Oscar j Sánchez R.
RESUMEN
Con la finalidad de
determinar área de inundación entre los Puentes Gómez Rubio y Gonzalo de
Ocampo, cuenca baja del río Manzanares,
se realizó el levantamiento topográfico de las secciones transversales, se
calculó los caudales para periodos de retorno: Tr10
años = 202 m3/s, Tr25 años = 210 m3/s, Tr50
años = 216 m3/s. y se
asumió un régimen subcrítico del flujo; información que se utilizó en el
software Sistema
de Análisis de Ríos, Hydrologic Engineeering Center – River Análisis
System (Hec-Ras).EL programa permite la
modelación hidráulica en régimen permanente y no permanente de cauces abiertos,
ríos y canales artificiales. Los resultados
indicaron, que a pesar de que existe la estructura reguladora de gasto, para Tr10
años = 202 m3/s el Río se desborda, es de particular
interés estudiar el comportamiento hidráulico de los Puentes Gómez Rubio
y Santiago Mariño y se debe reubicar los Barrios San José y el Realengo, así
mismo dragar el Río.
Palabra clave:
Inundación, sedimento, río Manzanares.
ABSTRACT
In order to determine the flooding area between Gomez Rubio and Gonzalo
de Ocampo bridges for the lower watershed of the Manzanares River, a
topographical survey of the transversal sections was performed and calculations
were made of the water volume for the return periods: Tr10years= 202
m3/s, Tr25years = 210 m3/s, Tr50 years = 216 m3/s,
assuming a subcritical regime of the flow. The information was
processed using River Analysis System (Hec-Ras), Hydrologic Engineering Center
software. This particular program allows for hydraulic modeling of open
channels, rivers and artificial channels both of permanent and non-permanent
regimes. Despite the existence of a regulating data flow structure the results
showed that for Tr10 años = 202 m3/s, the river overflows. It is of particular interest to further study the
hydraulic behavior of the Gomez Rubio and Santiago Mariño bridges, the
relocation of the barrios San José and El Realengo, as well as dredging of the
river.
Key words: Flood, sediment, Manzanares River
INTRODUCCIÓN
Los ríos son
indiscutiblemente fuentes de vida, constituyen parte importante de la riqueza
de un país, es por eso que su aprovechamiento ha marchado con el progreso de la
humanidad.
De todos los procesos naturales en la
tierra, el agua que corre por los cauces fluviales ha tenido el mayor impacto
en el establecimiento y desarrollo de las poblaciones humanas, éstas han
dependido de los ríos como fuentes de energía, vías de comunicación, sistemas
de regadío para los cultivos en zonas fértiles y ribereñas. En épocas antiguas
el aprovechamiento de las corrientes se hacía mediante sencillas obras; en los
tiempos actuales se requiere de proyectos complejos con una intensa
participación de varias ramas del saber y de la más avanzada ingeniería para
satisfacer la creciente demanda de agua, debido al incremento poblacional y a
la búsqueda de una mejor calidad de vida para el ser humano.
(Martín,2007, p 22) describe
que: “ un río es un
medio de flujo bifásico,
agua y sedimentos (procedentes del
cauce o de
la cuenca). Cuando
este flujo no presenta ningún
cambio espacial o
temporal, simplemente el río
genera una aportación de agua y una de
sedimentos”
En efecto, la importancia de la primera es
evidente; la segunda (sedimentos) es de interés en esta investigación por los
problemas que acarrea en las obra de ingeniería y por su contribución al
desbordamiento de los ríos que trae como consecuencia inundaciones que afectan
a las comunidades asentadas en sus márgenes.
Particularmente, en el estado Sucre se
tiene el río Manzanares objeto de estudio de la presente investigación, cuya cuenca se encuentra ubicada según el Ministerio
de Ambiente y los Recursos Naturales Renovables (MARNR, 1993) entre las coordenadas 630 45´
30´´ y 630 19´ 20´´ longitud
Oeste y 100 05´30´´
y 100 29´20´ con una superficie de 109.383,15 hectáreas
(ha).
En relación con la cuenca baja, es importante
destacar que de los 81 Km de longitud del río Manzanares, 10,5 km corresponden al drenaje de su canal que va
desde el aliviadero a la descarga al golfo de Cariaco, en su paso atraviesa cinco
Puentes: Gómez Rubio, Guzmán Blanco, General Mariño, Raúl Leoni y Gonzalo de
Ocampo, ubicados en el casco urbano de la ciudad de Cumaná. Es oportuno señalar
que en el tramo comprendido entre los Puentes anteriormente señalados, se
evidencia a simple vista la acumulación
de sedimentos que han sido transportados y que se depositan debido a la
disminución de la velocidad del Río a consecuencia de su baja pendiente.
