabalines que mida el flujo del cauce. Sin embargo, se ubican 5 estaciones
climatológicas convencionales alrededor de la cuenca de estudio, además la estación
Mazatlán cuenta con información pluviográfica desde 1921. Con la información
pluviográfica de la estación Mazatlán, se puede generar un patrón de tormenta de la
región, mientras que la distribución en el espacio de estas tormentas puede ser
determinada a partir de una análisis de lluvias registradas en el resto de las
estaciones convencionales. Este análisis para el cálculo de los hidrográmas de las
avenidas de diseño del arroyo Jabalines, fue realizado por Macario-Epigmenio, 1996.
Resultando que los gastos máximos para avenidas con periodos de retorno de 120
años, fueron de alrededor de 400 m3/s, con un tiempo pico de 2 horas y un tiempo
base de casi 10 horas. Mientras que los gastos pico mínimos para avenidas con
periodo de retorno de 3 años fueron de 100 m3/s. En la tabla 1 se muestra la relación
de los gastos calculados por Macario-Epigmenio (1 996).
La información hidrodinámica (mareas y corrientes) del estero el Infiernillo se
obtuvo durante una campaña de muestreo realizada por el Colegio de Ingenieros en
1996. Esta campaña cubrió el periodo de estiaje antes de las lluvias y se midió
salinidad, elevación de marea y corrientes, en 5 estaciones dentro del sistema estero
el Infiernillo (Figura 4). En estas estaciones se realizaron muestreos por 36 horas
cada semana durante todo un mes. La velocidad de corriente se muestreó a 0.5 m de
profundidad con un intervalo de 2 horas y promedios de 5 minutos. Estas mediciones
se realizaron con flujómetros General Oceanics modelo 2030R. En la fase de la
corriente de marea cuando el flujo cambiaba a reflujo, la intensidad del muestreo se
duplicó, ¡.e. el intervalo de muestreo fue de 1 hora y el promedio de 10 minutos. En
cuanto al nivel de marea, este se midió con reglas graduadas y referidas a bancos de
nivel. Adicionalmente, como referencia para el estudio, se midió la marea fuera del
sistema en la estación E l .
Los datos adquiridos conforman una base de 4 periodos simultáneos donde
existen registros de viento, corrientes y mareas por 36 horas continuas. Estos
periodos están mostrados en la Figura 5 y proveen información para evaluar la
simulación numérica.
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5. PROCESAMIENTO DE DATOS
La información recopilada se procesó para configurar el modelo, establecer las
condiciones iniciales, de frontera y forzamiento del modelo, así como calibrar sus
coeficientes de fricción. A continuación se detalla el procesamiento realizado en cada
caso.
La morfología y batimetría del sistema se comparó y se actualizó con los
mapas adquiridos. Esta información se reprodujo en un solo plano a escala 1 :2000
(Figura 3). A partir de este plano base se generó la malla numérica (capítulo 7).
Los datos de magnitud ( I w I ) y dirección (e) del viento se capturaron y se
graficaron en una rosa de vientos para cada periodo de muestreo, con la intención de
conocer la predominancia de estos. Las rosas de vientos ilustradas en la Figura 6
muestran que los vientos dominantes para los periodos de muestreo son muy débiles
(4 m/s) y con predominancia del Oeste - Suroeste. Los datos de viento también se
procesaron para obtener las componentes N - S ( 1 w I cos [e-180°]) y E - W ( I w 1 sen [e-180°]) utilizadas por el modelo numérico (Figura 7), en donde la dirección de
la resultante indica hacia donde se dirige el viento.
La estimación de las descargas del arroyo Jabalines se consideró para los periodos de retorno de 3, 5, 15, 30, 50 y 1 O0 años, como se describe por Macario-
Epigmenio (1996). Los hidrogramas para estas avenidas se muestran en la Figura 8.
Los datos de mareas se graficaron para observar su variabilidad (Figura 9).
Todas ellas se graficaron al nivel medio del mar. Las corrientes se graficaron a la
misma escala en tiempo que la marea para observar su comportamiento y
características (Figura IO). De estas figuras se observa que la marea en el sistema
se comporta como una onda parcialmente progresiva, de manera tal que existe un
desfase de aproximadamente un par de horas entre el tiempo de marea alta y el flujo
máximo de entrada.
9
Con el fin de suavizar los datos de mareas, corrientes y vientos, todas estas
series de tiempo se filtraron aplicando promedios pesados de 3 horas de intervalo de
tiempo. En este proceso se perdió 1 horas de información al inicio y al final de cada
uno de los cuatro periodos de muestreo. Sin embargo, las series de tiempo quedaron
libres de oscilaciones causadas por información de alta frecuencia introducidas
durante los muestreos. Las series de tiempo filtradas se utilizaron finalmente para
especificar las condiciones iniciales y de forzamiento en las fronteras del modelo, así
como para especificar condiciones internas de calibración. Los detalles de esta
aplicación se describen más adelante en el Capítulo de Calibración del Modelo.
