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III.4.c REVISIÓN HIDRÁULICA INTEGRAL, MEDIANTE SIMULACIÓN MATEMÁTICA, DE LAS OBRAS PRINCIPALES PROPUESTAS EN EL PHIT

Oscar Arturo Fuentes Mariles *

Faustino de Luna Cruz ** Juan Ansberto Cruz Gerón ***

Darío Alfredo Hernández Aguilar ***

REALIZADO PARA: COMISIÓN NACIONAL DEL AGUA

Diciembre 2009

* Investigador del Instituto de Ingeniería, UNAM ** Técnico Académico del Instituto de Ingeniería, UNAM *** Becario del Instituto de Ingeniería, UNAM

La Segunda Fase para la Integración del Plan Hídrico Integral de Tabasco

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Capítulo 4. Control de Inundaciones

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1. INFORMACIÓN UTILIZADA Para la revisión hidráulica mediante simulación matemática de las obras propuestas para disminuir o evitar las inundaciones en Tabasco, se seleccionó una cantidad importante de información que fue procesada y analizada porque una parte importante de ella es necesaria para la aplicación de los modelos matemáticos de flujo bidimensional en llanuras, de flujo unidimensional permanente y no permanente en cauces, así como para la calibración de dichos modelos matemáticos y los análisis hidrométricos de los cauces de la zona de estudio.

Por ello, en este capítulo se describe detalladamente la información utilizada que fue insumo para los modelos matemáticos, para la calibración y el análisis de los resultados. La información se agrupó por formatos de aplicación y por fuentes de información. Al final se describen y presentan los anexos donde está contenida para consulta.

1.1 TOPOGRAFÍA Se utilizaron varias fuentes de información topográfica, en primer lugar la información Lidar proporcionada por CONAGUA; otro tipo de información son las cartas topográficas que se enlistan a continuación:

• E15A79 COMALCALCO, escala 1:50000

• E15A89 CUNDUACÁN, escala 1:50000

• E15B71 VILLA VICENTE GUERRERO, escala 1:50000

• E15B81 OCUILTZAPOTLÁN, escala 1:50000

• E15C19 REFORMA, escala 1:50000

• E15D11 VILLAHERMOSA, escala 1:50000

• E15B81a, escala 1:20000

Se emplearon los levantamientos topográficos de secciones transversales de los ríos: Samaria, Carrizal, Pichucalco, Teapa, Puyacatengo, La Sierra y Grijalva, que es información del año 1999 proporcionada por CFE; otro tipo de levantamiento de detalle utilizado es el relativo a los bordos de las márgenes derecha e izquierda del cauce Samaria y de los ríos Grijalva y Carrizal del año 2008. Finalmente, existen levantamientos topográficos de detalle en zonas donde se han proyectado las estructuras de derivación de cauces, como el Censo, y de salida de agua de Lagunas como Zapotes y El Tintillo.

1.2 IMÁGENES AÉREAS ESPECILIZADAS Se usaron como referencia tres imágenes de satélite tomadas por el “German Remote Sensing Data Source, del German Aerospace Center”, con fechas 6, 8 y 10 de noviembre de 2007.


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También se contó con la ortofoto 2007 , proporcionada por CONAGUA local, para el análisis detallado de la zona lagunar que abarca desde los Zapotes hasta Don Julián y su desembocadura con el río Grijalva.

1.3 HIDROMETRÍA Se utilizaron los datos de gastos medios diarios de las siguientes estaciones hidrométricas (E.H.): Samaria, González, Pichucalco, Teapa, Puyacatengo y Tapijulapa, así como los boletines diarios de información hidrométrica, climatológica y de presas de octubre de 2007 a diciembre de 2008, todos proporcionados por el Organismo de Cuenca Frontera Sur de la CONAGUA.

1.4 PRODUCTOS GENERADOS DEL PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN En esta segunda etapa del PHIT, el área de estudio se ubica únicamente dentro del estado de Tabasco, y las E.H. igualmente se ubican dentro del mismo estado, por lo que los productos que se han obtenido y que utilizan en los capítulos siguientes son:

Malla de elevaciones de 100 m x 100 m en la zona de Parrilla-Zapotes (15 km x 11 km)

Malla de elevaciones de 100 m x 100 m en la zona de Zapotes-San Julián (18.5 km x 16 km)

Malla de elevaciones de 100 m x 100 m en la zona del dren Samaria (40 km x 29 km)

Modelo digital de elevaciones de 25 m x 25 m de la zona de Zapotes a San Julián (6 km x 5 km)

Curvas de áreas-capacidades generales de las zonas lagunares: a) Parrilla, b) Zapotes, c) San Julián-Los Micos-El Vigía- El Corcho -Sabana Nueva- Jahuacté.

Información hidrométrica de gasto medios diarios de las seis estaciones de estudio para generar hidrogramas cuyos tiempos base para eventos extraordinarios se definen en el capítulo siguiente.


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2. SIMULTANEIDAD DE EVENTOS En los estudios de inundaciones por desbordamiento de ríos en cuencas grandes, no todos sus ríos presentan los escurrimientos con un gasto asociado a un evento extremo, como sería que en los ríos estuviese ocurriendo el gasto de periodo de retorno de 50 años. Por el contrario, es probable que en una región de la cuenca las precipitaciones no alcancen a generar flujos de agua importantes.

Para considerar la ocurrencia de eventos hidrológicos simultáneos, se propuso emplear un procedimiento basado en el método de componentes principales, y continuar con la propuesta de Domínguez (2001).

El caso más simple de escurrimientos máximos en ríos en el mismo tiempo consiste en la unión de dos de ellos en un tercero. Para determinar los periodos de retorno de gastos máximos anuales, aguas abajo de la confluencia de dos corrientes naturales, a partir de los gastos medios diarios de los dos ríos que confluyen, es necesario considerar varios escenarios de presentación de acontecimientos, como los mostrados en las Figuras 12 a 14.

En el escenario de la Figura 12 se contempla el caso en que ninguno de los dos ríos influentes, sean el Teapa y Puyacatengo, se presenta el periodo de retorno de interés RT , pero en la confluencia (denominada “Estación virtual”) sí ocurre el hidrograma de periodo de retorno RT . Para ello se requiere multiplicar los hidrogramas de periodo de retorno RT de las estaciones Teapa y Puyacatengo, por una cantidad que se denomina factor de simultaneidad 1F .

El factor de simultaneidad 1F para el periodo de retorno RT se obtiene al igualar la suma de los eventos para el periodo de retorno RT con el valor de la estación virtual para el periodo de retorno RT .