La acumulación de sedimentos trae
implícito la disminución en la sección hidráulica del Río y por ende su
capacidad de conducción y de presentarse una lluvia de larga duración e
intensidad como la que ocurrió en Cumaná
el 11 de diciembre del año 1966, puede originar de nuevo el desbordamiento del
río Manzanares.
En razón de lo expuesto anteriormente, se
realizó la presente investigación que tuvo como objetivo general: Evaluar
riesgos de inundación en área de la cuenca baja del río Manzanares Municipio Sucre. Estado
Sucre y como objetivo específico: a.- Determinar área de
inundación entre los Puentes Gómez Rubio y Gonzalo de Ocampo, cuenca baja
del río Manzanares.
Para establecer
el área de inundación entre los Puentes
señalados anteriormente, se aplico el software Sistema de Análisis de Ríos,
Hidrologíc Engineeering Center – River Análisis Sytem (Hec-Ras), este es un programa que permite la
modelación hidráulica en régimen permanente y no permanente de cauces abiertos,
ríos y canales artificiales. A tal efecto, se creo el plan “con estructura reguladora de gasto,
secciones geométricas con Puentes con el gasto equivalente al periodo de
retorno Tr10 años = 202 m3/s”
Al correr el programa se obtuvo como resultado que el Río se desborda en varias secciones
transversales, pero es de particular
interés las correspondientes al Barrio San José, Puentes Gómez Rubio, Guzmán
Blanco, Santiago Mariño, Barrio el Realengo.
DETERMINAR ÁREA DE INUNDACIÓN ENTRE LOS
PUENTES GÓMEZ RUBIO Y GONZALO DE OCAMPO,
CUENCA BAJA DEL RÍO MANZANARES.
Para realizar la modelación hidráulica de un
río o un canal con la aplicación del
programa Hec Ras, con el fin de determinar área de inundación debe darse
los siguientes pasos:
1.
Se crea el nombre del proyecto
2. Se Introducir los datos geométricos y
los valores de rugosidad
3. Se Introducir los datos hidráulicos;
caudal, condiciones de contorno
4. Se crear un plan, para ello se
selecciona la geometría y los datos hidráulicos.
Identificada la secuencia a seguir, se
procedió a crear el nombre del proyecto, en este estudio se llamó: río
Manzanares, tramo cuenca baja. Los datos geométricos secciones transversales se
obtuvieron del levantamiento topográfico del área de estudio desde la
progresiva 0+OOO aguas arriba del Puente Gómez Rubio en el Barrio San José
hasta la progresiva 2+ 748.75 ubicada en el Puente Gonzalo de Ocampo.
La condición de contorno que se admite en
un régimen subcritico como en el caso de estudio, es solo aguas abajo y está
representado por nivel de agua conocido (h)
en alguna sección transversal. Por lo tanto, el valor de (h) es igual a cero, que corresponde a la descarga del río en el golfo de Cariaco.
Los datos de gasto máximo instantáneo en
metros cúbicos sobre segundo (Qmax=m3/s), se obtuvo del
reporte del Sistema Nacional de Información Hidrológica y Meteorológica
(SINAIHME) correspondiente a la Estación Hidrométrica Manzanares ubicada en
Guaripa y Cancamure la cual registra los valores de gasto (Qmax=m3/s)
correspondiente a todos los afluentes de la cuenca del río Manzanares.
Se trabajo con un registro de 25 años, con
estos valores se aplicó el método de Gumbel para calcular los caudales máximos
para los periodos de retorno de 10 años, 25 años y 50 años obteniendo lo
siguientes resultados: Tr10 años = 911 m3/s,
Tr25 años = 1147 m3/s, Tr50 años = 1323 m3/s.
Los valores anteriores se utilizaron en la
evaluación del comportamiento hidráulico de la estructura reguladora de
gasto (cajón hidráulico, vertedero y
canal de alivio) para ello, se procedió a calcular el caudal que pasa agua
abajo y el que vierte al canal de alivio. Es importante conocer que la
estructura en referencia se encuentra ubicada en Puerto la Madera, parroquia
Santa Inés. Municipio Sucre. Estado Sucre.
Tabla
N0 1
Datos
de la estructura de control de gasto
Sección
de
|
Dimensión
|
Cota
de Fondo
|
Longitud
|
Pendiente
|
Cota
máxima
|
Cota
de
|
Longitud
|
Cajón
|
Ancho(a)
* alto(y)
|
(metros)
|
(metros)
|
(%)
|
tirante
de agua
|
Vertedero
|
Vertedero
|
2
cajones
|
(metros)
|
(metros)
|
(metros)
|
||||
Rectangular
|
3*4
|
6,5
|
41,5
|
0,01
|
15,34
|
10,08
|
100
|
Fuente:
Plano N0 1 y 2 Control de
inundación ciudad de Cumaná. Estructura de control de gasto, julio1970,
Ministerio de Obras Públicas.