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6. MODELO NUMÉRICO
Un modelo hidrodinámico permite hacer evaluaciones numéricas de los cambios en
la circulación de las corrientes producidos por procesos naturales o alteraciones
preconcebidas de las condiciones del cuerpo de agua. La calidad de estas evaluaciones
depende mucho de que los procesos de circulación estén bien representados por sus
ecuaciones hidrodinámicas, así como de que estas ecuaciones sean resueltas con los
algoritmos numéricos apropiados. Aquí se describen las ecuaciones gobernantes y su
modo de resolución por el modelo hidrodinámico (FLOOD) a utilizar en el estero de
Infiernillo. Esta descripción permite conocer las ventajas y limitaciones de las simulaciones
numéricas por FLOOD.
6.1 Ecuaciones Gobernantes.
FLOOD está basado en las ecuaciones de momentum y continuidad para flujo
verticalmente promediado (Pritchard, 1971). Estas ecuaciones se han captado en un
sistema de coordenadas curvilíneas ortogonales (Figura 1 1 ) , para permitir acoplar las
fronteras de los cuerpos de agua (Blumberg y Herring, 1987). Las ecuaciones gobernantes
son:
11
12
Donde:
uh, v h =
f
51 Y 52 =
- -
Q = E-P =
componentes 51 y 52r respectivamente, de la velocidad verticalmente
promediada, en el punto (51&2) al tiempo t.
tiempo.
coordenadas del sistema curvilíneo ortogonal.
factor de escala para la coordenada 51
factor de escala para la coordenada 52 aceleración de la gravedad.
elevación de la superficie del cuerpo de agua en el punto (c11E,2) y el
tiempo t.
parámetro de Coriolis.
la profundidad total.
densidad media verticalmente promediada en el punto (klrt2) y al
tiempo t.
viscosidad cinemática.
coeficiente unidimensional = 1.4 x 1 O”
densidad del aire
componentes 51 y 52 de la velocidad del viento respectivamente.
magnitud de la velocidad del viento.
coeficiente de Chezy. c; =c (donde, R es el radio hidráulico y n
es el coeficiente de Manning)
descarga
evaporación menos precipitación
n
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Estas ecuaciones son derivadas bajo las siguientes suposiciones:
La velocidad y densidad instantánea es representada por la adición de sus promedios más sus desviaciones “turbulentas”, respectivamente.
Aproximación de Boussinesq.
Fluido incompresible.
Aproximación hidrostática.
La componente vertical de la aceleración de Coriolis es despreciada.
Remplazo de la viscosidad molecular y covarianza de las fluctuaciones turbulentas de la velocidad, por un término del producto de un coeficiente de viscosidad turbulenta y componentes del gradiente de velocidad.
La viscosidad turbulenta en la horizontal se consideró isotrópica.
Los términos de la velocidad y la densidad promedio, son expresados por la adición de la velocidad y densidad verticalmente promediadas, mas la desviación de sus respectivas promedios verticales.
La fuerza de rugosidad del fondo es expresada en términos del coeficiente de Chezy y de la velocidad verticalmente promediada.
Los términos del esfuerzo del viento en la superficie del agua, son expresados por el cuadrado de la velocidad del viento.
Los términos covariantes de las desviaciones del promedio vertical, son expresados en términos del producto de un coeficiente de viscosidad turbulenta y componentes del gradiente de velocidad verticalmente promediado.
La presión barométrica sobre la superficie del cuerpo de agua es despreciada
El término de la presión baroclínica es despreciado.
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6.2 Solución Numérica
Las ecuaciones gobernantes forman un sistema de ecuaciones diferenciales
parciales que no se puede resolver usando métodos analíticos conocidos. Estas
ecuaciones son resueltas numéricamente por FLOOD usando diferencias finitas centradas:
S r ( ~ ) = - ~ [ S , ( ~ h h " C l h ~ ~ ) + S ~ ~ ( ~ h h ~ ' z h 1 6 ' z ) ] + Q + h , h z ( E - P ) 1 (6) hlhZ
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donde:
Cuando F esta definida en el centro de la celda.
Cuando F esta definida en el lado derecho de la celda.
Cuando F esta definida en el centro de la celda.
Cuando F esta definida en el lado inferior de la celda.