VIRTEAPUY QQQF =+ )(1 [1]

de donde:

TEAPUY

VIR

QQQF+

=1 [2]

De manera que:

a) el hidrograma de periodo de retorno RT de la estación Puyacatengo se multiplica por el factor 1F .

b) el hidrograma de periodo de retorno RT de la estación Teapa se multiplica por el factor

1F .

Con los hidrogramas multiplicados por estos factores se realiza la simulación del flujo en los cauces y el terreno aledaño en caso de que el agua se desborde.


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Figura 12.- Escenario 1, donde en ninguna de las corrientes influentes se presenta el hidrograma de

periodo de retorno TR

En el escenario 2, de la Figura 13, se considera que en la estación Puyacatengo se presenta el hidrograma de periodo de retorno RT , porque en su cuenca se presentaron lluvias mayores, mientras que en la estación Teapa el hidrograma tiene un periodo de retorno menor a RT , por lo que se multiplica el hidrograma de la estación Teapa por el factor de simultaneidad 2F . Este factor se obtiene a partir del siguiente planteamiento:

VIRTEAPUY QQFQ =+ 2 [3]

de donde:

TEAPUYVIR QQQF /)(2 −= [4]

Figura 13.- Escenario 2, donde en la corriente que registra la estación hidrométrica Puyacatengo se

presenta el hidrograma de periodo de retorno TR


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En el escenario 3, de la Figura 14, se presenta el hidrograma de periodo de retorno RT en la estación Teapa, y en la estación Puyacatengo uno menor, por lo que el hidrograma de periodo de retorno RT de esta última estación se multiplica por el factor de simultaneidad 3F . Este factor se deduce con base en la ecuación siguiente:

VIRTEAPUY QQQF =+3 [5]

de donde:

PUYTEAVIR QQQF /)(3 −= [6]

Figura 14.- Escenario 3, donde en la corriente que registra la estación hidrométrica Teapa se presenta el

hidrograma de periodo de retorno TR

En el subcapítulo 2.1.2 se encontró que para ambas estaciones el tiempo base es de 28 días. El valor promedio de los gastos independientes diarios de 28 días máximo anual, multiplicado por 28 días, proporciona el volumen del escurrimiento más desfavorable del año en cuestión. Para los estudios de inundaciones por desbordamiento de ríos, se prefirió manejar los valores promedio de gastos mencionados en lugar de estos volúmenes, por la facilidad de utilizar cifras más pequeñas, y que sean comparables sus valores con los de los volúmenes de gastos dependientes medios diarios.

Como los hidrogramas tienen un tiempo base menor o igual a 28 días, se consideró que los volúmenes escurridos en los ríos de la zona de interés en 28 días son los más grandes que se podrían esperar, por lo que serán la base para la determinación de los factores de simultaneidad.

2.3.1 Eventos máximos anuales en la estación virtual El procedimiento de cálculo para obtener los periodos de retorno de los gastos medios diarios de la estación virtual se apoyó en el método de componentes principales. Se considera que en cada una de las corrientes principales de drenaje de una cuenca se dispone de una estación hidrométrica en la que se ha obtenido un registro de los gastos de los flujos de agua. Sea )(1 tx el gasto medio diario del río 1 en el día t , y )(2 tx el gasto medio diario del río 2 en el mismo día t , que confluyen en el río 3 (estación Virtual) con gasto medio diario )(3 tx , t está comprendida entre 0 y T , donde T es el número de días en que existe registro de gasto medio diario de los dos ríos.


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Comúnmente existe una correlación entre los gastos medios diarios de los ríos 1 y 2, y cuando se representan en un eje cartesiano derecho muestran una colección de puntos agrupados con apariencia de nube alargada en torno a una línea recta inclinada (Figura 15). Como los gastos medios diarios de los ríos 1 y 2 son variables aleatorias, para inferir los gastos medios diarios de la variable aleatoria de su suma ( )(3 tx ), se aplicó un procedimiento que utiliza el método de componentes principales.

Figura 15.- Variables correlacionadas linealmente

Los conceptos matemáticos del tema de componentes principales se han utilizado desde hace mucho tiempo. Kart Pearson (1901) los consideró en un análisis de tipo geométrico; años despúes, Harold Hotelling (1933) los aplicó en la Estadística mediante el uso del Álgebra matricial y de optimación de funciones de varias variables con restricciones. Las variables { }kxxx ,...,, 21 pueden ser transformadas linealmente a un conjunto { }kzzz ,...,, 21 , llamado de componentes principales, de manera que las covariancias del conjunto { }kzzz ,...,, 21 sean cero, para conseguir que ellas no estén correlacionadas linealmente. Para el caso de dos componentes principales de los dos ríos que se han mencionado 1z y 2z , se tendría una gráfica como la de la Figura 16.

Figura 16.- Variables no correlacionadas linealmente


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El ajuste por mínimos cuadrados a una línea recta de 11688 parejas de valores de gastos medios diarios de la estación hidrométrica Puyacatengo (abscisas), y de los gastos medios diarios de la estación Teapa (ordenadas), mostrada en la Figura 17, dio como resultado la línea de regresión 156.23903.2 += xy , con un coeficiente de determinación 7289.02 =R . La pendiente de la línea recta de ajuste corresponde a la tangente del ángulo 67.29°.

Figura 17.- Correlación entre los gastos medios diarios de los escurrimientos en las estaciones Teapa y

Puyacatengo Para disponer de dos conjuntos de valores que no estuviesen correlacionados, se utilizó el método de componentes principales. Se procedió a partir de 11688 gastos medios de la estación Puyacatengo, y con la misma cantidad de gastos medios diarios de la estación Teapa. Se obtuvieron los gastos medios modificados de estas dos estaciones hidrométricas. En la Figura 18 se muestra la regresión obtenida entre los gastos medios sin covariancia (componentes principales o gastos medios modificados). Obsérvese que la línea de regresión es casi horizontal, por lo que la correlación cruzada entre estas variables tiende a cero.

Figura 18.- Correlación entre los gastos medios diarios modificados de los escurrimientos en las

estaciones Teapa y Puyacatengo


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Estimación de los valores independientes promedio de la estación hidrométrica Puyacatengo, para distintos periodos de retorno A partir de 11688 valores (que inician el 1 de enero de 1951 y terminan el 31 de diciembre de 1982) que representan los gastos independientes diarios calculados para la estación Puyacatengo, se calcularon los valores promedio independientes en 28 días. De esta serie de datos se determinaron los gastos máximos correspondientes a cada año del periodo considerado. Estos valores se consignan en la Tabla 10.

