ESTUDIOS DE INUNDABILIDAD

1. INTRODUCCIÓN

Para la realización de un Estudio de Inundabilidad se toma como referencia la Normativa vigente que aplica en la zona de estudio.

En el caso que se va a exponer la Normativa está constituida por el Plan de Acción Territorial de carácter sectorial sobre prevención del Riesgo de Inundación en la Comunidad Valenciana (PATRICOVA), que se aprobó en el año 2003 y cuya revisión tuvo lugar diez años después, es decir, en el 2013.

El PATRICOVA establece las zonas del territorio que presentan peligrosidad de inundación y define los niveles de peligrosidad y el riesgo de inundación asociados.

Este Plan de Acción Territorial concibe un Estudio de Inundabilidad completo como un documento que consta de una delimitación precisa del Ámbito de Estudio, de un Estudio Geomorfológico, de un Estudio Histórico, de un Estudio Hidrológico, de un Estudio Hidráulico, de una Cartografía de Peligrosidad y de Riesgo de Inundación y de una propuesta de Medidas Correctoras para reducir el nivel de peligrosidad producido por las inundaciones.

Plan Acción Territorial Prevención Riesgo Inundaciones Comunidad Valenciana

Figura 1. Plan de Acción Territorial de carácter sectorial sobre prevención del Riesgo de Inundación en la Comunidad Valenciana.

2. REUNIÓN DE LANZAMIENTO DE LOS TRABAJOS

Previamente al inicio de los trabajos del estudio de inundabilidad, es conveniente realizar una reunión de lanzamiento con el cliente y con la Administración competente tanto Autonómica (Consellería de Infraestructuras,…) como Estatal (Confederaciones Hidrográficas,…) con el objetivo de establecer las líneas de trabajo fundamentales.

Algunos de los temas de interés que se deben tratar son:

1) El ámbito geográfico propuesto.

2) La escala de la cartografía para la elaboración del modelo digital del terreno.

3) Recopilación de la documentación existente incluyendo las cartografías del dominio público hidráulico (DPH), de las zonas de policía, de las zonas de servidumbre y de las zonas de flujo preferente (ZFP).

Dominio Público Hidráulico Márgenes Río Zona Policía Servidumbre

Figura 2. Dominio Público Hidráulico y márgenes del río con zonas de policía y de servidumbre.

4) Los puntos de cálculo de los hidrogramas de entrada para el modelo hidráulico.

5) Si el estudio hidráulico se realiza en régimen permanente gradualmente variado o en régimen transitorio, o si el modelo a utilizar es unidimensional, bidimensional, etc.

3. CARTOGRAFÍA Y DELIMITACIÓN DEL ÁMBITO DE ESTUDIO

La cartografía se puede obtener a partir del Instituto Cartográfico Valenciano (ICV) que es la entidad de la Generalitat creada para impulsar el conocimiento del territorio y el avance tecnológico de la información geográfica de la Comunidad Valenciana, hoy utilizada en ámbitos tales como las infraestructuras, el medio ambiente, la gestión de emergencias, la planificación territorial, los recursos agrícolas, etc.

Entre las diferentes aplicaciones del portal del Instituto Cartográfico, se encuentra el Terr@sit, que permite realizar un vuelo virtual por toda la Comunitat Valenciana con la posibilidad de descargar la información en el navegador.

Desde esta página http://terrasit.gva.es/es/descargas se puede acceder al mapa topográfico de toda la Comunitat y a un modelo digital del terreno (MDT).

La cartografía utilizada en un estudio de inundabilidad resulta ser una información fundamental que va a condicionar la calidad final de los resultados del mismo, ya que constituye uno de los datos de entrada al modelo hidráulico, de manera que los resultados del cálculo hidráulico sean acordes con la escala de trabajo y los requerimientos definidos en la Normativa vigente. A continuación se definen las principales características de la cartografía a emplear:

El Modelo Digital del Terreno (MDT) que se puede utilizar es el correspondiente al vuelo fotogramétrico digital realizado con vuelo LIDAR en 2009, enmarcado en el Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA), con tamaño de píxel de 0,25 m y densidad de puntos LIDAR 0,5 puntos/m2.