Las variables hidrodinámicas (uh,vh,q) son ubicadas en posiciones escalonadas
sobre las celdas computacionaies como se muestra en la Figura 12. El arreglo escalonado
toma la componente u h en los puntos que van a lo largo de la celda, mientras que vh en los puntos que van a lo ancho de la celda. La q está definida en el centro de la celda. Este tipo
de malla ha sido adaptado y sugerido por Batteen y Han [I 9811 por ser una malla adecuada
y eficiente en modelos de circulación.
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6.3 Algoritmo de Inundación
El algoritmo numérico que permite a FLOOD simular áreas de inundación es la
condición de fronteras móviles. Este algoritmo depende del nivel de la superficie del agua
alcanzado dentro del sistema y de la cota de elevación del terreno adyacente. Si el nivel de
la superficie del agua sobrepasa la cota de elevación del terreno adyacente, entonces este
terreno se inunda y forma parte del dominio computacional. Por otro lado, si el nivel de la
superficie del agua resulta ser menor a una profundidad critica (v. gr. O. 1 O m), entonces se
considera que se tiene un terreno sem y este se desincorpora del dominio mmputacional.
La posición de la frontera se define, cada At, para todas aquellas celdas
computacionales que forman parte de la frontera en el At anterior (¡.e. donde el flujo normal
es cero). En estas celdas, el algoritmo verifica por condiciones de inundación que pueden
ocurrir en los cuatro lados de las celdas. La Figura 13 muestra esquemáticamente el
algoritmo de frontera móvil de FLOOD. Este tipo de algoritmo ha demostrado ser eficiente y
capaz de simular áreas de inundación por tsunamis en zonas costeras (Shuto, 1991).
6.4 Programa Cornputacional
El programa computacional de FLOOD fue implementado en 1997 por Gómez -
Reyes de la Universidad Autónoma Metropolitana, unidad Iztapalapa, apartir del modulo de
circulación tridimensional de Blumberg y Melior (1987).
FLOOD consiste de una serie de subrutinas escritas en FORTRAN 77, con solo
caracteres ANSI. De esta manera FLOOD puede ser ejecutado en cualquier tipo de
computadora con compilador Fortran. Estas subrutinas comparten un bloque común de
definición y dimensión para los parámetros y variables. Así se hace sencilla la adaptación
de FLOOD a cualquier dimensión de malla computacional. La estructura del código en las
subrutinas esta organizado de forma vectorial para tomar ventaja de la ejecución de
FLOOD en computadoras con procesadores vectoriales.
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7. CONFIGURACIóN DEL MODELO
La configuración del modelo consiste en el diseño y la construcción de la malla
numérica para el área de estudio. Sobre la malla se calculan las variables
hidrodinámicas. Por lo que ésta debe ser capaz de resolver en forma detallada la
región de interés. Además se debe asegurar que existan datos disponibles en las
fronteras de la malla para poder suplir las condiciones de forzamiento
correspondientes al modelo.
Se diseñó la malla numérica para el sistema Arroyo Jabalines - Estero el
Infiernillo con un total de 41x21 celdas. Esta malla cubre las áreas de inundación
desde el Puente Juárez hasta el Puente de la Carretera de Libramiento (Figura 14).
El uso de coordenadas curvilíneas ortogonales permitió adaptar la malla a la
morfología del sistema, además de definir mayor resolución en áreas de interés.
La resolución mínima de la malla es de 5 a l 0 metros en los puntos críticos de
flujo: Puente Juárez, Puente Piaxtla, Puente Insurgentes y canales del Arroyo
Jabalines. Con esta resolución es posible representar correctamente las secciones
transversales en estos puntos ya que se definen hasta 8 celdas laterales para el caso
de Puente Juárez.
Una vez diseñada la malla, se procedió a digitalizar los nodos para calcular los
parámetros correspondientes a las dimensiones y orientación geográfica de cada
celda. Se asignaron valores de profundidad en el centro de las celdas, los cuales se
obtuvieron del mapa topográfico generado.
Con esta malla numérica se procedió a simular la hidrodinámica en el sistema
Arroyo Jabalines - Estero el Infiernillo. Los detalles de estas simulaciones y procesos
de calibración se describen en el siguiente Capítulo.
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8. CALIBRACIóN DEL MODELO
Antes de proceder con las simulaciones de la hidrodinámica del sistema, es
necesario evaluar la solución numérica que FLOOD esta generando @e.,
calibración). Esta calibración nos permite verificar la asignación de las condiciones
de frontera e iniciales, así como el valor del coeficiente de fricción, para generar la
solución de las ecuaciones de movimiento en el sistema Arroyo Jabalines - Estero el
Infiernillo.
La calibración se realiza mediante comparaciones de los resultados del
modelo con los datos medidos de los parámetros hidrodinámicos. Las
comparaciones realizadas aquí fueron cualitativas (gráficas de series de tiempo de
las velocidades y de la marea) y se llevaron acabo de la siguiente manera.
