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Trabajo Profesional: ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DEL EMBALSE DE YACYRETÁ

SOBRE LA HIDROLOGÍA DEL ARROYO ZAIMAN – POSADAS -MISIONES

ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DEL EMBALSE DE YACYRETÁ SOBRE LA HIDROLOGÍA DEL ARROYO ZAIMAN – POSADAS -MISIONES

Trabajo Profesional de Hidráulica

Alumno: Martín Sabarots Gerbec

Tutor: Dr. Ángel N. Menéndez

Co-Tutor: Ing. Marcelo Cardinali

Martín Sabarots Gerbec 1

Indice 1 Descripción del problema......................................................................................................................3 2 Descripción del modelo y metodología..................................................................................................4 3 Forzantes del sistema.............................................................................................................................5

3.1 Precipitaciones................................................................................................................................5 3.2 Evapotranspiración.........................................................................................................................5

4 Datos geométricos..................................................................................................................................7 4.1 Mapa digital del terreno.................................................................................................................7 4.2 Cauce..............................................................................................................................................9

5 Modelo Hidrológico.............................................................................................................................12 5.1 Balance vertical............................................................................................................................12

5.1.1 Almacenamientos máximos..................................................................................................14 5.1.2 Infiltración/percolaciones máximas......................................................................................17 5.1.3 Tiempo de retardo.................................................................................................................17 5.1.4 Zonificación..........................................................................................................................18 5.1.5 Impermeabilidad...................................................................................................................19

5.2 Escorrentía superficial..................................................................................................................19 5.3 Flujo de Base................................................................................................................................20

6 Modelo Hidráulico...............................................................................................................................21 6.1 Forzantes......................................................................................................................................21 6.2 Estructuras....................................................................................................................................23 6.3 Pasos de discretización.................................................................................................................25

7 Calibración del modelo........................................................................................................................26 7.1 Sensibilidad..................................................................................................................................26 7.2 Calibración...................................................................................................................................28 7.3 Verificación...................................................................................................................................32

8 Aplicación del modelo.........................................................................................................................35 8.1 Condiciones históricas..................................................................................................................35 8.2 Efecto del embalse sobre crecidas interanuales...........................................................................37 8.3 Efecto del embalse para condiciones normales............................................................................46 8.4 Productos del modelo...................................................................................................................47

9 Conclusiones........................................................................................................................................55



1 Descripción del problema

El régimen hidrológico de los arroyos urbanos que desembocan en el embalse de Yacyretá se ve perturbado por el efecto de remanso que este último provoca. Mas allá de la problemática particular que esos ‘subembalses urbanos’ provocan, interesa determinar hasta qué punto las inundaciones asociadas a crecidas de esos arroyos (alimentadas por precipitaciones intensas sobre su cuenca) se ven influenciadas por ese efecto de remanso.

En este trabajo se describe la metodología de modelación utilizada, bajo el paradigma de la simulación continua en el tiempo (en lugar de la modelación de eventos), su implementación, la calibración del modelo y los resultados de su aplicación a la cuenca del Aº Zaimán.




2 Descripción del modelo y metodología

El modelo matemático hidrológico-hidráulico transforma los datos de precipitaciones en hidrogramas (modelo hidrológico) y transporta estos caudales a lo largo del curso de agua representado (modelo hidráulico). En el presente caso, se representa la cuenca del Aº Zaimán, que se subdivide en 13 subcuencas de aporte, como se muestra en la Figura 2.

Figura 2: Subcuencas del Aº Zaimán

Como forzante del sistema, además de las precipitaciones actúa la evapotranspiración potencial. El modelo efectúa el balance vertical de agua en forma dinámica y continua en el tiempo (en lugar de concentrarse en eventos específicos); el excedente de este balance es el que se transporta cuenca abajo, ya sea como escorrentía superficial ó como interflujo. Los hidrogramas resultantes al pie de cada subcuenca alimentan el flujo a lo largo del Aº Zaimán.