El MDT se caracteriza por tener un paso de malla de 1 metro. Inicialmente el fichero comprimido descargado desde la página web del ICV tiene formato ERS (la extensión de archivo ERS pertenece a la categoría Archivos GIS. El nombre completo de este formato de archivo es ER Mapper Data File)

Es importante definir desde un principio el Sistema de Referencia Geodésico utilizado. En el caso que se expone es el ETRS89. La proyección cartográfica es UTM en el huso 30. El código EPSG a utilizar es el 25830.

De esta manera se obtiene un fichero ráster del MDT. El MDT se utilizará como dato de partida para la definición de la geometría del ámbito del estudio de inundabilidad, necesaria para la realización del cálculo hidráulico.

En cuanto al Sistema de Referencia Altimétrico, el origen de altitudes será el referido al nivel medio del mar en Alicante.

Para la elaboración de los planos del estudio de inundabilidad se puede emplear la cartografía territorial a escala 1:5.000 de la Comunidad Valenciana y la ortofoto del año 2012 a escala 1:5.000, de 50 cm de tamaño de pixel y formato ECW.

Instituto Cartográfico Valenciano Terrasit

Figura 3. Cartografía del Instituto Cartográfico Valenciano (ICV). Portal Terr@sit.

La finalidad de la elección y delimitación del ámbito es la realización de un estudio de inundabilidad que refleje la realidad de las inundaciones de la zona de interés, la posible afección a la zona y la propuesta de medidas correctoras que ayuden a reducir el nivel de peligrosidad de las inundaciones.

4. VISITAS DE CAMPO

La realización de visitas de campo al ámbito de estudio es muy importante. Y es que en la cartografía no se ven detalles de interés y cuya consideración es determinante en los resultados del cálculo hidráulico del estudio de inundabilidad. Estos detalles sí que se aprecian sobre el terreno. Además la interpretación de la cartografía mejora tras haber recorrido el terreno.

Los puntos de interés visitados se pueden plasmar en un reportaje fotográfico explicativo.

5. ESTUDIO GEOMORFOLÓGICO

Con el Estudio Geomorfológico es posible determinar una aproximación de la extensión potencial de la inundación y la existencia de vías de flujo desbordado principales, todo ello a partir de la cartografía geológica y geomorfológica de la zona, a partir de fotointerpretación con fotografías aéreas históricas (vuelo americano de 1956,…) y a partir de visitas de campo al terreno. De esta manera es posible localizar puntos singulares, averiguar el trazado de los cauces en el pasado, comparar con respecto a la situación actual, etc.

El Estudio Geomorfológico permite analizar formas y procesos de desbordamiento en cauces y tomar conciencia de que, en determinadas ocasiones, la evacuación de las crecidas está dificultada por la urbanización del espacio y la desaparición de algunos cauces.

Una primera fuente de información es el mapa geomorfológico de España, a escala 1:1.000.000, del Instituto Geológico y Minero de España (IGME).

Una segunda fuente de información la constituye el mapa geológico de España, a escala 1:50.000, del Instituto Geológico y Minero de España (IGME).

Para el caso de la Comunidad Valenciana también se puede recurrir al mapa geocientífico de la Provincia de Valencia, del año 1986, a escala 1:200.000, del Servicio de Recursos Geológicos de la Diputación Provincial de Valencia.

Al realizar comparativas entre el estado actual, por ejemplo a través de la ortofoto del año 2012 y el vuelo americano de 1956 suele destacar el cambio de los usos del suelo que han tenido lugar en los últimos 50 años. Es decir, conforme han ido pasando los años, también han aumentado el número de obstrucciones al paso del agua a través de infraestructuras lineales para el transporte y construcción de edificaciones, donde antiguamente existía mayoritariamente suelo agrícola.