A los gastos de la Tabla 10 se les ajustó una distribución de probabilidad por medio del programa AX del CENAPRED. Se encontró que la distribución con menor error estándar de ajuste era la Doble Gumbel.

Tabla 10.- Valores máximos anuales de los gastos promedio independientes para 28 días, en la estación

hidrométrica Puyacatengo

Año Gasto máximo anual del promedio de independientes para 28 días, [m3/s]

1951 202.2 1952 236.2 1953 106.9 1954 111.6 1955 196.9 1956 127.7 1957 97.5 1958 100.9 1959 120.5 1960 57.8 1961 107.9 1962 63.4 1963 56.7 1964 51.6 1965 92.4 1966 58.7 1967 144.9 1968 78.1 1969 88.5 1970 117.1 1971 27.2 1972 87.6 1973 161.2 1974 117.2 1975 123.9 1976 109.4


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hidrométrica Puyacatengo (continuación)

Año Gasto máximo anual del promedio de

independientes para 28 días, [m3/s] 1977 66.7 1978 84.4 1979 122.9 1980 102.1 1981 78.3 1982 77.7

En la Tabla 11 aparecen algunos valores estimados mediante el ajuste, el cuadrado del error que les corresponde, así como los parámetros encontrados para la distribución considerada. Adicionalmente, en la Tabla 12 se muestran las estimaciones de los valores promedio en 28 días, para periodos de retorno de 2 a 10,000 años.

Tabla 11.- Algunos ejemplos del cuadrado del error de ajuste de los valores promedio independientes en 28 días, y parámetros de la distribución Doble Gumbel de la estación hidrométrica Puyacatengo


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Tabla 12.- Valores promedio en 28 días estimados de gastos independientes diarios de la estación Puyacatengo, para distintos periodos de retorno con la distribución Doble Gumbel

Estimación de los valores independientes promedio de la estación hidrométrica Teapa para distintos periodos de retorno Como en la sección anterior, se estimaron los valores independientes promedio en 28 días de la estación Teapa. Se determinaron los gastos máximos correspondientes a cada año del periodo considerado. Estas cantidades aparecen en la Tabla 13.

Tabla 13.- Valores máximos anuales de los gastos promedio independientes para 28 días, en la estación hidrométrica Teapa

Año Gasto máximo anual del promedio de independientes para 28 días, [m3/s]

1951 54.1 1952 76.8 1953 74.4 1954 65.6 1955 54.8 1956 50.9 1957 56.8 1958 56.1 1959 46.7 1960 45.7 1961 47.8 1962 45.3 1963 48.7 1964 46.6 1965 46.4 1966 49.5 1967 48.0 1968 51.0 1969 49.4 1970 48.3


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Tabla 13.- Valores máximos anuales de los gastos promedio independientes para 28 días, en la estación hidrométrica Teapa (continuación)

Año Gasto máximo anual del promedio de

independientes para 28 días, [m3/s] 1971 47.6 1972 51.1 1973 53.8 1974 53.9 1975 48.0 1976 48.7 1977 50.8 1978 48.5 1979 52.9 1980 48.4 1981 50.4 1982 51.0

Con el programa AX y mediante la distribución Doble Gumbel, se estimaron los valores independientes promedio en 28 días de la estación Teapa, para periodos de retorno de 2 a 10,000 años. En las Tablas 14 y 15 se consignan los resultados obtenidos.


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Tabla 14.- Algunos ejemplos del cuadrado del error de ajuste de los valores promedio independientes en 28 días, y parámetros de la distribución Doble Gumbel de la estación hidrométrica Teapa

Tabla 15.- Valores promedio en 28 días estimados de gastos independientes diarios de la estación Teapa, para distintos periodos de retorno con la distribución Doble Gumbel


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Estimación de los valores independientes promedio de la estación hidrométrica Virtual, para distintos periodos de retorno Con los gastos independientes diarios (desde el 1 de enero de 1951 hasta el 31 de diciembre de 1982) de la estación Puyacatengo y de la estación Teapa, se obtuvieron los valores de la denominada estación hidrométrica Virtual.

Con los valores de la estación Virtual se estimaron los valores independientes promedio en 28 días. Se determinaron los gastos máximos correspondientes a cada año del periodo considerado. Estas cantidades aparecen en la Tabla 16.


hidrométrica Virtual Año Gasto máximo anual del promedio de

independientes para 28 días, [m3/s] 1951 242.9 1952 311.7 1953 181.3 1954 176.5 1955 249.0 1956 170.6 1957 154.1 1958 141.7 1959 148.3 1960 99.5 1961 150.4 1962 93.8 1963 100.9 1964 90.1 1965 129.5 1966 100.9 1967 187.8 1968 107.1 1969 132.0 1970 163.2 1971 70.6 1972 136.7 1973 213.9 1974 170.6 1975 168.7 1976 148.4 1977 104.4 1978 121.0 1979 175.5 1980 140.4 1981 110.0 1982 121.6


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Con el programa AX y utilizando la distribución Doble Gumbel, se estimaron los valores independientes promedio en 28 días de la estación Virtual, para periodos de retorno de 2 a 10,000 años. En las Tablas 17 y 18 se consignan los resultados obtenidos.

Tabla 17.- Algunos ejemplos del cuadrado del error de ajuste de los valores promedio independientes en

28 días, y parámetros de la distribución Doble Gumbel de la estación hidrométrica Virtual.


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Tabla 18.- Valores promedio en 28 días estimados de gastos independientes diarios de la estación Virtual, para distintos periodos de retorno con la distribución Doble Gumbel.

2.1 FACTORES DE SIMULTANEIDAD OBTENIDOS PARA DISTINTOS PERIODOS DE RETORNO Una vez obtenidas las cantidades que aparecen en la Tablas 12, 15 y 18, se procedió al cálculo de los factores de simultaneidad F1, F2, …, F6, para distintos periodos de retorno, correspondientes a las seis estaciones hidrométricas consideradas. La Figura 19 es un esquema de la distribución de los ríos y estaciones hidrométricas del sistema analizado.

Figura 19.- Factores de simultaneidad en varias estaciones hidrométricas

Se analizaron ocho opciones relativas a la magnitud del escurrimiento sobre los ríos influentes, en función del lugar donde se concentraba el evento hidrometeorológico más importante. En la


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Tabla 19, este río aparece referido como corriente natural principal, el que le sigue en importancia se le llamó corriente secundaria, y en algunos casos hubo otra adicional que tuvo menor influencia, denominada terciaria.