Se utilizan los software de dominio público HEC-HMS (USACE, 2008a) para la modelación hidrológica y HEC-RAS (USACE, 2008b) para la modelación hidráulica. Los resultados del primero alimentan directamente al segundo.




3 Forzantes del sistema

3.1 Precipitaciones

Las precipitaciones constituyen el forzante principal del sistema. Se utiliza la serie de precipitaciones diarias del INTA Zaimán para el período 01/01/68 - 31/03/07. En la Figura 3.1 se muestra las precipitaciones diarias para el período 01/08/2002 – 01/11/2006

Figura 3.1: Precipitaciones diarias en Posadas (INTA) para el período 01/08/2002 – 01/11/2006

3.2 Evapotranspiración

La evapotranspiración potencial es el segundo forzante del sistema. Para su determinación se utilizó la ecuación de Thorntwaite.

ETpmes js /a =1610 Tmm j

I a

siendo “a” un parámetro de ajuste (dependiendo de la latitud, y el Indice

calórico anual): a=α I 3

−β I 2+γ I+δ

siendo I el índice calórico anual es la sumatoria de los anteriores, es decir:




I=∑j=1

12

imm j. que a su vez se calcula a partir de los indices calóricos mensuales:

imes j=

Tmm j

5

1,514

donde Tmm es la temperatura media mensual del mes considerado

La evapotranspiración potencial utilizada se observa en la Figura 3.2. Esta requiere la especificación de la temperatura media mensual, que fue obtenida para cada mes mediante el promedio de las temperaturas medias mensuales de Encarnación (enero de 1940 - diciembre de 2006).

0

20

40

60

80

100

120

140

Enero

Febre

ro

Mar

zoAbr

il

May

oJu

nio Julio

Agosto

Septie

mbr

e

Octubr

e

Noviem

bre

Diciem

bre

Mes

Eva

po

tra

nsp

irac

ión

Po

ten

cia

l (m

m/m

es)

Figura 3.2: Evapotranspiración Potencial

De esta forma es que se obtiene la evapotranspiración potencial sin ajustar. Debe ser corregida por un coeficiente de ajuste que depende de la latitud del lugar (de esta forma se tiene en cuenta la incidencia de la radiación). ETpmes_j(ajustada)=C· Etpmes_j, para j=1..12.




4 Datos geométricos

4.1 Mapa digital del terreno

Se utilizaron datos de la misión SRTM de la NASA para construir el Modelo Digital del Terreno (MDT) de la cuenca del arroyo Zaimán, con una resolución de 90 m (Figura 4.1), el cual fue incorporado a un Sistema de Información Geográfica (GIS).

Figura 4.1: Modelo digital del terreno de la cuenca del arroyo Zaimán (misión SRTM)




Se contó con datos de relevamiento (de extensión lateral limitada) de 16 secciones transversales sobre el Aº Zaimán.

En la Figura 4.2 se indica la ubicación de las 38 secciones transversales utilizadas para representar la geometría del Aº Zaimán, a lo largo de 18,25 km desde su desembocadura. Aquellas asociadas a puntos centrales amarillos corresponden a secciones transversales disponibles de estudios anteriores, mientras que las asociadas a puntos centrales rojos constituyen secciones construidas para este estudio.

La construcción de secciones transversales se efectuó de acuerdo al siguiente procedimiento:

o Definida la ubicación y dirección del corte, se obtuvo el perfil de terreno que surge de cortar el MDT. Esto se considera representativo de la planicie de inundación.

o El cauce principal se definió esquemáticamente, en base a un ancho, profundidad e inclinación de taludes estimados de observaciones durante las campañas de reconocimiento

Figura 4.2: Trazas de secciones transversales del modelo hidráulico del Aº Zaimán (con el MDT como fondo).




4.2 Cauce

El cauce principal se definió esquemáticamente (Figura 4.3), en base a un ancho, profundidad e inclinación de taludes estimados de observaciones durante las campañas de reconocimiento de la cuenca, Figura 4.4.