Primero se eligió el periodo de medición del 3 al 4 de febrero de 1996 como el
periodo de calibración, dado que este cuenta con mayor información de corrientes
significativas dentro del sistema (Le., E2 y E5; Figura IO). Para este periodo también
se cuenta con información completa del nivel de la superficie del agua en todas las
estaciones de medición (Figura 9), así como de las condiciones del viento (Figura 7).
A continuación se procedió a especificar las condiciones de forzamiento para
el periodo de calibración. Estas condiciones se aplicaron en las fronteras del modelo
(boca, cabeza y superficie del agua). En la boca del sistema se aplicó la marea como
condición de frontera de forzamiento, mientras que en la cabeza se especificó una
descarga cero para el arroyo Jabalines. La superficie del agua se forzó con las
condiciones del viento medido para ese periodo.
La condición de frontera en la boca del sistema se especificó durante 34
horas continuas, a partir de las 07:OO horas del 3 de febrero de 1996. La información
de la marea en la estación E3 se consideró representante de la condición de
19
forzamiento en esta frontera. Esta elección se determinó basándose en el análisis
del comportamiento hidráulico que genera la sección transversal del puente Juárez
al paso de la onda de marea y que no lo resuelve el modelo numérico. Tal
comportamiento se puede observar al examinar la fase de la marea medida
inmediatamente antes (E2) y después (E3) del puente Juárez, como se muestra en la
Figura 15; aquí también se ha graficado la marea en todas las estaciones interiores
(E3, E4, E5 y E6) y exteriores (El y E2) disponibles del sistema. Como se aprecia en
esta figura, se genera un retraso para los picos de bajamares inferiores entre las
mareas exteriores e interiores al sistema, indicando un efecto de almacenamiento
por la sección transversal del puente Juárez cuando el nivel del agua es muy bajo
(bajamares inferiores de mareas vivas solamente).
Con estas condiciones de forzamiento (Figura 16), asignadas para calibrar el
modelo, se procedió a especificar las condiciones iniciales. En este caso, las
condiciones iniciales se consideraron cero tanto para la velocidad como para la
superficie del agua. Es decir, se consideró que el sistema inicia desde su estado de
reposo (u=O, v=O y q=O) .
Para eliminar el efecto de las condiciones iniciales en la simulación de la
circulación del sistema, se procedió a correr el modelo a partir de 24 horas antes del
inicio del periodo de calibración ( ie. , 0 7 : O O horas del 2 de febrero de 1996). Para
ello se repitieron las primeras 24 horas de las condiciones de forzamiento. Así
mismo, para realizar estas corridas, la malla numérica se acotó al puente
Insurgentes, hasta donde existe el espejo de agua en periodos de estiaje.
Las comparaciones de las mediciones y los resultados de simulación de la
elevación de la superficie del agua y de las corrientes, se muestran en las Figuras
17 y 18. Estos resultados se obtuvieron utilizando un coeficiente de Chezy de 98.99
m”’/s para la fricción en el fondo. Para la comparación de las velocidades de las
corrientes, los datos medidos fueron corregidos con un factor de 0.7 para compensar
20
por la profundidad de muestreo a la profundidad promedio de la columna de agua;
esta ultima profundidad corresponde a la que el modelo numérico simula. El factor
de corrección se obtuvo en base a la distribución de la magnitud de la velocidad
esperada en secciones transversales típicas de canales irregulares, presentadas por
Chow (1959). Para nuestro caso se tuvo que la profundidad de muestreo (0.5
metros; 30% de la profundidad máxima) correspondía aproximadamente a la
profundidad de velocidad máxima y que para la profundidad promedio (50% de la
profundidad máxima) se esperaba una reducción de aproximadamente el 30% en la
amplitud de la velocidad.
En las Figuras 17 y 18 se observa que FLOOD reproduce moderadamente la
marea y corrientes observadas en el interior del sistema Arroyo Jabalines - Estero el
Infiernillo. Las fases y amplitudes de las mareas y corrientes no son reproducidas
con precisión. Esto se atribuye al efecto del puente Juárez que retarda los flujos y el
paso de la marea a través de su sección transversal, en comparación con la onda
libre de que deja pasar el modelo en el puente Juárez. La mayor amplitud de la
marea medida en el interior del sistema que la reproducida por el modelo, es
indicación de que el sistema responde a una amplificación (resonancia) controlada
también por la sección del puente Juárez.
La precisión de la calibración se puede mejorar incrementando la resolución
longitudinal en el puente Juárez, corrigiendo la batimetría de su sección transversal
e incrementando localmente la fricción en las celdas que definen al puente Juárez.
