Transcript Sistema de Control de Avenidas
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Jornadas Riesgos de
Inundaciones en Extremadura.
Cáceres.Octubre 2003
Sistemas de Control de Avenidas.
Justo Mora A.-Muñoyerro
Jefe Área Coordinación Exterior
Sistema Automático de Información
Hidrológica (SAIH)
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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Jornadas Riesgos Inundaciones en Extremadura
Cáceres 22 y 23 Octubre 2003
• SISTEMAS de CONTROL de AVENIDAS
• Consideraciones Previas: las crecidas como fenómeno natural
• Históricas
• Naturales: riberas y crecidas
• Definiciones:
• Avenidas e inundaciones
• Cauce, zona de policía, zonas inundables y mapas de riesgos
• Marco normativo: Ley de Aguas y Rtos. /Directriz Básica Protección Civil
• Desastres naturales e inundaciones: las inundaciones en España
• Medidas no estructurales de protección frente a inundaciones y
control de avenidas:
• Preventivas
• Paliativas
– Planes de protección civil
– Sistemas de alerta temprano(early warning system)
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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SISTEMAS de CONTROL de AVENIDAS
Consideraciones Previas: las crecidas como fenómeno natural
• Las primitivas sociedades hidráulicas y el
nacimiento de las civilizaciones: riesgos y aptitudes
• Las crecidas y sus funciones naturales:
– Valor ecológico de las riberas
– Laminación natural crecidas ordinarias
– Recarga acuíferos aluviales
• Efectos de canalizaciones y obras de regulación
– Alteraciones régimen hidráulico y erosivo/sedimentario
– Ciclo térmico aguas embalsadas
– Regulación y ocupación de cauces
• La confluencia multicompetencial
• Actual perspectiva UE (Bon, Wroclaw,)
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SISTEMAS de CONTROL de AVENIDAS
Definiciones:cauce, zona policía y zonas inundables
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Definitions
(International Glossary of Hidrology)
• Flood: 1)rise , usually brief, in the water level in a stream to a peak from which
the water recedes at a slower rate
high flow as measured by stage height or discharge
2)Relatively
• Flooding,sgn. Inundation :1) Overflowing by water of the normal confines of
a stream or other body of water, or accumulation of water by drainage over areas
which are not normally submerged
2) Controlled spreading of
water irrigation, etc.
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SISTEMAS de CONTROL de AVENIDAS
Definiciones: avenidas e inundaciones
•
•
•
•
•
•
•
•
Avenida (flood): Elevación, generalmente rápida en el nivel de las aguas de un curso, hasta un
máximo a partir del cual dicho nivel desciende a una velocidad menor. Flujo relativamente alto
medido como nivel o caudal. (Glosario Internacional de Hidrología).
Onda de avenida: Elevación del flujo de una corriente de agua a un valor máximo y su ulterior
recesión a consecuencia de un periodo de precipitaciones, deshielo, rotura de presa o vertido de
centrales hidroeléctricas (Glosario Internacional de Hidrología).
Inundación (flooding, inondation): Desbordamiento del agua fuera de los confines de un río, o
inundación por agua procedente de drenajes, en zonas que normalmente no se encuentran
anegadas. Encharcamiento controlado por riego. ( Glosario Internacional de Hidrología)
Avenida (Directriz Básica de Planificación de Protección Civil ante el Riesgo de Inundaciones,
D.B.R.I. en lo sucesivo). Aumento inusual del caudal de agua en un cauce que puede o no
producir desbordamientos e inundaciones.
Inundaciones (D.B.R.I.): Sumersión temporal de terrenos normalmente secos, como
consecuencia de la aportación inusual y más o menos repentina de una cantidad de agua
superior a la que es habitual en una zona determinada.
Zonas inundables (Ley de Aguas L.A. y Reglamento del Dominio Público Hidráulico
R.D.P.H.) Las delimitadas por los niveles teóricos que alcanzarían las aguas en las avenidas
cuyo período estadístico de retorno sea de quinientos años (salvo que el MOPU fije otro más
adecuado a propuesta del Organismo de cuenca).
Cauce (L.A. y R.D.P.H.): El terreno cubierto por las aguas en las máximas crecidas
ordinarias.
Se considera como caudal de la máxima crecida ordinaria la media de los máximos caudales
anuales, en su régimen natural, producidas durante diez años consecutivos, que sean
representativos del comportamiento hidráulico de corriente.
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Definiciones: riesgo/vulnerabilidad
• Para que exista riesgo deben existir bienes y/o personas expuestas a la
inundación.
• Los mapas de riesgo de inundación, por tanto, deben indicar no sólo la
delimitación de la zona inundable sino los daños esperados como consecuencia
de la inundación.
• La Directriz Básica ante el Riesgo de Inundaciones define riesgo como el
número esperado de víctimas, daños materiales y desorganización de la
actividad económica, subsiguientes a una inundación.