3 m

2 m

0,8 a 1 m

Figura 4.3: Esquema del cauce.

Figura 4.4: Seccion característica del Arroyo Zaiman en Cuenca Media.




Las propias secciones transversales disponibles fueron reconstruidas con este procedimiento, de modo de lograr compatibilidad con la base de información generada en el presente estudio. A título ilustrativo, en la Figura 4.5 se presenta la comparación entre una sección reconstruida y la original; se observa una consistencia general satisfactoria.

Sección 13

60

70

80

90

100

110

120

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Distancia desde la margen izquierda [m]

Co

ta IG

M [

m]

Figura 4.5: Secciones transversales reconstruidas

La ubicación de las secciones construidas se definió de modo de tener una densidad adecuada y relativamente equilibrada a lo largo del arroyo. Se obtuvieron así las secciones transversales, Figura 4.6




Figura 4.6: Trazas de secciones transversales del modelo hidráulico del Aº Zaimán (con el MDT como fondo).




5 Modelo Hidrológico

5.1 Balance vertical

El balance vertical de agua se efectúa mediante el método SMA3 (“Soil Moisture Accounting”), que plantea una distinción entre 5 compartimientos, a saber (Figura 5.1):

o Follaje: Intercepta parte del agua de las precipitaciones, impidiendo su llegada a la superficie del terreno.

o Superficie del terreno: Almacena en sus depresiones parte del agua que cae sobre ella, impidiendo que escurra.

o Capa superior de suelo: Es la zona de raíces, donde puede haber extracción de agua por evapotranspiración. Consta, a su vez, de dos zonas; la denominada Zona Superior es la de agua libre, que también puede perderse por percolación, mientras que la Zona Capilar es la de agua capilar, que sólo puede extraerse por evapotranspiración. Hay infiltración de agua hacia esta capa desde la superficie del terreno, si es que esta capa no se encuentra saturada y si no se trata de una superficie impermeable.

o Capas subterránea superior y subterránea inferior: Se trata de las zonas de interflujo (ó flujo hipodérmico), el cual se desplaza relativamente rápido en relación al flujo de aguas subterráneas, y que produce un flujo de base a la salida de la subcuenca. Puede haber percolación desde la capa superior hacia la inferior.

Todos los compartimientos tienen una capacidad máxima de almacenamiento.

Los siguientes son los datos necesarios para poder efectuar el balance vertical:

• Almacenamientos iniciales: Estos son los valores al principio del ciclo. En una simulación continua sólo influencian durante un transitorio, cuya duración es necesario estimar.

• Almacenamientos máximos: Son las capacidades máximas de cada compartimiento.

• Infiltración/Percolaciones máximas: Se trata de las máximas velocidades de flujo hacia cada uno de los tres compartimientos de suelo.

• Tiempo de retardo subterráneo: Representa la constante de tiempo con que se parametriza el interflujo, que constituye una medida del tiempo en el que el agua alcanza la salida de la subcuenca.

• Impermeabilidad: Indica la fracción de superficie en la que no se produce infiltración.

A continuación se explica cómo se establecieron los valores de estos parámetros para el presente

3 Bennett, T.H. and Peters, J.C., “Continuous Soil Moisture Accounting in the Hydrologic Engineering Center Hydrologic Modeling System (HEC-HMS)”, Joint Conference on Water Resource Engineering and Water Resources Planning and Management 2000, Water Resources 2000, Rollin H. Hotchkiss, Michael Glade - Editors, July 30 – August 2, 2000, Minneapolis, Minnesota, USA




problema.

Figura 5.1: Esquema conceptual del SMA.