Sin embargo, no se realizó otra simulación de calibración porque se consideró que
para fines de diagnóstico de circulación en el sistema, los resultados generados con
la precisión de calibración obtenida, son adecuados. Por otro lado, si se requieren
simulaciones con fines de pronóstico, entonces es importante mejorar la calibración,
como se recomienda en las conclusiones.
21
Con estos resultados de calibración, se procedió a diagnosticar la circulación
del sistema para diferentes escenarios de condiciones hidrodinámicas. Las
simulaciones para estos diagnósticos se describen en el capítulo siguiente.
22
9. DIAGN~STICO DE LA CIRCULACIóN
Se realizaron varias corridas de FLOOD, sujetas a condiciones hidrodinámicas
extremas, para simular escenarios de la circulación en el sistema Arroyo Jabalines - Estero el Infiernillo. Estas simulaciones permitieron entender patrones de corrientes y
procesos de inundación en el sistema. Las condiciones hidrodinámicas consideradas
incluyeron mareas extremas (Le., mareas vivas y muertas) y avenidas en
combinación con el flujo de marea (descarga pico del arroyo Jabalines en fase y
desfase con el flujo máximo en el Puente Juárez). Las características de estas
simulaciones se describen a continuación.
Las simulaciones para condiciones de mareas extremas tuvieron como
objetivo describir la circulación en el sistema generada por la marea. Para ello se
consideró el forzamiento con condiciones de mareas vivas y de mareas muertas. Las
primeras estuvieron representadas por las mediciones del 3 al 4 de febrero de 1996
en E3, mientras que las segundas correspondieron al periodo de muestre0 del 26 al
27 de enero de 1996 (Figura 9). El forzamiento del viento en la superficie del agua y
descarga del arroyo Jabalines en la cabeza del sistema fueron cero para ambos
casos de simulaciones de mareas.
La circulación simulada para condiciones de mareas vivas se muestra en la
Figura 19. Aquí se han graficado las corrientes a los tiempos de máximo y mínimo
flujo, así como para los tiempos de máximo y mínimo reflujo, respecto al puente
Juárez. Estos tiempos de graficado permiten conocer el patrón de circulación de las
corrientes a lo largo de todo un ciclo de marea. En ellos se observa que las
velocidades máximas se desarrollan en la cercanía al puente Juárez, mientras que
las mínimas en la cabeza del estero (puente Piaxtla) donde desemboca el arroyo
Jabalines. También se observa velocidades medias para el arroyo Jabalines (puente
Piaxtla a puente Insurgentes) y la formación de un giro secundario y de baja
magnitud en la entrada al puente Juárez.
23
La circulación simulada para condiciones de mareas muertas se muestra en la
Figura 20. Aquí se han graficado las corrientes para los mismos tiempos como en el
caso de las mareas vivas, observándose esencialmente las mismas características
antes señaladas para las mareas vivas, excepto que las magnitudes máximas de las
velocidades ahora decrecen hasta un 50%.
Las simulaciones para condiciones de avenidas tuvieron como objetivo
describir las características de la inundación generada por el efecto de la descarga
del arroyo Jabalines con la fase de la marea en el estero el Infiernillo. Para ello se
consideró el forzamiento con condiciones de descarga del arroyo Jabalines, a la
altura del puente Insurgentes, además del forzamiento con condiciones de marea en
el puente Juárez (mareas vivas). Para la descarga de arroyo Jabalines se consideró
el gasto de diseño para periodos de retorno de 3 años (Figura 8). El gasto pico para
este diseño fue de 100 m3/s y su tiempo pico de aproximadamente 3 horas y 45
minutos (Tabla 1).
Se consideraron dos casos para este gasto de diseño (Figura 21 ): A, cuando
la descarga pico del arroyo Jabalines está en fase con el máximo flujo en el puente
Juárez y B, cuando la descarga pico del arroyo Jabalines está en fase con el máximo
reflujo en el Puente Juárez. Estas simulaciones de avenidas (A y B) representan
condiciones extremas de la marea para las inundaciones. En el caso A el nivel del
agua es ascendente en respuesta al flujo a través del Puente Juárez, presentándose
entonces simultáneamente flujos de marea y del arroyo ( ie. , condiciones críticas de
inundación). En el caso B, el nivel del agua es descendente en respuesta al reflujo a
través del Puente Juárez, presentándose entonces a la vez, flujo de entrada del
arroyo y flujo de salida por la marea ( ie. , condiciones favorables para el tránsito de la
avenida hacia la desembocadura del sistema).