• Elementos en Riesgo (DBRI): población, edificaciones, obras de ingeniería
civil, actividades económicas, servicios públicos, elementos medioambientales,
y otros usos del territorio que se encuentren en peligro en un área determinada.
• Vulnerabilidad (DBRI): grado de probabilidad de pérdida de un elemento en
riesgo dado, expresado en una escala de 0 (sin daño) a 1(pérdida total), que
resulta de una inundación de características determinadas.
• El Glosario Internacional de Hidrología define riesgo como la estimación
potencial de daños de un suceso en función de la probabilidad y del valor del
daño.
• También utilizado en ocasiones como la probabilidad de ocurrencia de un
acontecimiento de una magnitud dada o mayor, en un periodo de tiempo
determinado.
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Respuesta hidrológica cuencas
El hidrograma de avenida depende
fundamentalmente:
• Distribución temporal y espacial de la
lluvia.
• Estado de humedad del suelo.
• Características orográficas y
geomorfológicas de la cuenca.
• Densidad y condiciones de la cubierta
vegetal.
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Unitary hydrogram
Lluvia de
volumen
unidad
D
Hidrograma
unitario
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Modificación características hidrológicas
• Intervenciones causadas por actividades agrarias:
•
•
•
•
•
•
•
Actividades agrícolas.
Regadíos.
Gestión forestal.
Intervenciones causadas por actividades urbanas:
Extensión de las zonas urbanas.
Suministros de agua y eliminación de aguas residuales.
Eliminación rápida de las aguas pluviales y control de
inundaciones.
• Intervenciones sobre el territorio.
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Hydrological effects of land use
LAND USE
CONENT. AFFECTED
Hydrologic process involved
Deforestation
annual/seasonal flow
Interception/transpiration
floods
Removing a proportion of storm &
allowing soil moisture storage
water quality
Agricultural
Draining wetlands
erosion
High infiltration in forests
reducing runnof
water quantity
Alteration of transpiration /timing
of storm runoff
water quality
Fertilizers,pesticides,farm wastes/
erosion
annual/seasonal flow
May increase dry season flows
floods
Drainage method , channel
improvement all affect flood
response
W quality/carbon balance
Redox/Peat bogs are CO2 sink
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AVENIDAS Y DESASTRES NATURALES
•Las inundaciones son el
desastre natural más frecuente
y el que causa más perdidas
económicas (International
Decade Natural Disaster
Reduction 1990/2000 UN)
•Los daños por inundaciones
representan el 75% del total de
los pagos por seguros
catastróficos abonados por el
Consorcio de Compensación de
Seguros en España (1971/2000)
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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IRREGULARIDAD DEL RÉGIMEN HIDROLÓGICO
Mapa de
Mapa de
valores medios de la
escorrentía total media
precipitación anual
anual en mm (periodo
(mm) en el periodo
1940/41 - 1995/96)
1940/41-1995/96
IRREGULARIDAD ESPACIAL
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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INVENTARIO HISTÓRICO DE INUNDACIONES
> 2.400 Episodios
5 Episodios / Año
Mapa de relación porcentual entre la precipitación máxima diaria
Mapa de lluvias máximas diarias (mm) en la España
registrada y la precipitación media anual del periodo 1940/41-1995/96
peninsular para un periodo de retorno de 100 años
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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EPISODIOS DE INUNDACIONES CATASTRÓFICAS (últimos 50 años)
1.600 Muertos : 40 Muertos / Año
Daños : 300 M€ / Año
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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PUBLIC ADMINISTRATION of the WATER in SPAIN
Basin Authority
1. Attached to Ministry Of Environment
CONFEDERACIONES HIDROGRÁFICAS de:
Northern Basin
Duero
Tajo
Guadiana
Guadalquivir
Southern Basin
Segura
Júcar
Ebro
2. Attached to Autonomous Regions
Basins territorys – CCHH
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Cuencas Internas de Cataluña
Galicia Costa
Cuencas Internas del País Vasco
Baleares
Islands
Canary Islands
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GESTIÓN de las INFRAESTRUCTURAS de los SISTEMAS de EXPLOTACIÓN
Mapa de embalses con capacidad superior a 10 hm3
Principales datos de los embalses en explotación y ejecución (septiembre de 1996)
En los ámbitos de los diferentes planes
Mapa de las principales conducciones de
abastecimiento y riego, y puntos oficiales de control
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Flood protection: guidelines
• Legal and Administrative frameworks
• Integrated strategies and policies
– Preventative measures to reduce risk to humans
and material
goods
• Land use: agricultural, urban, forestry
• Location of activities: industrial, building codes,restrictions based on
risk assesments
• Appropiate design o flood plains structures and flood control
– Mitigating measures:
• Early warning system
• Emergency plans of civil protection
• Insurance
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14
EL ANÁLISIS DE RIESGOS DE INUNDACIONES
ES EL ELEMENTO FUNDAMENTAL PARA LA
GESTIÓN DE RIESGOS
Prevención
Alerta
Gestión de emergencias
•Ordenación del territorio
y de los usos del suelo
•Informe previo sobre
impactos a Protección
Civil
•Meteorología
•Hidrología
•Previsión de escenarios
y su posible evolución
•Previsión de elementos e
infraestructuras de apoyo
ANÁLISIS DE RIESGOS
DE INUNDACIONES
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Rehabilitación y
reconstrucción
•Según estructura
adecuada
•En lugar adecuado
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DAÑOS Y PROBABILIDAD DE INUNDACIÓN
Coste de los daños
(Alta probabilidad)
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Coste de los daños
(Baja probabilidad)
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Prevention: Floodway and zoning
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Dangerous conditions
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Land use and flood hazard criteria
• Use allowed:
– Floodway area:don`t
obstruct/reduce the flow
– Dangerous flooding area: no
permanent exposure
people/valuable assets->
crops;car park; temporary
storage;gardens
recreational...are allowed
– Other flooding area:
reducing damage,building
code
• Basement no affected for Q100
& Q 500 no dangerous
• Industries:level Q100< 0.5m
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Insurance
• Who should pay?