5.1.1 Almacenamientos máximos

El almacenamiento máximo en follaje (hf) depende del tipo de vegetación. De acuerdo a lo indicado en la Tabla 5.1, se seleccionaron los siguientes valores para el presente problema:

o Cultivos (yerba mate): hf = 1 mm (asociado a cultivos agrícolas)

o Forestación: hf = 9 mm (asociado a bosque)

o Pastizales: hf = 3 mm (asociado a herbazal)

Tabla 5.1: Almacenamiento máximo en follaje de acuerdo al tipo de vegetación.

Tipo de vegetaciónIntercepción

(mm)Bosque 9Matorral 4Herbazal 3Urbano y baldío 0Desnudo 0Plantación forestal 9Parques urbanos 3

Cultivos agrícolas 1

El almacenamiento máximo en depresiones (hd) depende del tipo de superficie del suelo (pavimentada o no) y de la pendiente. Teniendo en cuenta la Tabla 5.2, para el presente problema se tomó hd = 50 mm, ya que la máxima pendiente en toda la cuenca es del 2,5%.

Tabla 5.2: Almacenamiento máximo en depresiones de acuerdo a la pendiente.

Descripción Pendiente (%) Almacenam.Sup.(mm)

Zonas Pavimentadas 3,2 – 6,4Pendientes fuertes >30% 1,0Pendientes suaves 10 - 30% 12,7 – 6,4Zonas llanas 0 - 5% 50,8

Para estimar el almacenamiento máximo en el suelo es necesario disponer de una representación de la variación del espesor del manto de suelo a través de la cuenca. A partir de estudos geológicos, ese espesor es del orden de los 3 m en la cuenca baja. Dado que en la cabecera de la cuenca se hacen evidentes los afloramientos de roca, el espesor se consideró prácticamente nulo en esa zona. Se supuso una variación lineal del espesor desde la cabecera hacia la salida de la cuenca, con lo que resultaron los espesores medios de suelo por subcuenca indicados en la Tabla 5.3.




Adicionalmente, el cálculo del almacenamiento máximo en el suelo depende de la porosidad del medio, ya que es el factor por el que hay que multiplicar al espesor. Se consideró que el suelo pertenece al grupo hidrológico C4, es decir, se trata de marga areno-arcillosa5, con lo que resulta una porosidad de 0,4 de acuerdo a la Tabla 5.4.

Tabla 5.3: Capacidades del suelo de las subcuencas

ID NombreAlmac. Máx.

Zona Sup. (m)

Almac. Máx. Capa Subt.

(m)

Espesor Suelo (m)

1 Desembocadura 0,40 0,74 2,92 Divisa 0,40 0,68 2,73 Villa Dolores 0,41 0,52 2,34 Lapacho 0,40 0,38 2,05 Estepa 0,49 0,26 1,96 Intermedia 0,55 0,20 1,97 San Antonio 0,40 0,26 1,78 Santa Carla 0,44 0,13 1,49 San Ignacio 0,41 0,16 1,410 San José 0,41 0,10 1,311 Pelado 0,41 0,04 1,112 Santa Inés 0,38 0,00 0,913 Superior 0,35 0,00 0,5

Tabla 5.4: Porosidad y conductividad hidráulica para distintos tipos de suelo6.

Parámetros de infiltración de Green-Ampt para varias clases de suelos

Clase de Suelo Porosidad Porosidad efectivaConductividad

hidráulica (cm/h)Arena 0,437 0,417 11,78Arena margosa 0,437 0,401 2,99Marga arenosa 0,453 0,412 1,09Marga 0,463 0,434 0,34Marga limosa 0,501 0,486 0,65Marga arenoarcillosa 0,398 0,330 0,15Marga arcillosa 0,464 0,309 0,10Marga limo--arcillosa 0,471 0,432 0,10Arcilla arenosa 0,430 0,321 0,06Arcilla limosa 0,479 0,423 0,05Arcilla 0,475 0,388 0,03