Tabla 19.- Distintas opciones consideradas en los factores de simultaneidad

Corrientes naturales Opción Principal Secundaria Terciaria

1 Tapijulapa Puyacatengo 2 Tapijulapa Teapa 3 Teapa 4 Puyacatengo 5 Pichucalco Tapijulapa Puyacatengo 6 Pichucalco Tapijulapa Teapa 7 Pichucalco Teapa 8 Pichucalco Puyacatengo

Las Figuras 20 a 27 son representaciones del funcionamiento del sistema analizado en las opciones consideradas.

Figura 20.- Opción 1 respecto al funcionamiento de los ríos influentes considerados


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Figura 26.- Factores Opción 7 respecto al funcionamiento de los ríos influentes considerados


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Los factores de simultaneidad F1, F2,…, F6, para una duración de 28 días, y diversos periodos de retorno relativos a las ocho opciones o escenarios analizados, aparecen en las Tablas 20 a 31.

Tabla 20.- Factores de simultaneidad para una duración de 28 días y un periodo de retorno de 2 años

Periodo de retorno de 2 años Estaciones hidrométricas Opciones

1 2 3 4 5 6 7 8 F1 Tapijulapa 1.0000 1.0000 0.8704 0.8704 0.9451 0.9451 0.8227 0.8227 F2 Puyacatengo 0.6452 0.6033 0.9350 1.0000 0.6098 0.5702 0.8837 0.9451 F3 Teapa 0.5678 0.6452 1.0000 0.8800 0.5367 0.6098 0.9451 0.8317 F5 Virtual Teapa-Puyacatengo

0.6452 0.6452 1.0000 1.0000 0.6098 0.6098 0.9451 0.9451

F6 Virtual Pueblo Nuevo 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.9451 0.9451 0.9451 0.9451 F4 Pichucalco 0.6704 0.6704 0.6704 0.6704 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000


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0.4242 0.4242 1.0000 1.0000 0.3841 0.3841 0.9055 0.9055




1 2 3 4 5 6 7 8 F1 Tapijulapa 1.0000 1.0000 0.8704 0.8704 0.8731 0.8731 0.7599 0.7599 F2 Puyacatengo 0.4242 0.4129 0.9735 1.0000 0.3703 0.3605 0.8499 0.8731 F3 Teapa 0.3973 0.4242 1.0000 0.9366 0.3468 0.3703 0.8731 0.8177 F5 Virtual Teapa-Puyacatengo 0.4242 0.4242 1.0000 1.0000 0.3703 0.3703 0.8731 0.8731 F6 Virtual Pueblo Nuevo 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.9451 0.8731 0.8731 0.8731 F4 Pichucalco 0.2004 0.2004 0.2004 0.2004 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000





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Tabla 24.- Factores de simultaneidad para una duración de 28 días y un periodo de retorno de 50 años Periodo de retorno de 50 años

Estaciones hidrométricas Opciones 1 2 3 4 5 6 7 8

F1 Tapijulapa 1.0000 1.0000 0.8704 0.8704 0.8214 0.8214 0.7149 0.7149 F2 Puyacatengo 0.4199 0.4199 1.0000 1.0000 0.3449 0.3449 0.8214 0.8214 F3 Teapa 0.4199 0.4199 1.0000 1.0000 0.3449 0.3449 0.8214 0.8214 F5 Virtual Teapa-Puyacatengo 0.4199 0.4199 1.0000 1.0000 0.3449 0.3449 0.8214 0.8214 F6 Virtual Pueblo Nuevo 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.9451 0.8214 0.8214 0.8214 F4 Pichucalco 0.1177 0.1177 0.1177 0.1177 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000








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Periodo de retorno de 1,000 años Estaciones hidrométricas Opciones






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Tabla 31.- Factores de simultaneidad para una duración de 28 días y un periodo de retorno de 10000

años Periodo de retorno de 10,000 años



Por otro lado, a partir de los mismos 11688 gastos independientes diarios se calcularon los valores promedio independientes en 3 días. También se determinaron los gastos máximos correspondientes a cada año, esto con la intención de realizar ajustes de distribución con el programa AX. Se obtuvieron así las estimaciones de los valores promedio en 3 días, para periodos de retorno de 2 a 10,000 años.

Se procedió al cálculo de los factores de simultaneidad F1, F2,…, F6, para distintos periodos de retorno, correspondientes a las seis estaciones hidrométricas. Se analizaron ocho opciones relativas a la magnitud del escurrimiento sobre los ríos influentes, en función del lugar donde se concentraba el evento hidrometeorológico más importante.

Los factores de simultaneidad F1, F2,…, F6, para una duración de 3 días, y diversos periodos de retorno relativos a las ocho opciones o escenarios analizados, aparecen en las Tablas 32 a 43.


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0.2641 0.2641 1.0000 1.0000 0.2507 0.2507 0.9493 0.9493







F1 Tapijulapa 1.0000 1.0000 0.7741 0.7741 0.7908 0.7908 0.6122 0.6122 F2 Puyacatengo 0.2641 0.2485 0.9409 1.0000 0.2088 0.1965 0.7441 0.7908 F3 Teapa 0.1892 0.2641 1.0000 0.7164 0.1496 0.2088 0.7908 0.5665 F5 Virtual Teapa-Puyacatengo

0.2641 0.2641 1.0000 1.0000 0.2088 0.2088 0.7908 0.7908



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0.2641 0.2641 1.0000 1.0000 0.2062 0.2062 0.7808 0.7808





0.2641 0.2641 1.0000 1.0000 0.2039 0.2039 0.7721 0.7721





0.3387 0.3387 1.0000 1.0000 0.2599 0.2599 0.7674 0.7674



176




0.4151 0.4151 1.0000 1.0000 0.3170 0.3170 0.7637 0.7637









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0.6000 0.6000 1.0000 1.0000 0.4550 0.4550 0.7584 0.7584





0.6489 0.6489 1.0000 1.0000 0.4920 0.4920 0.7582 0.7582





0.6723 0.6723 1.0000 1.0000 0.5097 0.5097 0.7582 0.7582



178

2.2 RECAPITULACIÓN En los estudios de inundaciones por desbordamiento interesa simular el proceso hidráulico de formación de anegamiento de las áreas colindantes a los ríos, para eventos hidrometeorológicos asociados a distintos periodo de retorno.

Ya que en ocasiones las lluvias se concentran en una región de la cuenca, y en otras en una zona distinta, es muy poco probable que en las corrientes principales de cuencas grandes (mayores a 300 km2), se presenten los escurrimientos con el mismo periodo de retorno.