24
Los resultados de estas simulaciones de inundación muestran que la fase de
- la marea no representa obstáculo alguno para que el nivel del agua sobrepase la
cota de 1 metro entre el puente Piaxtla y el puente Insurgentes (Figura 22). Indicando
que para este tipo de avenidas, las inundaciones tendrán las mismas características
en cuanto a su tiempo de inundación a partir del inicio de la misma, su altura máxima
de inundación y su tiempo de estancia de inundación, independientemente del
estado de la marea al inicio de la avenida.
Las áreas inundables para los casos de estas simulaciones se muestran en la
Figura 23. Es de notarse que para el tipo de avenidas simuladas, no se inundan
áreas adyacentes al estero, solo aquellas circundantes al arroyo Jabalines.
25
I O . CONCLUSIONES
El modelo numérico utilizado para simular áreas de inundación (FLOOD), fue
capaz de reproducir adecuadamente la circulación e inundación por avenidas en el
sistema del Arroyo Jabalines - Estero Infiernillo, por lo que se sugiere a este modelo
para su aplicación en las evaluaciones de la eficiencia de las obras para el control
de avenidas en sistemas sujetos a descargas de ríos y fluctuaciones de mareas.
Para simular inundaciones bajo condiciones definidas por alternativas para el
control de avenidas en el sistema Jabalines - Infiernillo, antes es necesario calibrar
FLOOD por áreas de inundación, definir mayor resolución en el puente Juárez para
que FLOOD pueda incorporar el comportamiento hidráulico que genera la sección
transversal del puente Juárez al paso de la onda de marea (almacenamiento del
agua durante niveles bajos, que generan retrazo en los picos de velocidades y
controla el flujo al interior del sistema), así como especificar la descarga a la altura
del puente de Libramiento y evaluar las áreas de inundación entre este puente y el
de Insurgentes.
Respecto al diagnóstico de la circulación, se concluye que durante mareas
vivas las velocidades máximas se desarrollan en la cercanía al puente Juárez, las
mínimas en el puente Piaxtla (cabeza del estero), mientras que el arroyo Jabalines
presenta velocidades medias. Durante mareas muertas, se presentan las mismas
características de circulación que en el caso de las mareas vivas, excepto que las
magnitudes máximas de las velocidades ahora decrecen hasta un 50%.
Por último, se obtuvo que el tiempo de ocurrencia de las avenidas con la fase
de la marea, no es un factor importante para considerarse en el diseño para el
control de avenidas, ya que los resultados de simulaciones para avenidas de
periodos de retorno de 3 años ocurridas a diferentes fases de la marea, indican que
las inundaciones tendrán las mismas características en cuanto a su tiempo, altura y
estancia de inundación.
26
11. REFERENCIAS
1. Batteen, M. L., and Y.-J. Han. 1981. On the Computational Noise of Finite- Difference Schemes used in Oceans Models, Tellus, 33, 387-396.
2. Blumberg A.F. and G.L. Mellor. 1987. A Description of a Three-Dimensional Coastal Ocean Circulation Model. In: Three Dimensional Coastal Ocean Models, N.S. Heaps (Editor), 1 - 16, American Geophysical Union.
3. Blumberg, A.L. and H. J. Herring, 1987. Circulation Modeling using Orthogonal Curvilinear Coordinates. In: Three Dimensioanal Models of Marine and Estuarine Dynamics; J.C.J. Nihoul and B.M. Jamart, Ed., Elsevier Oceanography Series. 45: 55 -88.
4. Chow, V. T. 1959. Open-Channel Hydraulics. McGraw Hill Book Company, Inc., New York, 680 pp.
5. INEGI. 1995. XI Censo General de Población y Vivienda 1990 y Conteo de Población y Vivienda 1995. Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática, México.
6. Ingeniería, Diseño y Consultoría S.A. de C.V. 1992. Proyecto Hidráulico y de Control del Estero del Infiernillo. Informe Final 92-Y-RS-A-006-Y-0-2, preparado para la Dirección General de Infraestructura v Equipamiento, SEDESOL, México, D.F.
7. Macario Epigmenio, N. 1996. Hidrología del Sistema Jabalines-Infiernillo, Mazatlán. Proyecto Terminal de Ingenieria Hidrológica, Universidad Autónoma Metropolitana-lztapalapa, México D.F. 1996.
8. Plan Nacional Hidráulico. 1976. Plan Nacional Hidráulico 1975, Segunda Parte. Secretaría de Asrricultura v Recursos Hidráulicos, México D.F.
9. Pritchard, D.W. 1971. Hydrodynamic Models. In Estuarine Modeling: An Assessment. George H. Ward Jr. And William H. Espey, J. (ed.), TRACOR, Inc.
IO. Sánchez-Santillán N. y G. de-la-Lanza-Espino. 1994. Aspectos Climatológicos en una Laguna Costera (Ejemplo del caso: Laguna de Hiuzache y Caimanero). En: Lagunas Costeras y el Litoral Mexicano, Universidad Autónoma de Baja California Sur (editor), Limusa 199 - 21 9.