– Surcharge on insurance premiums to cover
damages
– Voluntary system: higher risk higher premium
– Conditional system meeting certaines building
construction codes, map zoning: unbuildable,
buildable under constraints
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ESTRUCTURA LEGAL
ADMINISTRACIÓN CENTRAL
Ministerio de Interior
LEY DE PROTECCIÓN CIVIL
Comunidad Autónoma
PLAN AUTONÓMICO DE PROTECCIÓN CIVIL
Municipio
PLAN LOCAL DE PROTECCIÓN CIVIL
Ministerio de Medio Ambiente
LEY DE AGUAS
- Confederaciones Hidrográficas
- Información (COMISARIA)
- Gestión (Comisión desembalses)
- SAIH
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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ESTRUCTURA ESQUEMÁTICA
ADMINISTRACIÓN CENTRAL
.....
Dirección General de PROTECCIÓN CIVIL
LEY DE PROTECCIÓN CIVIL
Ninisterio de Interior
Ministerio de Medio Ambiente
SUBSEC. MEDIO AMBIENTE.
INSTITUTO
METEOROLÓGICO
S.E. AGUAS Y COSTAS
D.G. DE OBRAS HIDRÁULICAS Y DE CALIDAD DE LAS AGUAS
S.A.I.H.
CONFEDERACIÓN
HIDROGRÁFICA
Plan de PROTECCIÓN CIVIL
COMUNIDAD AUTÓNOMA
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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SAIH
Sistema
Automático de
Información
Hidrológica
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OBJETIVOS Y CRITERIOS DE DISEÑO
Alerta Avenidas
DIRECTOS
Gestión Recursos Hidráulicos
Seguridad de Presas
OBJETIVOS
Modernización Procesos
INDIRECTOS
CRITERIOS DE DISEÑO
Mejora Bases de Datos
• Descentralizado (País) - Centralizado (cuenca)
• Automático
• Tiempo Real
• Robusto
• Máxima Anticipación
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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REDES SAIH
1595 Puntos de Control
Principales tipos :
322
388
224
416
245
Embalses
Aforos en río
Aforos en Canal
Pluviómetros
Repetidores Radio
Inversión realizada
(Julio 2.001) :
246 M€
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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ESQUEMAS BÁSICOS EN REDES SAIH
Radio Terrestre
Satélite
H IS PA S AT
CEN TRO DE CON TROL
PUN TO DE CON CEN TRACI ON
REPETI DO R
V S AT
PU NTO D E
CONTROL
ESTACI ON ES REM OTAS
V S AT
P U N TO D E
CONTROL
SEN SORES
H UB
C E N TR O D E
PR O CE SO
DE C UE NC A
V S AT
PU NT O D E
P R E S E N TA C IO N
D E D ATO S
SISTEMAS MIXTOS
FUNCIONES
Adquisición de Datos : SENSORES
Transmisión de Datos : REDES TELECOMUNICACIÓN
Proceso de Datos : CENTROS DE PROCESO
Modelación de apoyo a la TOMA DE DECISIONES
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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INSTRUMENTACIÓN
Sistemas de Adquisición de Datos
Sistemas de Alimentación de Energía
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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INSTRUMENTACIÓN
VSat
Aforo en río
Pluviómetro Aislado
Aforo en canal
Repetidor Radio
SALA DE CONTROL
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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CENTRO DE PROCESO DE CUENCA
Sistema informático
Sala de Control
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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ENTORNOS DE MODELACIÓN AYUDA A LA DECISIÓN
HIDROMETEOROLÓGICOS
GENERALES
SISTEMAS EXPERTOS
ESPECÍFICOS
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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COLABORACIÓN CON EL INM
•Intercambio de información pluviométrica en tiempo real
•Imágenes de radar y productos asociados
•Predicciones del modelo HIRLAM
•Predicción de probabilidad de precipitación
•Mapas de rayos
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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COLABORACIÓN CON EL INM