Cuando los flujos de agua en cada uno de los ríos principales de la cuenca se determinan a partir de su hidrograma asociado a un determinado periodo de retorno, es necesario ponderar estos hidrogramas mediante la multiplicación por un cierto valor (factor de simultaneidad), para que con estos hidrogramas se realice la simulación del flujo no permanente en los cauces, y de este modo, se obtengan los flujos que inundan las zonas aledañas.

Cuando en las simulaciones del flujo en los cauces es rebasada la elevación de sus bordos, se contabiliza la magnitud del gasto y se le considera como un ingreso a las planicies cercanas a los ríos. De esta manera es posible calcular el flujo sobre ellas, y entonces obtener la evolución en el tiempo de las áreas inundadas.

En el proceso de suma de gastos de los flujos de los ríos que confluyen a uno solo, se requiere que los registros de los gastos de los ríos sean estadísticamente independientes. Cuando no lo son es posible transformarlos a efecto de que cumplan con esta condición. Para ello se empleó la técnica de componentes principales, que sirve para transformar linealmente los valores de los registros de los ríos a cantidades que no están correlacionadas linealmente, que son los gastos linealmente independientes de cada río. Una vez que se dispone de registro de gastos independientes, se calculan los valores promedio máximos anuales en N días consecutivos. El valor de N corresponde al de los tiempos base de sus hidrogramas, el cual debe ser definido previamente.

En este documento se incluyó una aplicación del procedimiento de componentes principales a un caso real. Se obtuvieron los factores de simultaneidad de los ríos Puyacatengo y Tesechoacán de Veracruz, México, usando más de 10,000 valores diarios medidos en las estaciones hidrométricas Puyacatengo y Teapa, que corresponden a los dos ríos de interés respectivamente

Con los factores de simultaneidad se pueden obtener distintos escenarios de inundación, los que representen una o más condiciones desfavorables desde un punto de vista integral o de conjunto de toda la zona susceptible de ser afectada con las inundaciones, mediante el empleo de modelos de simulación matemática de flujos de agua en cauces y en las llanuras aledañas a ellos. Con estos hidrogramas se obtienen resultados útiles para el análisis de inundaciones de cuencas grandes.


179

3. FUNCIONAMIENTO HIDRÁULICO DE TRES OBRAS DE DERIVACIÓN PROPUESTAS EN EL RÍO DE LA SIERRA Esta parte del documento tiene como objetivo revisar el funcionamiento hidráulico de tres escotaduras propuestas en el Río de la Sierra con la finalidad de derivar determinado volumen de agua durante varios días hacia la Laguna Zapotes y con ello, disminuir la magnitud de los caudales que llegan a la zona centro de Villahermosa, Tabasco.

A través de tres obras de derivación sobre el río de la Sierra se trata desalojar una fracción de los volúmenes escurrido por los ríos de la Sierra y también de aliviar las planicies de inundación de las zonas lagunares Parrilla y Zapotes.

En esta segunda etapa del PHIT se encomendó analizar la propuesta de tres escotaduras sobre el Río de la Sierra, mismas que se muestran en la Figura 28, y que descargan por su margen derecha; estas estructuras se identifican de sur a norte y de aguas arriba hacia aguas abajo como: Raíces, El Censo y Sabanilla.

Figura 28.- Ubicación de las escotaduras en los Ríos de la Sierra

Raíc

El

Sabanill


180

Tabla 44. Coordenadas geográficas de las tres estaciones de derivación

Estructura Latitud Longitud Raíces 17°50’47.66‘’ Norte 92°51’39.81’’ Oeste El Censo 17°53’10.29’’ Norte 92°52’6.68’’ Oeste Sabanilla 17°54’20.67’’ Norte 92°52’48.93’’ Oeste

Estas estructuras tienen como finalidad drenar el caudal excedente de los ríos Teapa y Puyacatengo hacia la zona denominada laguna Zapotes. Se pretende que tan solo la estructura Raíces desaloje aproximadamente la mitad del caudal excedente de los ríos antes mencionados.

Figura 29.- Contexto de los ríos Teapa y Puyacatengo en relación a la estructura de derivación Raíces

Zapote

Parrilla


181

Las características de los vertedores de derivación son las que se presentan en la siguiente tabla:

Tabla 45.- Características de los vertedores de derivación

Estructura Longitud de vertido (m) Cota de vertido (m)

Raíces 200 7.00 El Censo 200 5.50 Sabanilla 200 5.50

El análisis se hizo teniendo en consideración que las escotaduras de Raíces y El Censo deriven agua por la margen derecha, ya que entre las dos se pretende descargar el caudal que permita atenuar los flujos de agua del río Grijalva a su tramo de recorrido por la ciudad de Villahermosa y que proviene de este sistema de los Ríos de la Sierra.

La escotadura de Sabanilla tendrá un funcionamiento no se ocupará únicamente de derivar el caudal de los ríos de la Sierra, sino que adicionalmente se descargará aguas provenientes de la zona de la laguna Parrilla hacia la zona lagunar de Zapotes. A manera de esquema, en la siguiente figura se muestran los cortes tipo de las estructuras de derivación.

a) Sección Raíces y Censo b) Sección Sabanilla

Figura 30.- Secciones de las estructuras de derivación y esquema de su funcionamiento

En la siguiente figura se presenta el perfil de a superficie libre del agua (SLA) para un escenario asociado a un periodo de retorno (Tr) de 100 años, determinado a partir de la modelación de flujo unidimensional no permanente sobre las secciones del río de la Sierra, en donde se ubican las tres estructuras de derivación: Raíces, El Censo y Sabanilla.


182

RAÍCES

CENSO SABANILLA

Figura 31.- Perfil de la SLA del río de La Sierra en la zona de las estructuras de derivación, Tr=100 años.

En la Tabla 46 se presentan los valores de máximo gasto de derivación de cada estructura, correspondiente a un Tr de 100 años.

Tabla 46.- Características de los vertedores de derivación

Estructura Longitud (m) Cota de vertido (m)

Cota de SLA de vertido

(m)

Gasto máximo vertido (m3/s)

Raíces 200 7.00 8.70 431 El Censo 200 5.50 7.30 441 Sabanilla 200 5.50 6.90 327

En las Figuras 32, 34 y 36 se muestran los limnigramas obtenidos de la modelación matemática utilizando el modelo matemático de flujo unidimensional no permanente, durante un tiempo de 29 días; por otro lado, en las Figuras 33, 35, y 37 se presentan los hidrogramas de las tres estructuras de derivación, a partir de estos hidrogramas se han cuantificado los volúmenes de descargar de cada uno de ellos y el volumen total para diferentes periodos de retorno, como se presenta en la Tabla 47.