11. Shuto N.. 1991. Numerical Simulation of Tsunamis - Its Present and Near Future. In: Natural Hazards, 4: 171 - 191, KIuwer Academic Publishers.
27
12. TABLAS
28
Tabla 1 .- Descargas del arroyo Jabalines (Macario-Epigmenio, 1996)
N - media
N Tr = período de retorno Tp = tiempo pico Tb = tiempo base Qp = gasto pico
- - número de escurrimiento para condiciones media
29
13. FIGURAS
30
Figural.- LocalizaciCHl del Sistema Arroyo Jabalines - Estero el Infiernillo
Puente Insurgentes F
~ ~~~
Figura 2.- Sistema Estero el lnfienillo
I' L o
Puente Insurgentes
Estaciones de Muestro A Corrientes O Mareas + Viento
I‘
Figura 4.- Estaciones de muestre0
Enero 13-14 de 1996
N
NNW. " 1 N N E
NW r,~ , 3&. NE
I
S
-Velocidad ( d s )
Enero 26-27 de 1996 N
NW
sw
S
-Velocidad ( i n k )
Febrero 3-4 de 1996 N
SSW 1 _/'SSE S
-Velocidad (ink)
Enero 20-21 de 1996 N
-. , ,' ESE
SE
NE
ENE
' ESE
Figura 6.- Rosa de vientos para los periodos de muestre0
N 5w 4w 3w
-3.w 4 w
S 13-14 ene 96 20-21 ene 96 26-27 ene 96 3 4 feb 96
Tiempo
E 5w 4w
13-14 ene 96 20-21 ene 96 26-27 ene 96
Tiempo
W 3 4 feb 96
Figura 7.- Componentes del viento (N-S, E-W) para los periodos de muestre0
Tr = 3 años
m 380 36a
240 ~
220 2w 1
180 - 160 - I40 ~
120 ~
100 80 ~
60- 40 20 o L"
o 1
4 w 380 1 3 m J
340 - 320 - 280
240 ~
220 - 2w ~
180 - 1 6 0 140 120
m -! 260 j
1w i 80 i
Tr = 5 años
340 320 ,
Tr = 30 años
:I/ ~
80 : 6 0 1 ; 40 1 ,' 20 O ' , , , , , , , o 1 2 3 4
340 - 320 - m3w 280 260 240 220 2w
160. 140 < 120
. €a
Tr = 50 años
2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 o 1 2 3 4
Tr = 15 años m- 380 - m - 34- 320 - m - 280 ~
260 - 240 ~
2m 2w 180 1 6 0 140 - 120 100 80 - 6 0 ~
Tiempo (horas)
5 6 7 8 9 1 0
Tr = 100 años
Figura 8.- Hidrogramas para las avenidas de diseño del Arroyo Jabalines
o 80 1 W
o m - 0.40 0.20 o w - ~-
-o 20 440 -0 EO -0 EO - 1 w
1 W
o 80 O 6 0 O 40
o 20 o O0 4 20 -0 40
-0 m -0 EO
0.80 1.w
O m 0.40 o 20 OW -0 20 -0 40 -0 m -0 80 -1 w
1 W - 0.80 - o60 - O 40 o 20 0 . w -0 20 4 40 O 60 -0 80 1 W
. ~~ ~~ ~-
1.20 1.M 0.80 0.60
-0 20 -0 40 -0 EO -0 EO ~1 w -1 20
13-14 ene 96
, '
20-21 ene 96
Tiempo
1
26-27 ene 96 3-4 feb 96
E6
E5
E4
E3
E2
Figura 9.- Mareas durante los periodos de muestre0
0.80 1w
OW O40 o 20 0.w 4 20 4 40 4.60 -0 80 -1 w
13-14 ene 96
Flujo
-
Reflujo
13-14 ene 96
20-21 ene 96 26-27 ene 96
Tiempo
20-21 ene 96 26-27 ene 96
Tiempo
3-4 feb 96
3-4 feb 96
E2
Figura 10.- Corrientes durante los periodos de muestre0
4 N
4 N
N 4 N N “a < +
.r N
l Q l I I I
-T 7 w
d N
w
Figura 12.- Celda Computacial
Figura 13.- Frontera móvil
l
o 100 500 metros
Puente Juárez
Estero el Infiernillo
I '
Figura 14.- Malla numérica
0.8 1 1 .o
0.6
26lene195 27lenel96
1; -0.4 -0.6
" - , , .. _ ,
. , ~ -,
1;:: Y
-1.2 6:OO 12:oo 18:OO 0:oo 6:OO 12:oo 1a:oo
20lenel96 21lenel96
E l
E2
E3 E4
E5 E6
E l
E2
E3
E4
E5 E6
E l
E2
E3
E4
E5
E6
Figura 15.- Marea medida en las estaciones exteriores e interiores del sistema
6:OO 1200 1 8:oo 0:oo 6:OO 12:oo 18:oo
03/feb/96 04/feb/96 SUPERFICIE DEL AGUA
6:OO 1200 18:oo 0:oo 6:OO 12:oo 18:OO
03/feb/96 04/feb/96
1 .o 0.8
0.6 0.4
0.2
0.0
-0.2
-0.4
-0.6 -0.8
-1.0
!