6. ESTUDIO HISTÓRICO

Es necesario realizar un estudio de las inundaciones históricas para apoyar y confirmar los resultados del estudio geomorfológico y como elemento de calibración de la hidrología y de la hidráulica, es decir, como orden de magnitud.

El análisis de episodios de inundaciones ocurridos anteriormente permite entender los mecanismos de inundación de la zona de estudio.

Probablemente los usos del suelo habrán cambiado y lo normal es que en la actualidad el número de obstrucciones al paso del agua (infraestructuras lineales de transporte, edificaciones,…) sea mayor que en la antigüedad, lo que suele agravar la problemática de las inundaciones en la zona.

Además de la cartografía histórica y de las fuentes bibliográficas que se puedan consultar, algo fundamental es el hablar con las personas mayores del lugar, especialmente con aquellas que han vivido la experiencia de las riadas en la zona. Estas experiencias suelen albergar una sabiduría que arroja luz para la realización del diagnóstico de la problemática de inundaciones y para las posibles soluciones que se propongan con la finalidad de reducir el nivel de peligrosidad.

Estudio inundabilidad Geomorfológico Histórico Hidrológico Hidráulico

Figura 4. Esquema de los estudios histórico, geomorfológico, hidrológico e hidráulico.

7. ESTUDIO HIDROLÓGICO

El objetivo del Estudio Hidrológico es determinar los hidrogramas para los periodos de retorno de 25, 100 y 500 años especificados en la normativa, para cada uno de los cauces que realizan su entrada en el ámbito del Estudio de Inundabilidad.

Como punto de partida es importante consultar y analizar los estudios previos existentes, así como disponer de unos datos de precipitaciones de calidad y oficiales y de unos usos del suelo actualizados.

Si los datos de partida son buenos y la metodología empleada es la adecuada, por ejemplo a través de un método hidrometeorológico, lo normal es que los resultados sean buenos.

Un libro muy interesante y que puede ser de ayuda para el planteamiento de la metodología a emplear es:

“Ferrer Polo F. Javier, 2000. Recomendaciones para el cálculo hidrometeorológico de avenidas. Centro de Estudios Hidrográficos.”

Un programa que se suele emplear y que está contrastado es el Hydrologic Modeling System (HMS) del Hydrologic Engineering Center (HEC) del US Army Corps of Engineers.

El programa se puede descargar pinchando en el siguiente link:

http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-hms/downloads.aspx

 8. ESTUDIO HIDRÁULICO

El Estudio Hidráulico permitirá delimitar la extensión de la inundación para cada escenario y obtener los mapas de inundabilidad (mapas de calados máximos) con la finalidad de elaborar los mapas de peligrosidad de inundaciones y los mapas de riesgo de inundación.

En ocasiones la complejidad del comportamiento hidráulico del área de estudio con flujos con características bidimensionales, debido a la inexistencia de cauces en algunas zonas, implica realizar el estudio hidráulico de la situación actual así como de la situación futura, con un modelo hidráulico bidimensional en régimen transitorio.

Para el Estudio Hidráulico se puede hacer uso del programa Iber que permite llevar a cabo un análisis bidimensional en régimen no permanente.

Iber es un modelo numérico de simulación de flujo turbulento en lámina libre en régimen no-permanente, y de procesos medioambientales en hidráulica fluvial. El rango de aplicación de Iber abarca la hidrodinámica fluvial, la simulación de rotura de presas, la evaluación de zonas inundables, el cálculo de transporte de sedimentos y el flujo de marea en estuarios.

El modelo Iber consta de 3 módulos de cálculo principales: un módulo hidrodinámico, un módulo de turbulencia y un módulo de transporte de sedimentos. En el módulo hidrodinámico, que constituye la base de Iber, se resuelven las ecuaciones de aguas someras bidimensionales promediadas en profundidad (ecuaciones de Saint Venant 2D).