Gráfica
No 2. Sección transversal progresiva 0+324,28 Puente Gómez Rubio
Cálculos hidráulicos del gasto que pasa
y vierte al canal de alivio.
Los cálculos se basaron en dos criterios:
a) El cajón hidráulico trabaja como un canal abierto
b)
El cajón hidráulico trabaja como
un orificio ahogado
Para realizar los cálculos se empleo
varias ecuaciones: Mannig, Vertedero, Bernouilli, Darcy – Weisbach, obteniendo
los valores que se refleja en la tabla siguiente.
Tabla N0 2
Resultado cálculos hidráulicos
del gasto que pasa y alivia la estructura
reguladora de caudal
|
H
|
P
|
A
|
R
|
V
|
Qcajon
|
Qvert
|
Qtotal
|
|
|
(m)
|
(m)
|
(m2)
|
(m9
|
(m/s)
|
(m3/s)
|
(m3/s)
|
(m3/s)
|
|
|
0,10
|
3,20
|
0,30
|
0,09
|
1,59
|
0,95
|
0,00
|
0,95
|
|
|
0,20
|
3,40
|
0,60
|
0,18
|
2,42
|
2,90
|
0,00
|
2,90
|
|
|
0,50
|
4,00
|
1,50
|
0,38
|
4,00
|
12,00
|
0,00
|
12,00
|
|
|
1,00
|
5,00
|
3,00
|
0,60
|
5,47
|
32,83
|
0,00
|
32,83
|
|
|
1,50
|
6,00
|
4,50
|
0,75
|
6,35
|
57,14
|
0,00
|
57,14
|
|
|
2,00
|
7,00
|
6,00
|
0,86
|
6,94
|
83,29
|
0,00
|
83,29
|
|
|
2,50
|
8,00
|
7,50
|
0,94
|
7,37
|
110,52
|
0,00
|
110,52
|
|
|
3,00
|
9,00
|
9,00
|
1,00
|
7,69
|
138,46
|
0,00
|
138,46
|
|
|
3,50
|
10,00
|
10,50
|
1,05
|
7,95
|
166,88
|
0,00
|
166,88
|
|
|
3,58
|
10,16
|
10,74
|
1,06
|
7,98
|
171,46
|
0,00
|
171,46
|
|
|
3,70
|
10,40
|
11,10
|
1,07
|
8,03
|
178,35
|
7,48
|
185,83
|
|
|
3,80
|
10,60
|
11,40
|
1,08
|
8,07
|
184,11
|
18,57
|
202,68
|
|
|
3,90
|
10,80
|
11,70
|
1,08
|
8,11
|
189,87
|
32,58
|
222,45
|
|
|
4,00
|
11,00
|
12,00
|
1,09
|
8,15
|
195,65
|
48,99
|
244,64
|
|
|
4,10
|
11,20
|
12,30
|
1,10
|
|
166,15
|
67,50
|
233,65
|
|
|
5,00
|
13,00
|
15,00
|
1,15
|
|
183,32
|
304,58
|
487,90
|
|
|
6,00
|
15,00
|
18,00
|
1,20
|
|
200,68
|
677,63
|
878,32
|
|
|
6,09
|
15,18
|
18,27
|
1,20
|
|
202,17
|
715,79
|
917,96
|
Q10
|
|
6,58
|
16,16
|
19,74
|
1,22
|
|
210,10
|
935,31
|
1145,40
|
Q25
|
|
6,94
|
16,88
|
20,82
|
1,23
|
|
215,73
|
1108,62
|
1324,35
|
Q50 |
|
7,00
|
17,00
|
21,00
|
1,24
|
|
216,66
|
1138,44
|
1355,10
|
|
|
8,00
|
19,00
|
24,00
|
1,26
|
|
231,53
|
1672,65
|
1904,18
|
|
|
8,84
|
20,68
|
26,52
|
1,28
|
|
243,32
|
2171,46
|
2414,78
|
|
Con la información obtenida: levantamiento
topográfico de secciones transversales del Río, planimétrico de los Puentes,
gastos máximos para varios periodos de retornos extraídos de la tabla No
2 y condiciones de contorno, se elaboró el plan “con estructura reguladora de
gasto, secciones geométricas con puentes para un periodo de retorno de 10 años
Qmáx = 202 m3/s” se alimentó el programa HEC – RAS, luego se
procedió a ejecutarlo, obteniéndose los resultados que se analizan a continuación.