Predicción de probabilidad de precipitación cuantificada por tramos
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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COLABORACIÓN CON EL INM
Imágenes radar y realización de productos derivados para uso hidrológico
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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Drawing the SAIH,s network
A N A L IS IS D E R IE S G O S
Z O N A S D E R IE S G O P O TE N C IA L
D E IN U N D A C IO N
A N A L IS IS D E
IN F R A E S T R U C T U R A S
H ID R O L O G IC O -H ID R A U L IC A S
R E D F O R O N O M IC A
R E D P L U V IO M E T R IC A
D IS C R E T IZ A C IO N D E C U E N C A S
CUENCAS DE
RESPUESTA
R A P ID A
CUENCAS DE
RESPUESTA
LENTA
CONTROL
DE
CAUDAL
RED DE
P R E V IS IO N D E
A V E N ID A S
C A R A C T E R IZ A C IO N
H ID R O L O G IC A
CUENCAS
T IP IC A S
CONTROL DE
CAUDAL Y
P R E C IP IT A C IO N
P R E C IP IT A C IO N M A X IM A
T IE M P O D E C O N C E N T R A C IO N
USO S DEL SUELO
P E R M E A B ILID A D
A N A L IS IS D E
S IS T E M A S D E
E X P L O T A C IO N D E
RECURSOS
RED DEL
S A IH
IN F R A E S T R U C T U R A S
D E R E G U L A C IO N Y
D IS T R IB U C IO N
CONTROL DE
CAUDAL Y
VOLUM EN
R E D D E G E S T IO N
DE RECURSOS
H ID R A U L IC O S
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Hydrological/meteorological forecasting
Ilustración 3: Gráfico de simulación-previsión con horizonte de
previsión igual al tiempo de respuesta del sistema hidrológico.
Ilustración 4: Gráfico de simulación-previsión con horizonte de
previsión aumentado gracias a una previsión de lluvias.
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EJEMPLO : EPISODIO AVENIDA EBRO - ENERO 1.997
1.
Previsión Fusión Nieve y
Lluvias Generalizadas en la cuenca
2.
Vaciado preventivo de algunos Embalses
1
5
5.
Control Onda de Avenida
Puntos Críticos : Zaragoza
Embalses 3 y Tortosa
2
ZARAGOZA
3
4
3.
Laminación Avenida
TO RTO SA
4.
Punto Crítico Tortosa
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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Slow response :hydrological modelling Snow
melt(ASTER)
Rain fall/run off & Propagation(CAESAR)
1
5
CAESAR
ASTER
2
ZARAG OZA
3
4
TO RTO SA
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SAIH&Ebro flooding management
january - 12february 2003
30
Slide 43
05
/02
/20
03
06
/02
/20
03
07
/02
/20
03
08
/02
/20
03
09
/02
/20
03
10
/02
/20
03
11
/02
/20
03
12
/02
/20
03
13
/02
/20
03
14
/02
/20
03
15
/02
/20
03
16
/02
/20
03
17
/02
/20
03
18
/02
/20
03
Volume (hm3)
Storage Reservoir Mequinenza E003
1450,000
1400,000
1350,000
1300,000
1250,000
hm3
1200,000
1150,000
1100,000
1050,000
Date
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Peak flow CASTEJÓN (upstream)
Slide 45
Peak flow Zaragoza
Slide 46
Regulated flow downstream
Slide 47
A027 TORTOSA
450,00
1400,00
400,00
1200,00
350,00
1000,00
200,00
600,00
150,00
400,00
100,00
200,00
50,00
16:00
8:00
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8:00
0,00
11- 11- 11- 12- 12- 12- 13- 13- 13- 14- 14- 14- 15- 15- 15- 16- 16- 16- 17- 17- 17- 18- 18- 18feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb
Año 2003
Caudal
800,00
250,00
0:00
Nivel
300,00
Nivel cm
Caudal m3/s
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0:00
8:00
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0:00
8:00
16:00
Cauidal m3/s
Flood smoothing
RÍO EBRO
3500,00
3000,00
2500,00
2000,00
Castejón
Zaragoza
1500,00
Tortosa
1000,00
500,00
0,00
28
en
29
en
30
en
31
en
01
fb
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Fecha
06
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Jornadas Riesgos de
Inundaciones en Extremadura.
Cáceres.Octubre 2003
Sistemas de Control de Avenidas.