PUENTE JUÁREZ
+ 6:OO 12:oo 18:OO 0:oo 6 : O O 12:oo 18:oo
03/feb/96 04/feb/96
Figura 16.- Condiciones de forzamiento para la calibración
7:OO 12:35 18:15 23:55 5:35
03lfebl96 04lfebl96
1 .o 0.8 1
-0.4 4 -0.6 '
:y:: j -1.2
7:OO 12:35 18:15 2355 5:35
03lfeb196 04lfebl96
1 .o
0.4 0.2 1 0.0
-0.4 -0.6 -
-. -
-~ "" ~"
-
-1.2 1 ~" 1
7:OO 12:35 18:15 2355 535
03lfeb196 04lfeb196
1 .o
::: 1 -,*~
0.4 0.2
-\, 0.0 - ~F y-
-0.2 4 ." -0.4 4
-J
-1.2 7:OO 12:35 18:15 2355 535
"
03lfeb196 04lfeb196
11:15 16:50
11:15 1650
- F 1135 16:50
" SIMULADO
MEDIDO E6
SIMULADO MEDIDO E5
-SIMULADO MEDIDO E4
SIMULADO MEDIDO E3
"
1135 16:50
Figura 17.- Marea medida y simulada del periodo de calibración
0.5
0.4 FLUJO
0.3
0.2
0.1
0.0
-0.1
-0.2
-0.3 -
7:OO 12-35 18:15
03lfebl96
0.5
0.4 FLUJO
0 3
0.2
0.1
0.0 ~ -
-0.1
-0.2
-0.3 -
~~~
-0.5 REFLUJO, ~~~ ~~
7:OO 12:35 18:15
03lfebl96
~~ ~
2355 535 11:15 1655
~~ ~ ~~ r-
04lfeb196
SIMULADO MEDIDO E2
Figura 18.- Velocidades medidas y simuladas del periodo de calibracion
P. Juarez MÁXIMO FLUJO
. -57 ," ,
P. Juarez '1 N
P. Insurgentes
\ - -+ F
P. JuBrez MÁXIMO REFLUJO
. ,;- - , , _ ,
P. JuArez MíNIMO REFLUJO
0.5 m/s
O 500 m
Figura 19.- Circulación durante mareas vivas
P. JuBrez MÁXIMO FLUJO P. Insurgentes
., 7 _-
P. JuBrez MíNIMO FLUJO P. Insurgentes
P. Piaxtla
Estero \
P. JuBrez MÁXlMO REFLUJO P. Insurgentes
,,” ,-S
, i
P. JuBrez MíNIMO REFLUJO
Estero
0.5 m/s
OK-”- 500 m
Figura 20.- Circulación durante mareas muertas
o.6 1 FLUJO 0.4 4
0.2 1 -0.2 I -0.4 - -0.6 c , I , I
REFJUJO
O
1 .o
0.6 3 - 0.4
-0.2 -0.4 - -0.6 - -0.8 4 -1.0 - I , I ,
O
T,' ,,
PUENTE INSURGENTES
6 " ' ~ " ~ - " " ' ' " l a 24 , "" Tiempo 30 (horas) 34
,~ , , , , , , I , I , I , , 7""
6 12 18 24 30 34
Tiempo (horas)
PUENTE JUAREZ
6
, " 12 34
Tiempo (horas)
I PUENTE INSURGENTES
1
-1
6 12
, ,"--Y "I-
18 24 30 34
Tiempo (horas)
B
Figura 21 .- Condiciones de avenidas simuladas (A y B)
1.5
1.4
1.3
1.2
1 .I
1 .o
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
-0.1
-0.2
-O.?
Nivel de la I
amplitud de la i
marea I I
.1
\
o 5 10 15
4 Inicio de la Tiempo Avenida Pico
Tiempo (hr)
-T7
20
A
25 30
I , -7
~~ ~
Figura 22.- Aturas del nivel del agua simuladas en el arroyo Jabalines para las avenidas A y B
Figura 23.- Áreas de inundación para las simulaciones de las avenidas A y B