183

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

24 120 216 312 408 504 600 696

EL

EV

AC

ION

ES

ES

C R

AÍC

ES

(m

snm

)

TIEMPO (Horas)

TR=10 TR=20 TR=50 TR=100 TR=200 TR=500 Figura 32.- Limnigrama de la sección Raíces para diferentes Tr

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1,000

24 120 216 312 408 504 600 696

Q V

ER

TID

O E

SC

OTA

DU

RA

"R

AÍC

ES

" (m

3/s

)

TIEMPO (Horas)

TR=10 TR=20 TR=50 TR=100 TR=200 TR=500

237 Mm3

338 Mm3

377 Mm3

419 Mm3

475 Mm3

282 Mm3

Figura 33.- Hidrograma de la estructura de derivación Raíces para diferentes Tr


184

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

24 120 216 312 408 504 600 696

EL

EV

AC

ION

ES

ES

C C

EN

SO

(m

snm

)

TIEMPO (Horas)

TR=10 TR=20 TR=50 TR=100 TR=200 TR=500

Figura 34.- Limnigrama de la sección El Censo para diferentes Tr

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1,000

24 120 216 312 408 504 600 696

Q V

ER

TID

O E

SC

OTA

DU

RA

"C

EN

SO

" (m

3/s

)

TIEMPO (Horas)

TR=10 TR=20 TR=50 TR=100 TR=200 TR=500

297 Mm3

442 Mm3

494 Mm3

544 Mm3

600 Mm3

363 Mm3

Figura 35.- Hidrograma de la estructura de derivación El Censo para diferentes Tr


185

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

24 120 216 312 408 504 600 696

EL

EV

AC

ION

ES

ES

C S

AB

AN

ILL

A (

msn

m)

TIEMPO (Horas)

TR=10 TR=20 TR=50 TR=100 TR=200 TR=500

Figura 36.- Limnigrama de la sección Sabanilla para diferentes Tr

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1,000

24 120 216 312 408 504 600 696

Q V

ER

TID

O E

SC

OTA

DU

RA

"S

AB

AN

ILL

A"

(m3/s

)

TIEMPO (Horas)

TR=10 TR=20 TR=50 TR=100 TR=200 TR=500

94 Mm3

177 Mm3

209 Mm3

241 Mm3

280 Mm3

132 Mm3

Figura 37.- Hidrograma de la estructura de derivación Sabanilla para diferentes Tr


186

Tabla 47.- Volúmenes derivados en las tres estructuras de derivación, en millones de m3

Estructura Tr 10 Tr 20 Tr 50 Tr 100 Tr 200 Tr 500

Raíces 237 282 338 377 419 475

El Censo 297 363 442 494 544 600

Sabanilla 94 132 177 209 241 280

Total 628 777 957 1080 1204 1355

En las Figuras 38 y 39 se presentan imágenes del sobrevuelo realizado durante agosto de 2009 en la zona de Raíces.

Figura 38.- Imagen del río de la Sierra a la altura del sitio de derivación Raíces

Figura 39.- Imagen de un acercamiento del río de la Sierra a la altura del sitio de derivación Raíces


187

En las Figuras 40 a 43 se muestran las características de la obra de derivación El Censo desde diferentes perspectivas.

Figura 40.- Imagen de la estructura El Censo sobre el río de La Sierra

Figura 41.- Otra imagen de la estructura El Censo sobre el río de La Sierra


188

Figura 42.- Vista desde aguas abajo de la estructura El Censo sobre el río de La Sierra

Figura 43.- Otra vista desde aguas abajo de la estructura El Censo sobre el río de La Sierra


189

Finalmente en la Figura 44 se muestra una panorámica de la zona de derivación Sabanilla.

Figura 44.- Imagen del río de la Sierra a la altura del sitio de derivación Sabanilla


190

4. OBRAS DE COMUNICACIÓN ENTRE LAS LAGUNAS PARRILLA Y ZAPOTES En este apartado se describen varias opciones analizadas para transferir determinado volumen de agua de la laguna Parrilla hacia la laguna Zapotes, ya que una parte importante de la del incremento del volumen de agua en la primera de estas lagunas proviene de desbordamientos de la zona alta de los ríos de la Sierra y lluvia por cuenca propia sobre ella y áreas cercanas. Para realizar el traslado del agua desde la laguna Parrilla es necesario realizar varias obras sobre los río Pichucalco y de la Sierra y ampliar varias alcantarillas ó puentes de la carretera Teapa-Villahermosa debido a que en la margen izquierda del río Pichucalco, se almacena un volumen importante de agua que se desea desalojar hacia la laguna Zapotes.

A partir de la imagen del “German Remote Sensing Data Center (Mexico – Tabasco – Flood situation around Villahermosa – November 8, 2007 – Map 2 South)”, se delimitó la poligonal de la superficie libre del agua de máxima inundación envolvente de de las Lagunas Parrilla y Zapotes.

Figura 45.- Trazo de la poligonal máxima de las Lagunas Parrilla y Zapotes.

144 215 421 2

144 575 508 2

Parrila

Zapotes


191

Figura 46.- Polígonos de los cuerpos de la Lagunas Parrilla y Zapotes.

En la Figura 45 se muestra el trazo de dichos polígonos, puede observarse que ambas zonas lagunares tienen como frontera común al río de la Sierra. En la Figura 46 se muestra la superficie total neta estimada como cuerpo de agua en las condiciones presentadas durante el evento hidrometeorológico extraordinario del año 2007.

Estas poligonales se referenciaron con las cartas de INEGI para conocer el contexto del uso del suelo y de las localidades ubicadas dentro de la envolvente de la inundación máxima de este cuerpo de agua. En la Figura 47 se presenta la imagen de este polígono sobre algunas cartas de INEGI.

Figura 47.- Polígonos de los cuerpos de la Lagunas Parrilla y Zapotes en las cartas de INEGI.

En la Figura 48 se muestra como se dividió el área de la inundación en malla formada por celdas de 100 m x 100 m sobre una topografía Lidar, que se emplearía en la modelación matemática de flujo bidimensional a superficie libre que requiere de la cota de elevación en el centro de cada celda.


192

Esta malla abarca una superficie de 775 km2. En la Figura 49 se presenta en forma gráfica la base de datos de la malla para la modelación matemática mencionada.