Justo Mora A.-Muñoyerro
Jefe Área Coordinación Exterior
Sistema Automático de Información
Hidrológica (SAIH)
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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Jornadas Riesgos Inundaciones en Extremadura
Cáceres 22 y 23 Octubre 2003
• SISTEMAS de CONTROL de AVENIDAS
• Consideraciones Previas: las crecidas como fenómeno natural
• Históricas
• Naturales: riberas y crecidas
• Definiciones:
• Avenidas e inundaciones
• Cauce, zona de policía, zonas inundables y mapas de riesgos
• Marco normativo: Ley de Aguas y Rtos. /Directriz Básica Protección Civil
• Desastres naturales e inundaciones: las inundaciones en España
• Medidas no estructurales de protección frente a inundaciones y
control de avenidas:
• Preventivas
• Paliativas
– Planes de protección civil
– Sistemas de alerta temprano(early warning system)
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
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SISTEMAS de CONTROL de AVENIDAS
Consideraciones Previas: las crecidas como fenómeno natural
• Las primitivas sociedades hidráulicas y el
nacimiento de las civilizaciones: riesgos y aptitudes
• Las crecidas y sus funciones naturales:
– Valor ecológico de las riberas
– Laminación natural crecidas ordinarias
– Recarga acuíferos aluviales
• Efectos de canalizaciones y obras de regulación
– Alteraciones régimen hidráulico y erosivo/sedimentario
– Ciclo térmico aguas embalsadas
– Regulación y ocupación de cauces
• La confluencia multicompetencial
• Actual perspectiva UE (Bon, Wroclaw,)
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SISTEMAS de CONTROL de AVENIDAS
Definiciones:cauce, zona policía y zonas inundables
Slide 5
Definitions
(International Glossary of Hidrology)
• Flood: 1)rise , usually brief, in the water level in a stream to a peak from which
the water recedes at a slower rate
high flow as measured by stage height or discharge
2)Relatively
• Flooding,sgn. Inundation :1) Overflowing by water of the normal confines of
a stream or other body of water, or accumulation of water by drainage over areas
which are not normally submerged
2) Controlled spreading of
water irrigation, etc.
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SISTEMAS de CONTROL de AVENIDAS
Definiciones: avenidas e inundaciones
•
•
•
•
•
•
•
•
Avenida (flood): Elevación, generalmente rápida en el nivel de las aguas de un curso, hasta un
máximo a partir del cual dicho nivel desciende a una velocidad menor. Flujo relativamente alto
medido como nivel o caudal. (Glosario Internacional de Hidrología).
Onda de avenida: Elevación del flujo de una corriente de agua a un valor máximo y su ulterior
recesión a consecuencia de un periodo de precipitaciones, deshielo, rotura de presa o vertido de
centrales hidroeléctricas (Glosario Internacional de Hidrología).
Inundación (flooding, inondation): Desbordamiento del agua fuera de los confines de un río, o
inundación por agua procedente de drenajes, en zonas que normalmente no se encuentran
anegadas. Encharcamiento controlado por riego. ( Glosario Internacional de Hidrología)
Avenida (Directriz Básica de Planificación de Protección Civil ante el Riesgo de Inundaciones,
D.B.R.I. en lo sucesivo). Aumento inusual del caudal de agua en un cauce que puede o no
producir desbordamientos e inundaciones.
Inundaciones (D.B.R.I.): Sumersión temporal de terrenos normalmente secos, como
consecuencia de la aportación inusual y más o menos repentina de una cantidad de agua
superior a la que es habitual en una zona determinada.
Zonas inundables (Ley de Aguas L.A. y Reglamento del Dominio Público Hidráulico
R.D.P.H.) Las delimitadas por los niveles teóricos que alcanzarían las aguas en las avenidas
cuyo período estadístico de retorno sea de quinientos años (salvo que el MOPU fije otro más
adecuado a propuesta del Organismo de cuenca).
Cauce (L.A. y R.D.P.H.): El terreno cubierto por las aguas en las máximas crecidas
ordinarias.
Se considera como caudal de la máxima crecida ordinaria la media de los máximos caudales
anuales, en su régimen natural, producidas durante diez años consecutivos, que sean
representativos del comportamiento hidráulico de corriente.
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Definiciones: riesgo/vulnerabilidad
• Para que exista riesgo deben existir bienes y/o personas expuestas a la
inundación.
• Los mapas de riesgo de inundación, por tanto, deben indicar no sólo la
delimitación de la zona inundable sino los daños esperados como consecuencia
de la inundación.
• La Directriz Básica ante el Riesgo de Inundaciones define riesgo como el
número esperado de víctimas, daños materiales y desorganización de la
actividad económica, subsiguientes a una inundación.
• Elementos en Riesgo (DBRI): población, edificaciones, obras de ingeniería
civil, actividades económicas, servicios públicos, elementos medioambientales,
y otros usos del territorio que se encuentren en peligro en un área determinada.
• Vulnerabilidad (DBRI): grado de probabilidad de pérdida de un elemento en
riesgo dado, expresado en una escala de 0 (sin daño) a 1(pérdida total), que
resulta de una inundación de características determinadas.
