Estudio de amenaza por inundación y avenida torrencial para identificar medidas de mitigación en la zona urbana de la ciudad de Mocoa

Abstract

Las inundaciones son desbordamientos de agua fuera del cauce principal o de aguas bajas, con baja concentración de sedimentos finos, donde una zona queda momentáneamente anegada gracias a la ocurrencia de caudales extremos altos de duración media. Estos eventos son frecuentes en Colombia sobre todo en temporada invernal o ante la presencia de la fase húmeda del ENSO. El presente trabajo final de maestría tiene como objetivo principal recomendar la ubicación, y dimensiones de medidas de control fluvial para mitigar las amenazas por inundación y de eventuales avenidas torrenciales en un tramo de 3.7 km del río Mocoa en vecindades de la ciudad del mismo nombre, con el fin de apoyar la toma de decisiones administrativas en el marco de la gestión del riesgo de desastres, gestión integral del recurso hídrico (GIRH) y del ordenamiento territorial y ambiental de Mocoa. Esto se logró a partir de la caracterización general de la cuenca del río Mocoa (geología, geomorfología, suelos, cobertura vegetal, morfometría e hidrología), obteniéndose la curva de duración de caudales y el análisis de frecuencias de caudal para diferentes períodos de retorno; y a partir de la caracterización topo-batimétrica (DEM y secciones transversales), fluviomorfológica (dinámica fluvial y estado actual del cauce), e hidrosedimentológica (curvas granulométricas del lecho del río Mocoa y la curva de duración de caudales sólidos) del tramo de 3.7 km del río Mocoa. Con esta información se calibró y validó el desempeño hidrosedimentológico del tramo en cuestión con la metodología de Einstein H. A. (1950) -concluyendo que el tramo en estudio no tiende a presentar fenómenos de avenida torrencial por la baja concentración de material fino que hace posible el transporte de materiales gruesos-, con base en estos resultados se calibra y valida el modelo matemático hidrosedimentológico de HEC-RAS, logrando un ajuste aceptable de régimen de flujo y concentración de carga de material del lecho para diferentes períodos de retorno. Finalmente, una vez calibrado y validado el modelo matemático de HEC-RAS para el tramo de estudio se procedió a analizar la amenaza por inundación para diferentes períodos de retorno, pero en específico para el período de retorno de 100 años, a través del nivel de agua, velocidad, número de Froude, potencia del flujo y concentración de la carga de material del lecho. Con estos resultados y las visitas de campo realizadas se identificó medidas estructurales y no estructurales que en conjunto ayuden a mitigar la amenaza por inundación que efectivamente se produce en la ciudad de Mocoa. (Texto tomado de la fuente).

Floods are overflows of water outside the main the main channel or low waters channel, with low concentrations of fine sediments, where an area is momentarily flooded due to occurrence of extreme high flows of medium duration. These events are frequent in Colombia, especially during the winter season or in presence of the ENSO wet phase. The main objective of this master’s thesis is to recommend location and dimensions of fluvial control structures in order to mitigate flood hazards and eventual torrential flood in a 3.7 km reach of Mocoa River in the vicinity of city with the same name, in order to support administrative decision-making in the framework of disaster risk management, integrated water resource management (IWRM) and land and environmental planning in Mocoa. This was achieved from general characterization of Mocoa River basin (geology, geomorphology, soils, vegetation cover, morphometry and hydrology), obtanining flow duration curve and analysis of flow frequencies for different return periods; and from topo-bathymetric (DEM and cross sections), fluviomorphological (fluvial dynamics and current state of riverbed), and hydrosedimentological (granulometric curves of Mocoa riverbed and solid flow duration curve) characterization of the 3.7 km of Mocoa River. With this information, hydrosedimentological performance of the reach in question was calibrated and validated with Einstein H. A. (1950) methodology -concluding that the reach under study does not tend to develop torrential flood phenomena due to low concentration of fine material that makes possible transport of coarse materials-, based on these results is calibrated and validated HEC-RAS hydrosedimentological mathematical model, achieving an acceptable adjustment of flow regime and bed material load concentration for different return periods. Finally, once HEC-RAS mathematical model has been calibrated and validated for the study reach, the flood hazard is analyzed for different return periods, but specifically for the 100-year return period, through water level, velocity, Froude number, stream power and bed material load concentration. With these results and outing work carried out, structural and non-structural measures are identified that together help mitigate the flood hazard that may affect the Mocoa city.