Figura 48.- Malla de 100 m x 100 m en la zona de Parrilla para la modelación matemática

Figura 49.- Base de datos de la malla de 100 m x 100 m en la zona de Parrilla

En la malla de la figura anterior se aprecian las carreteras, así como los cauces y los barrotes de los mismos. Otro de los productos para el análisis y procesamiento de la información topográfica de detalle, es la generación de las curvas de nivel (Figura 50) y las correspondientes curvas de áreas-capacidades. En las Figuras 51 y 52 se presentan las curvas de áreas-capacidades para las dos lagunas de interés.


193

Figura 50.- Curvas de nivel de las lagunas Parrilla y Zapotes

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 100 200 300 400 500 600 700 800

VOLUMENES (Mm3)

ELEV

AC

ION

ES (m

snm

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

100 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000

AREAS (ha)

ELEV

AC

ION

ES (m

snm

)

VOLUMENES AREAS Figura 51.- Curva de áreas-capacidades de la laguna Parrilla


194

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 100 200 300 400 500 600 700

VOLUMENES (Mm3)

ELEV

AC

ION

ES (m

snm

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

100 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000

ÁREA (ha)

VOLUMENES ÁREAS Figura 52.- Curva de áreas-capacidades de la laguna Zapotes

La finalidad de proponer una estructura de conexión entre las lagunas Parrilla y Zapotes, es tratar de transferir un volumen del orden de 200 Mm3, en un tiempo de 7 a 10 días, con lo cual se pretender abatir, la cota de inundación de distintas zonas de 10.0 m a la 8.7 m; o bien de la 9.0 a la 7.5 m; o de la cota 8.0 m a la 6.2 m del evento hídrico de periodo de retorno de 100 años.

En un primer escenario, correspondiente a las condiciones actuales, se procedió a la modelación del flujo de agua bidimensional en la zona de estudio, obteniéndose los resultados que se presentan en forma gráfica en las siguientes figuras, en intervalos de 5 horas hasta 65 horas.

Figura 53.- Resultados de la modelación matemática t=0 h y T=5 h


195

Figura 54.- Resultados de la modelación matemática t=10 h, t=15 h, t=20 h, t=25 h, t=30 h y t=35 h


196


De los resultados anteriores, se observa que en las condiciones actuales no existe una transferencia natural de la zona lagunar de Parrilla hacia Zapotes, además se puede observar que el río Pichucalco descarga aguas abajo, muy cercano a la zona urbana de Villahermosa las aguas de la Zona de Parrilla poniente a oriente, lo cual no es conveniente por los daños que este flujo puede ocasionar. Por lo anterior se han propuesto una serie de escotaduras en los bordos del río Pichucalco para transferir, en un punto aguas arriba a donde se lleva a cabo la transferencia actual, las aguas hacia Parrilla Oriente para a su vez transferirle por otra


197

escotadura sobre la margen izquierda de el río de la Sierra para gran parte del agua que se incorpore por este sitio al río de la Sierra salga hacia la laguna Zapotes por la escotadura de Sabanilla. En la siguiente figura se presenta la ubicación de las acciones propuestas tanto en el río Pichucalco como en el río de la Sierra para hacer la transferencia del volumen propuesto en un tiempo de 7 días.

Figura 56.- Ubicación de las acciones estructurales propuestas para la transferencia de agua de la

laguna Parrilla a Zapotes

La zona lagunar aguas debajo de la zona de Parrilla (Lagunas La Ceiba, La Pera y Santa Julia) reciben parte de las aguas del río Pichucalco y crecen de manera considerable actualmente, por lo que se han propuesto las acciones siguientes, ubicadas aguas arriba de Parrilla, cuyas características generales se muestran en la siguiente tabla:

A C

E

BD


198

Tabla 48.- Características de las estructuras propuestas

ACCIÓN TIPO DE ESTRUCTURA LONGITUD APROXIMADA (m)

A CORTE DE BARROTES 200 B BORDO DE CONTENCIÓN 1200 C PUENTE PILOTEADO 600 D BORDO DE CONTENCIÓN 1800 E CORTE DE BARROTES 600

A continuación se describe de la misma manera otro de los escenarios estudiados, uno correspondiente a las condiciones propuestas revisando su comportamiento hidráulico con la metodología de modelación de flujo bidimensional. Se encontraron los resultados que se presentan en forma gráfica en las siguientes figuras en intervalos de 5 horas hasta 65 horas.


199



200


Figura 59.- Resultados de la modelación matemática t=60 h y t=65 h

En las Figuras 57 a 59 se observa una derivación aguas arriba de la localidad de Parrilla hacia la laguna Zapotes a partir de las 25 horas de simulación, lo cual cumple con el cometido de transferir un volumen del orden de 200 millones de m3 en un lapso de 7 a 10 días.


201

5. OBRAS DE COMUNICACIÓN ENTRE LAS LAGUNAS ZAPOTES Y SAN JULIÁN Con la finalidad de desalojar una parte importante del volumen de agua almacenado en la laguna Zapotes, se han propuesto distintas obras para propiciar que agua de la laguna Zapotes llegue a laguna San Julián y otras cercanas a ella. El objetivo de este capítulo es conocer la bondad del funcionamiento hidráulico de estas obras.

El abatimiento de los niveles de agua de la laguna Zapotes forma parte del plan integral de reducción de las inundaciones en la ciudad de Villahermosa y poblados aledaños, ya que a esta laguna se vierten parte de las aguas derivadas de la laguna Parrilla, el líquido que egresa por las escotaduras del río de la Sierra identificadas como Raíces, El Censo y Sabanilla. También recibe el agua que se desborda en la parte alta del río de la Sierra y de lluvia que ocurre en una amplia zona de la región de la laguna Zapotes.

Se propuso formar un canal con una estructura vertedora que ligue a la laguna Zapotes y la zona laguna de San Julián mediante la excavación de algunas zonas donde la topografía es alta para que el terreno tenga en las partes más altas, elevaciones del orden de 1.75m o menos. En la Figura 60 se presenta en planta la topografía de detalle, obtenida a través del levantamiento Lidar de la zona de Zapotes y San Julián.

Figura 60.- Topografía de detalle de la zona de estudio Zapotes-San Julián


202

En las Figuras 61 a 62 se presentan los resultados de la simulación de los flujos de agua obtenidos con la modelación matemática del escenario que corresponde a las condiciones de terreno originales en el cual se ubican tanto la descarga de Zapotes hacia el canal y posteriormente a la Laguna de San Julián.