4 Harza y Consorciados (CIDY), “Estudios Hidrogeológicos de arroyos, Hidrología de Arroyos, 1° Etapa”, 2° Informe de Avance, Volumen N° 5, Septiembre 19805 “Urban Hydrology for Small Watersheds”, Natural Resource Conservation Service, Engineering Division, Department of Agriculture, USA, Technical Release–55, 1999.6 Ven Te Chow, “Hidrologia Aplicada”, Maidment, Mays, 1994




La profundidad de las raíces de los pastizales es del orden del metro, mientras la correspondiente a la yerba mate y a la forestación es lo suficientemente profunda como para alcanzar el estrato basáltico, es decir, para cubrir todo el espesor de suelo. Entonces, para determinar el almacenamiento máximo de la Zona Superior en las subcuencas cuyo espesor supera el metro, se efectuó un promedio entre 1 m, ponderado por el área de pastizales, y el espesor total de suelo, ponderado por el área restante. Para las subcuencas de espesor menor al metro, la Zona Superior se asoció directamente a la totalidad del espesor. Los valores resultantes por subcuenca se presentan en la Tabla 5.3.

Con respecto al almacenamiento máximo en la Zona Capilar de la capa superior de suelo, este fue estimado en 30 mm a partir de la regla de reconocimiento mostrada en la Tabla 5.5.

Tabla 5.5: Almacenamiento máximo en la Zona Capilar, de acuerdo a la frecuencia observada de eventos de escorrentía.

Frecuencia de Escorrentía

Almacenamiento máximo en Zona Capilar (mm)

En todos los eventos 10,2 – 15,2En eventos moderados 15,2 – 25,4Solo en eventos largos 25,4 – 40,6Nunca > 40,6

Donde existe una capa subterránea (espesores de suelo mayores a los correspondientes a la Zona Superior), sólo se consideró una capa superior (en rigor, se tomó una capa inferior de espesor despreciable, sin percolación, de modo de representar la impermeabilidad del manto basáltico). Su espesor fue tomado como igual al resto del manto de suelo. Los valores por subcuenca se presentan en la Tabla 5.3.




5.1.2 Infiltración/percolaciones máximas

En base a la Tabla 5.6, y teniendo en cuenta que se trata de suelo del grupo hidrológico C, la infiltración máxima se consideró de 2,5 mm/h.

Tabla 5.6: Infiltración máxima por tipo de suelo7.

Grupo hidrológico de suelo

Infiltración Superficial (mm/hr)

A > 7,6B 3,8 – 7,6C 1,3 – 3,8D 0 – 1,27

La percolación máxima (desde la capa superior de suelo a la capa subterránea) se tomó igual a la conductividad hidráulica, para cuya estimación se tuvo en cuenta la Tabla 5.7. Se consideró que la infiltración es muy lenta, seleccionándose el valor de 0,6 mm/h.

Tabla 5.7: Conductividad hidráulica de acuerdo a las características de filtración.

Conductividad hidráulica [mm/h]

Características de filtración

< 0,8 Muy lenta0,8 – 5 Lenta5 – 20 Moderadamente lenta

20 – 60 Moderada60 – 120 Moderadamente rápida

120 – 180 Rápida

5.1.3 Tiempo de retardo

Para la estimación del tiempo de retardo se tuvieron en cuenta datos de niveles registrados en el Puente de Hormigón El Porvenir; se trata de una serie temporal con dos valores diarios (uno a las 6:00 y otro a las 18:00 horas), que se extiende desde el 3 de enero al 30 de abril de 2008. La alta resolución temporal de las mediciones permitió detectar que los tiempos de recesión estaban en el orden de las 6 horas.

7 “Urban Hydrology for Small Watersheds”, Natural Resource Conservation Service, Engineering Division, Department of Agriculture, USA, Technical Release–55, 1999.




5.1.4 Zonificación

En la cuenca del Zaimán se han distinguido tres tipos de vegetación dominantes: cultivos de yerba mate (Ilex paraguarienses), plantaciones forestales y pastizales.