• El Glosario Internacional de Hidrología define riesgo como la estimación
potencial de daños de un suceso en función de la probabilidad y del valor del
daño.
• También utilizado en ocasiones como la probabilidad de ocurrencia de un
acontecimiento de una magnitud dada o mayor, en un periodo de tiempo
determinado.
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Respuesta hidrológica cuencas
El hidrograma de avenida depende
fundamentalmente:
• Distribución temporal y espacial de la
lluvia.
• Estado de humedad del suelo.
• Características orográficas y
geomorfológicas de la cuenca.
• Densidad y condiciones de la cubierta
vegetal.
Slide 9
Unitary hydrogram
Lluvia de
volumen
unidad
D
Hidrograma
unitario
Slide 10
Modificación características hidrológicas
• Intervenciones causadas por actividades agrarias:
•
•
•
•
•
•
•
Actividades agrícolas.
Regadíos.
Gestión forestal.
Intervenciones causadas por actividades urbanas:
Extensión de las zonas urbanas.
Suministros de agua y eliminación de aguas residuales.
Eliminación rápida de las aguas pluviales y control de
inundaciones.
• Intervenciones sobre el territorio.
Slide 11
Hydrological effects of land use
LAND USE
CONENT. AFFECTED
Hydrologic process involved
Deforestation
annual/seasonal flow
Interception/transpiration
floods
Removing a proportion of storm &
allowing soil moisture storage
water quality
Agricultural
Draining wetlands
erosion
High infiltration in forests
reducing runnof
water quantity
Alteration of transpiration /timing
of storm runoff
water quality
Fertilizers,pesticides,farm wastes/
erosion
annual/seasonal flow
May increase dry season flows
floods
Drainage method , channel
improvement all affect flood
response
W quality/carbon balance
Redox/Peat bogs are CO2 sink
Slide 12
13
AVENIDAS Y DESASTRES NATURALES
•Las inundaciones son el
desastre natural más frecuente
y el que causa más perdidas
económicas (International
Decade Natural Disaster
Reduction 1990/2000 UN)
•Los daños por inundaciones
representan el 75% del total de
los pagos por seguros
catastróficos abonados por el
Consorcio de Compensación de
Seguros en España (1971/2000)
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 13
IRREGULARIDAD DEL RÉGIMEN HIDROLÓGICO
Mapa de
Mapa de
valores medios de la
escorrentía total media
precipitación anual
anual en mm (periodo
(mm) en el periodo
1940/41 - 1995/96)
1940/41-1995/96
IRREGULARIDAD ESPACIAL
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 14
11
INVENTARIO HISTÓRICO DE INUNDACIONES
> 2.400 Episodios
5 Episodios / Año
Mapa de relación porcentual entre la precipitación máxima diaria
Mapa de lluvias máximas diarias (mm) en la España
registrada y la precipitación media anual del periodo 1940/41-1995/96
peninsular para un periodo de retorno de 100 años
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 15
12
EPISODIOS DE INUNDACIONES CATASTRÓFICAS (últimos 50 años)
1.600 Muertos : 40 Muertos / Año
Daños : 300 M€ / Año
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 16
PUBLIC ADMINISTRATION of the WATER in SPAIN
Basin Authority
1. Attached to Ministry Of Environment
CONFEDERACIONES HIDROGRÁFICAS de:
Northern Basin
Duero
Tajo
Guadiana
Guadalquivir
Southern Basin
Segura
Júcar
Ebro
2. Attached to Autonomous Regions
Basins territorys – CCHH
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Cuencas Internas de Cataluña
Galicia Costa
Cuencas Internas del País Vasco
Baleares
Islands
Canary Islands
Slide 17
10
GESTIÓN de las INFRAESTRUCTURAS de los SISTEMAS de EXPLOTACIÓN
Mapa de embalses con capacidad superior a 10 hm3
Principales datos de los embalses en explotación y ejecución (septiembre de 1996)
En los ámbitos de los diferentes planes
Mapa de las principales conducciones de
abastecimiento y riego, y puntos oficiales de control
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 18
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Flood protection: guidelines
• Legal and Administrative frameworks
• Integrated strategies and policies
– Preventative measures to reduce risk to humans
and material
goods
• Land use: agricultural, urban, forestry
• Location of activities: industrial, building codes,restrictions based on
risk assesments
• Appropiate design o flood plains structures and flood control
– Mitigating measures:
• Early warning system
• Emergency plans of civil protection
• Insurance
Slide 19
14
EL ANÁLISIS DE RIESGOS DE INUNDACIONES
ES EL ELEMENTO FUNDAMENTAL PARA LA
GESTIÓN DE RIESGOS
Prevención
Alerta
Gestión de emergencias
•Ordenación del territorio
y de los usos del suelo
•Informe previo sobre
impactos a Protección
Civil
•Meteorología
•Hidrología
•Previsión de escenarios
y su posible evolución
•Previsión de elementos e
infraestructuras de apoyo
ANÁLISIS DE RIESGOS
DE INUNDACIONES
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Rehabilitación y
reconstrucción
•Según estructura
adecuada
•En lugar adecuado
Slide 20
15
DAÑOS Y PROBABILIDAD DE INUNDACIÓN
Coste de los daños
(Alta probabilidad)
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Coste de los daños
(Baja probabilidad)
Slide 21
Prevention: Floodway and zoning
Slide 22
Dangerous conditions
Slide 23
Land use and flood hazard criteria
• Use allowed:
– Floodway area:don`t
obstruct/reduce the flow
– Dangerous flooding area: no
permanent exposure
people/valuable assets->
crops;car park; temporary
storage;gardens
recreational...are allowed
– Other flooding area:
reducing damage,building
code
• Basement no affected for Q100
& Q 500 no dangerous
• Industries:level Q100< 0.5m
Slide 24
Insurance
• Who should pay?