203

Figura 61.- Resultados de la modelación matemática Zapotes-San Julián t=0, 5, 10, 15, 20, 25, 30 y 35 h

Figura 62.- Resultados de la modelación matemática Zapotes-San Julián t=40, 45, 50, 55, 60 y 65 h


204

En las figuras anteriores se observa el flujo de agua para las condiciones actuales con la estructura de descarga del vertedor ubicado en Zapotes y la obra del Tintillo. La descarga del vertedor hacia el canal entre Zapotes y San Julián tiene la capacidad para descargar hasta 2000 m3/s. El vertedor tiene 500 m de ancho y con una cota de 4 m.

Como parte de las acciones propuestas dentro del PHIT y evaluadas en este documento, se encuentra un canal interlagunar entre la descarga de Zapotes y las lagunas de San Julián-Los Micos-El Vigía, cuyas características geométricas se presentan en la Figura 63 y el perfil de flujo calculado a partir de la modelación de flujo bidimensional, se muestran en la Figura 64. Finalmente, en las Figuras 65 a 66 se puede observar que con esta propuesta se logran abatir los niveles de agua con respecto a las modelaciones presentadas en las Figuras 61 y 62.

Figura 63.- Geometría y trazo del canal interlagunar entre Zapotes y San Julián


205

Figura 64.- Perfil del flujo del canal interlagunar Zapotes-San Julián para diferentes periodos de retorno


206

Figura 65.- Resultados de la modelación matemática Zapotes-San Julián con el canal propuesto t=6, 12,

24, 48 y 54 h. Profundidades de inundación.


207

Figura 66.- Resultados de la modelación matemática Zapotes-San Julián con el canal propuesto t=6, 12,

24, 48 y 54 h. Vectores de velocidad.

En las figuras anteriores, se observa que el trazo del canal propuesto, con las características geométricas del mismo permiten un flujo adecuado del agua desde la laguna Zapotes hasta la zona de regulación San Julián y Los Micos, misma que se conecta a partir de la cota 3.0 m hacia las lagunas aguas debajo de las mismas.


208

6. MODIFICACIONES A LOS CAUCES UBICADOS DENTRO DEL DREN SAMARIA El objetivo de este capítulo es describir la revisión del funcionamiento hidráulico mediante la simulación matemática de los flujos de agua de las medidas estructurales propuestas en el dren Samaria en la primera etapa del Plan Hídrico Integral de Tabasco (PHIT) que desarrolló el Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México (IIUNAM).

Con las medidas estructurales mencionadas se pretende incrementar la capacidad de conducción del dren Samaria, en orden de importancia consisten en: la ampliación de la sección transversal del cauce abajo del puente San Cipriano de la carretera Villahermosa a Paraíso; la ampliación del área hidráulica abajo del puente del camino antiguo a Cunduacán; el dragado de la zona de la bifurcación del río Mezcalapa en Samaria y Carrizal hasta el puente Samaria II; la excavación para aumentar la capacidad del cauce piloto del dren Samaria para conducir flujos de agua con gastos hasta de 1500 m3/s y la sobreelevación de algunos tramos de los bordos de las márgenes izquierda y derecha.

En este capítulo también se presentan las superficies máximas inundadas (envolvente de la de las zonas de inundación) que se tendrían cuando estén construidas las obras propuestas con la intención de compararlas con que se formaron para las condiciones actuales, para evaluar sus beneficios. Adicionalmente, se analizaron varias de obras locales de protección marginal de algunas poblaciones asentadas al interior del dren, lo cual puede ser útil en la toma de decisiones para las actividades de ordenamiento territorial de esta región. Finalmente, se revisan los perfiles de agua a lo largo del dren Samaria hasta su salida al Golfo de México en la barra de Chilapa para diferentes periodos de retorno y con para la dos condiciones de salida al mar, las de 1 y 2 m.

6.1 CONDICIONES ACTUALES El cauce Samaria, tiene una longitud de 55 km desde el puente Samaria I hasta su salida a la altura del la localidad Oxiacaque. En este tramo está contenido por dos bordos separados entre sí por 4 km en promedio. A la altura de Oxiacaque la separación entre bordos se ubican a 1.2 km y en su desembocadura hacia la zona lagunar está contenida entre bordos a 380 m (Figura 67). La altura del bordo varía en la margen izquierda desde la cota 20.5 m hasta la cota 1.36 m, y en la margen derecha de la cota 19.0 a la 3.4 m. A partir de la desembocadura del cauce, el esquema de la red de dren aje está compuesto por una serie de bordos carreteros que confinan a los cauces piloto de la zona lagunar hasta llegar al río González, que desemboca en la Barra de Chiltepec. La zona lagunar desde la salida del cauce Samaria hasta la barra Chiltepec, tiene una superficie aproximada de 500 km2, con una cota entre 1 y 3 msnm y una longitud de 40 km del cauce.


209

Figura 67.- Vista panorámica de la salida del cauce Samaria hacia la zona lagunar

Los gastos de los periodos de retorno sobre el dren Samaria son los que se presentan en la siguiente tabla, inferidos a partir del capítulo de Hidrología del informe de la primera etapa del PHIT, en la tabla siguiente se presentan los gastos que circulan por el cauce para dos condiciones: con la estructura de Macayo en operación y sin operación.

Tabla 49.- Gastos sobre el cauce Samaria para diferentes Tr´s

Tr Operando Macayo(m3/s)

Sin operar Macayo

(m3/s)

100 6500 5650 50 5300 4450 25 3500 2650 10 2200 1350 5 1500 650

Del estudio de la primera etapa del PHIT se determinó que la máxima capacidad actual de conducción del dren es del orden de 2400 m3/s, que corresponde a un periodo de retorno de orden de 12 años.

Modelación bidimensional Para la modelación de flujo bidimensional se desarrolló la malla correspondiente con celdas de 100 m x 100 m en la cual se cuenta con el dato de la cota al centro de dicha malla, Figura 68.

Figura 68.- Vista general de la malla de base de datos para la modelación de flujo bidimensional


210

A continuación se muestran los resultados gráficos de la modelación de flujo bidimensional del dren Samaria en las condiciones actuales para gasto de 3300 m3/s, cuyo valor se asocia a un periodo de retorno cercano a 25 años.

Figura 69.- Modelación bidimensional del Dren Samaria en las condiciones actuales t=10 y 15 h

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III.4.c REVISIÓN HIDRÁULICA INTEGRAL, MEDIANTE … · Modelo digital de elevaciones de 25 m x 25 m de la zona de Zapotes a San Julián (6 km x 5 km) ... se presenta el periodo de