En la Figura 5.2 se muestra la zonificación de la cuenca en zonas de uso llevada a cabo en base al análisis de imágenes satelitales e información aportada por la estación Cerro Azul del INTA. En la Zona Urbana se considera que un 30% es impermeable, y que resto está cubierta con pastizales. De esta manera, la zona con cobertura efectiva de pastizales resulta fuertemente dominante, con el 78% de la superficie; le sigue en orden de importancia la zona cultivada con yerba mate, que representa el 15%; la forestación alcanza al 5% del área; sólo el 3% de la cuenca es considerado como impermeable.

Figura 5.2: Zonificación del uso del suelo.

Cruzando este mapa de uso de suelo con el de las subcuencas surgen las áreas de uso por subcuenca (Tabla 5.8), que se utilizan para ponderar las capacidades del suelo por subcuenca.




Tabla 5.8: Uso del suelo de las subcuencas

ID NombreArea (km2)

Urbano (%)

Pastura (%)

Yerba Mate (%)

Forestación(%)

Impermeable (%)

1 Desembocadura 2.83 17 95 0 0 52 Divisa 11.25 83 75 0 0 253 Villa Dolores 10.90 15 94 0 2 44 Lapacho 7.63 23 93 0 0 75 Estepa 27.68 0 75 13 12 06 Intermedia 8.75 2 58 42 0 17 San Antonio 4.60 1 99 0 1 08 Santa Carla 5.38 0 79 20 1 09 San Ignacio 4.58 0 95 0 5 0

10 San José 5.25 0 94 0 6 011 Pelado 22.84 0 80 8 12 012 Santa Inés 12.90 0 54 43 3 013 Superior 22.81 0 75 25 1 0

5.1.5 Impermeabilidad

En la Tabla 5.8 se muestra el porcentaje de impermeabilidad por subcuenca, obtenido a partir de la caracterización del uso del suelo efectuada más arriba.

5.2 Escorrentía superficial

Para el transporte de la escorrentía superficial se utiliza el método del hidrograma unitario del SCS8. Este requiere especificar el tiempo de retardo, sugiriendo su estimación como el 60% del tiempo de concentración de la cuenca. Este se calculó utilizando la fórmula de Kirpich9, de donde surgieron los valores por subcuenca mostrados en la Tabla 5.9.

8 Ven Te Chow, “Hidrologia Aplicada”, Maidment, Mays, 19949 Ven Te Chow, “Hidrologia Aplicada”, Maidment, Mays, 1994




Tabla 5.9: Escalas de tiempo de las subcuencas.

IDTiempo de

concentración (min)

Tiempo de retardo (min)

1 129 772 66 403 80 484 73 445 159 956 141 857 60 368 51 319 70 42

10 56 3411 120 7212 78 4713 120 72

5.3 Flujo de Base

El transporte del flujo de base se efectúa mediante el método del reservorio lineal10, que requiere la especificación del tiempo de retardo. Este se tomó igual al tiempo de retardo subterráneo, es decir, 6 horas.

10 Ven Te Chow, “Hidrologia Aplicada”, Maidment, Mays, 1994




6 Modelo Hidráulico

6.1 Forzantes

El flujo concentrado está forzado por el aporte de caudal desde las subcuencas de los arroyos que desembocan en él, calculados con el modelo hidrológico. En la Figura 6.1 se muestran las subcuencas y los puntos de aporte de caudal en el modelo.

Figura 6.1: Subcuencas y puntos de aporte de caudal al Ao Zaimán.

El flujo concentrado está condicionado por la resistencia hidráulica, por el nivel del embalse de Yacyretá y por la presencia de estructuras viales (puentes).

La resistencia hidráulica se parametriza en términos de la rugosidad del cauce, representada por el




coeficiente de Manning. En base a observaciones y comparación con casos tabulados11 se establecieron para este coeficiente los valores mostrados en la Tabla 6.1.

Tabla 6.1: Conductividad hidráulica de acuerdo a las características de filtración.