– Surcharge on insurance premiums to cover
damages
– Voluntary system: higher risk higher premium
– Conditional system meeting certaines building
construction codes, map zoning: unbuildable,
buildable under constraints
Slide 25
ESTRUCTURA LEGAL
ADMINISTRACIÓN CENTRAL
Ministerio de Interior
LEY DE PROTECCIÓN CIVIL
Comunidad Autónoma
PLAN AUTONÓMICO DE PROTECCIÓN CIVIL
Municipio
PLAN LOCAL DE PROTECCIÓN CIVIL
Ministerio de Medio Ambiente
LEY DE AGUAS
- Confederaciones Hidrográficas
- Información (COMISARIA)
- Gestión (Comisión desembalses)
- SAIH
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 26
ESTRUCTURA ESQUEMÁTICA
ADMINISTRACIÓN CENTRAL
.....
Dirección General de PROTECCIÓN CIVIL
LEY DE PROTECCIÓN CIVIL
Ninisterio de Interior
Ministerio de Medio Ambiente
SUBSEC. MEDIO AMBIENTE.
INSTITUTO
METEOROLÓGICO
S.E. AGUAS Y COSTAS
D.G. DE OBRAS HIDRÁULICAS Y DE CALIDAD DE LAS AGUAS
S.A.I.H.
CONFEDERACIÓN
HIDROGRÁFICA
Plan de PROTECCIÓN CIVIL
COMUNIDAD AUTÓNOMA
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 27
SAIH
Sistema
Automático de
Información
Hidrológica
Slide 28
OBJETIVOS Y CRITERIOS DE DISEÑO
Alerta Avenidas
DIRECTOS
Gestión Recursos Hidráulicos
Seguridad de Presas
OBJETIVOS
Modernización Procesos
INDIRECTOS
CRITERIOS DE DISEÑO
Mejora Bases de Datos
• Descentralizado (País) - Centralizado (cuenca)
• Automático
• Tiempo Real
• Robusto
• Máxima Anticipación
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 29
REDES SAIH
1595 Puntos de Control
Principales tipos :
322
388
224
416
245
Embalses
Aforos en río
Aforos en Canal
Pluviómetros
Repetidores Radio
Inversión realizada
(Julio 2.001) :
246 M€
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 30
ESQUEMAS BÁSICOS EN REDES SAIH
Radio Terrestre
Satélite
H IS PA S AT
CEN TRO DE CON TROL
PUN TO DE CON CEN TRACI ON
REPETI DO R
V S AT
PU NTO D E
CONTROL
ESTACI ON ES REM OTAS
V S AT
P U N TO D E
CONTROL
SEN SORES
H UB
C E N TR O D E
PR O CE SO
DE C UE NC A
V S AT
PU NT O D E
P R E S E N TA C IO N
D E D ATO S
SISTEMAS MIXTOS
FUNCIONES
Adquisición de Datos : SENSORES
Transmisión de Datos : REDES TELECOMUNICACIÓN
Proceso de Datos : CENTROS DE PROCESO
Modelación de apoyo a la TOMA DE DECISIONES
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 31
INSTRUMENTACIÓN
Sistemas de Adquisición de Datos
Sistemas de Alimentación de Energía
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 32
INSTRUMENTACIÓN
VSat
Aforo en río
Pluviómetro Aislado
Aforo en canal
Repetidor Radio
SALA DE CONTROL
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 33
CENTRO DE PROCESO DE CUENCA
Sistema informático
Sala de Control
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 34
ENTORNOS DE MODELACIÓN AYUDA A LA DECISIÓN
HIDROMETEOROLÓGICOS
GENERALES
SISTEMAS EXPERTOS
ESPECÍFICOS
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 35
COLABORACIÓN CON EL INM
•Intercambio de información pluviométrica en tiempo real
•Imágenes de radar y productos asociados
•Predicciones del modelo HIRLAM
•Predicción de probabilidad de precipitación
•Mapas de rayos
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 36
COLABORACIÓN CON EL INM
Predicción de probabilidad de precipitación cuantificada por tramos