Para realizar un cálculo con Iber se deben seguir los siguientes pasos:

1) Crear o importar la geometría,

2) Asignar condiciones de contorno e iniciales,

3) Asignar los parámetros de entrada (rugosidad del fondo,…),

4) Asignar opciones generales de cálculo (tiempo de cálculo, parámetros del esquema numérico,…)

5) Construir una malla de cálculo,

6) Lanzar el cálculo,

A continuación se puede observar la asignación de un caudal total a través de un hidrograma en régimen subcrítico en uno de los barrancos que entran en el ámbito de estudio.

Condición Contorno Entrada Hidrograma Régimen Subcrítico

Figura 5. Condición de contorno de entrada a través de hidrograma en una rambla. Caudal total y régimen subcrítico.

El cálculo hidráulico se realiza para cada uno de los seis escenarios que contempla la normativa vigente, es decir:

Escenario 1: Estado actual y periodo de retorno 25 años.

Escenario 2: Estado actual y periodo de retorno 100 años.

Escenario 3: Estado actual y periodo de retorno 500 años.

Escenario 4: Estado proyectado y periodo de retorno 25 años.

Escenario 5: Estado proyectado y periodo de retorno 100 años.

Escenario 6: Estado proyectado y periodo de retorno 500 años.

El modelo hidráulico Iber se puede descargar en el Aula de Iber, en la siguiente dirección:

http://iberaula.es/web/index.php

9. CARTOGRAFÍA DE PELIGROSIDAD Y DE RIESGO DE INUNDACIÓN

La cartografía refleja a una escala adecuada la peligrosidad de cada zona frente a las inundaciones, caracterizando tanto la frecuencia de las mismas como la magnitud de la variable hidráulica calado.

La cartografía de peligrosidad desarrollada en el Estudio de Inundabilidad permite definir las zonas de inundación del ámbito de estudio y distinguir los niveles de peligrosidad significativos del 1 al 6, tanto para el estado actual como para el estado proyectado.

Niveles Peligrosidad Inundaciones

Figura 6. Niveles de peligrosidad por inundación. Fuente Planos Revisión PATRICOVA 2013

El avance en el desarrollo de nuevas cartografías, así como, de la tecnología de cálculo ha permitido disponer a día de hoy de una cartografía de usos de suelo como es el SIOSE.

SIOSE es el Sistema de Información sobre Ocupación del Suelo de España, cuyo objetivo es integrar la información de las Bases de Datos de coberturas y usos del suelo de las Comunidades Autónomas y de la Administración General del Estado. La dirección web es la siguiente:

http://www.siose.es/siose/index.html

A partir de la cartografía de los usos de suelo y de los mapas de peligrosidad obtenidos en el estudio de inundabilidad se elaboran los mapas de riesgo de inundación para conocer las consecuencias de las avenidas sobre las zonas con nivel de peligrosidad (poblaciones, industrias, infraestructuras, etc.)

La realización de una cartografía de riesgo de inundación es un paso previo a la puesta en práctica de cualquier tipo de medida y, por lo tanto, esencial para poder llevar a cabo una gestión eficaz de las zonas inundables.

10. MEDIDAS CORRECTORAS

El objetivo de las medidas correctoras es que ayuden a reducir el nivel de peligrosidad de las inundaciones en la zona y al mismo tiempo, no deben empeorar la situación aguas abajo o aguas arriba de la actuación.

La aplicación de medidas estructurales y no estructurales permitirá reducir daños humanos y materiales ocasionados por las inundaciones.

Ejemplos de medidas no estructurales son: el deslinde de los cauces para evitar su ocupación, trabajos cotidianos de mantenimiento de las infraestructuras como limpiezas, etc.

Ejemplos de medidas estructurales son: encauzamientos, la ejecución de un muro de defensa,…

La realización de todos los apartados anteriores permitiría elaborar un estudio de inundabilidad completo en el marco de la Normativa vigente, y que en este caso ha sido el PATRICOVA.