Gráfica No 1. Sección transversal progresiva
0+000 Barrio San José
Se puede observar en el gráfico No
1, como el tirante de agua línea azul alcanza una altura por encima de la cota
máxima del canal del Río representados por los puntos rojos, lo que indica que
el mismo se desborda.
Gráfica
No 2. Sección transversal progresiva 0+324,28 Puente Gómez Rubio
La sección correspondiente al Puente Gómez
Rubio, figura N0 2, se observa que
el tirante de agua alcanza una
cota cerca del fondo del tablero de
dicha estructura, la sección transversal está llena de agua (color azul) por ello, se supone que no hay ninguna
obstrucción, el caudal pasa por debajo, lo que indica que no hay
desbordamiento. Pero al constatar la
realidad en el campo se determinó que entre la pila y el estribo derecho del
Puente (área señala con la flecha negra) se construyó un muro de
piedra y hacia la margen izquierda (flecha negra) está sedimentado, estos
elementos disminuyen la sección del Río, por esa razón es que el mayor
porcentaje del caudal pasa entre las dos pilas, profundizando el cauce del
mismo.
De la misma forma, la obstrucción del la
sección, causa represamiento del flujo aguas arriba, que sin duda afectaría al
Barrio san José y puede causar daños al Puente y el agua superar la cota de la
calzada.
Es
importante acotar, que en la actualidad
se construye un Puente paralelo al existente, en tal sentido se recomienda
tomar en cuenta las premisas ya señaladas, a fin de evitar en el futuro daños
sociales y económicos
Gráfico
Nº 3. Sección transversal progresiva
1+020,18 Puente Santiago Mariño.
La figura No 3 corresponde al
Puente Santiago Mariño, se observa como el tirante de agua alcanza una cota de
4.5 m, de igual manera se evidencia que el mayor caudal circula por el lado
izquierdo de la imagen, esto se debe a que el cauce del Río está sedimentado
por el lado derecho, lo puede apreciarse siguiendo la trayectoria de fondo de
la sección representada por la línea negra con rombos. En esta sección ocurre
un represamiento agua arriba el río, puede desbordarse.
Gráfico Nº
4 Sección transversal progresiva 2+016,61 Barrio el Realengo.
Al analizar la imagen N0 4,
correspondiente al Barrio el Realengo que se encuentra ubicado a la derecha de
la sección transversa, se visualiza que el Río se desborda, superando el
tirante de agua 1,20 m aproximadamente la cota máxima del canal del Río.
Gráfico
Nº 5. Progresiva 0+000 (sección 21) a progresiva
2+748,75 (sección 1) para periodo de retorno Tr10 años = 202 m3/s.
El gráfico anterior N0 5, en
tercera dimensión, permite visualizar la altura que alcanza el nivel del agua
en todas las secciones del Río, desde la progresiva 0+000 a la 2+ 748,75 para los periodos de
retorno Tr10 años = 202 m3/s, superando
la cota máxima del canal del cauce por
lo tanto se desborda..
CONCLUSIONES
Del
análisis de las secciones transversales correspondientes a las progresivas
(0+000) Barrio San José, (0+324,28) Puente Gómez Rubio, (1+020,18) Puente
Santiago Mariño, (2+016,61) Barrio el Realengo, para un periodo de retorno Tr10 años = 202 m3/s, se determinó que el Río se desborda.
Es de particular interés estudiar el
comportamiento hidráulico del puente Gómez Rubio, la sección del río ha sido
disminuida por la construcción de los estribos de la nueva estructura vial que
se construye paralelo al existente, disminuyendo la capacidad de conducción del
cauce y de presentarse una lluvia extraordinario puede desbordarse.
La sección correspondiente al Puente Santiago
Mariño, presenta una alta sedimentación que obstruye el paso normal de agua,
cargando al río hacia el Parque Ayacucho que tiene riesgo de inundarse.
Los Barrios
San José y el Realengo tienen un alto riesgo de desaparecer de presentarse una
lluvia de alta intensidad y duración, su reubicación es prioritaria.
El cauce del río entre los Puentes Gómez Rubio
y Gonzalo de Ocampo presenta una alta sedimentación, el drago, es lo
recomendado.
BIBLIOGRAFIA
Martín, J. (2007). Ingeniería de Ríos. (1ª ed.). Colombia:
Alfaomega
Ministerio de
Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables. (1993). (Dirección de Hidrología). Cuenca del río Manzanares. Regionalizaciónde
la precipitación máxima de corta
duración y generación de seriesde caudales. Serie de informes técnicos DGSIIA/IT/126. Caracas, 89 p.
.
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