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 37
COLABORACIÓN CON EL INM
Imágenes radar y realización de productos derivados para uso hidrológico
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 38
Drawing the SAIH,s network
A N A L IS IS D E R IE S G O S
Z O N A S D E R IE S G O P O TE N C IA L
D E IN U N D A C IO N
A N A L IS IS D E
IN F R A E S T R U C T U R A S
H ID R O L O G IC O -H ID R A U L IC A S
R E D F O R O N O M IC A
R E D P L U V IO M E T R IC A
D IS C R E T IZ A C IO N D E C U E N C A S
CUENCAS DE
RESPUESTA
R A P ID A
CUENCAS DE
RESPUESTA
LENTA
CONTROL
DE
CAUDAL
RED DE
P R E V IS IO N D E
A V E N ID A S
C A R A C T E R IZ A C IO N
H ID R O L O G IC A
CUENCAS
T IP IC A S
CONTROL DE
CAUDAL Y
P R E C IP IT A C IO N
P R E C IP IT A C IO N M A X IM A
T IE M P O D E C O N C E N T R A C IO N
USO S DEL SUELO
P E R M E A B ILID A D
A N A L IS IS D E
S IS T E M A S D E
E X P L O T A C IO N D E
RECURSOS
RED DEL
S A IH
IN F R A E S T R U C T U R A S
D E R E G U L A C IO N Y
D IS T R IB U C IO N
CONTROL DE
CAUDAL Y
VOLUM EN
R E D D E G E S T IO N
DE RECURSOS
H ID R A U L IC O S
Slide 39
Hydrological/meteorological forecasting
Ilustración 3: Gráfico de simulación-previsión con horizonte de
previsión igual al tiempo de respuesta del sistema hidrológico.
Ilustración 4: Gráfico de simulación-previsión con horizonte de
previsión aumentado gracias a una previsión de lluvias.
Slide 40
EJEMPLO : EPISODIO AVENIDA EBRO - ENERO 1.997
1.
Previsión Fusión Nieve y
Lluvias Generalizadas en la cuenca
2.
Vaciado preventivo de algunos Embalses
1
5
5.
Control Onda de Avenida
Puntos Críticos : Zaragoza
Embalses 3 y Tortosa
2
ZARAGOZA
3
4
3.
Laminación Avenida
TO RTO SA
4.
Punto Crítico Tortosa
SAIH – Sistema Automático de Información Hidrológica
Slide 41
Slow response :hydrological modelling Snow
melt(ASTER)
Rain fall/run off & Propagation(CAESAR)
1
5
CAESAR
ASTER
2
ZARAG OZA
3
4
TO RTO SA
Slide 42
SAIH&Ebro flooding management
january - 12february 2003
30
Slide 43
05
/02
/20
03
06
/02
/20
03
07
/02
/20
03
08
/02
/20
03
09
/02
/20
03
10
/02
/20
03
11
/02
/20
03
12
/02
/20
03
13
/02
/20
03
14
/02
/20
03
15
/02
/20
03
16
/02
/20
03
17
/02
/20
03
18
/02
/20
03
Volume (hm3)
Storage Reservoir Mequinenza E003
1450,000
1400,000
1350,000
1300,000
1250,000
hm3
1200,000
1150,000
1100,000
1050,000
Date
Slide 44
Peak flow CASTEJÓN (upstream)
Slide 45
Peak flow Zaragoza
Slide 46
Regulated flow downstream
Slide 47
A027 TORTOSA
450,00
1400,00
400,00
1200,00
350,00
1000,00
200,00
600,00
150,00
400,00
100,00
200,00
50,00
16:00
8:00
0:00
16:00
8:00
0:00
16:00
8:00
0:00
16:00
8:00
0:00
16:00
8:00
0:00
16:00
8:00
0:00
16:00
8:00
0:00
16:00
0,00
8:00
0,00
11- 11- 11- 12- 12- 12- 13- 13- 13- 14- 14- 14- 15- 15- 15- 16- 16- 16- 17- 17- 17- 18- 18- 18feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb feb
Año 2003
Caudal
800,00
250,00
0:00
Nivel
300,00
Nivel cm
Caudal m3/s
Slide 48
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
0:00
8:00
16:00
Cauidal m3/s
Flood smoothing
RÍO EBRO
3500,00
3000,00
2500,00
2000,00
Castejón
Zaragoza
1500,00
Tortosa
1000,00
500,00
0,00
28
en
29
en
30
en
31
en
01
fb
02
fb
03
fb
04
fb
05
fb
Fecha
06
fb
07
fb
08
fb
09
fb
10
fb
11
fb
12
fb