Zona de Cuenca Cauce principal PlanicieAlta 0,040 0,050Baja 0,045 0,050

El nivel del embalse de Yacyretá produce un efecto de remanso sobre el arroyo. En la Figura 6.2 se muestra, a título ilustrativo, el nivel del embalse para el período 2002-2006. Allí se observa el cambio de cota operado desde el segundo trimestre de 2006.

75.5

76.0

76.5

77.0

77.5

78.0

78.5

79.0

1-ene-02 2-ene-03 3-ene-04 3-ene-05 4-ene-06

Niv

el I

GM

(m

)

Figura 6.2: Serie de niveles del embalse para el período 2002-2006.

11 Ven Te Chow , “Open Channel Hydraulics”, McGraw-Hill, 1959.




6.2 Estructuras

La Figura 6.3 presenta la ubicación de los seis puentes existentes sobre el Aº Zaimán. Si bien todos ellos fueron representados en el modelo, los significativos resultaron ser los correspondientes a la Ruta Nacional Nº 12 y a la Av. Cabo de Hornos, que producen una obstrucción de la planicie de inundación. Los restantes, de menor envergadura, sólo pueden producir una perturbación local sobre el flujo.

Figura 6.3: Ubicación de puentes sobre el Aº Zaimán.

A continuación se describen los dos puentes principales y se explica su representación esquemática en el modelo:

Puente sobre Ruta Nacional Nº 12: Se trata de dos puentes paralelos, cada uno con un sentido de circulación, cuya luz total es de 70 m. El ubicado aguas abajo, de mayor antigüedad, tiene 6




vanos de 11,7 m de ancho entre eje y eje de pila. El más moderno, ubicado aguas arriba, tiene 4 vanos de 17,5 m. La cota inferior de las vigas es 84,5 m para el antiguo y 85,7 m para el moderno. En el modelo sólo se representó el puente antiguo, ya que es el que ofrece mayor resistencia (Figura 6.4a). Las pilas se consideraron de 1 m de espesor.

Puente sobre Av. Cabo de Hornos: La luz total es de 140 m, con 5 vanos de 28 m entre eje y eje de pila. Las pilas son de 1,40 m de espesor. Se estimó una cota inferior de vigas de 86,8 m (Figura 6.4b).

a) Ruta Nacional Nº 12




b) Av. Cabo de Hornos

Figura 6.4: Esquematización de puentes sobre el Aº Zaimán.

6.3 Pasos de discretización

El arroyo se discretizó con un paso espacial (∆x) de 50 m. Esto significa que se resuelve con 366 nodos, una resolución relativamente alta.

Para representar la onda de inundación con precisión, es necesario que el paso temporal (∆t) cumpla con la siguiente condición

∆t ∼ ∆x / c

donde c es la celeridad de la onda. Por tratarse de ondas tipo cinemáticas, esta celeridad es del orden de la velocidad de flujo. Estimándola en 3 m/s, resulta que el paso temporal debe ser del orden de 10 segundos. El valor utilizado para las simulaciones fue de 2 segundos, con lo cual se garantiza la estabilidad.




7 Calibración del modelo

7.1 Sensibilidad

Se efectuaron ensayos de sensibilidad de la respuesta de las subcuencas a variaciones en los parámetros de entrada. Se analizó la variación del caudal medio anual y del caudal máximo anual de la subcuenca Estepa (#5) cuando se variaban en forma independiente cada parámetro del modelo de balance vertical, dentro de su rango práctico. En la Tabla 7.1 se indican los parámetros, el valor central y su rango de variación.

Los resultados se muestran en la Figura 7.1. Se observa que el caudal medio (Figura 7.1a) es más sensible en primer lugar a la percolación máxima; luego al almacenamiento máximo en el follaje; le siguen los almacenamientos máximos en depresiones y en la capa subterránea; la sensibilidad es muy baja a los almacenamientos máximos en la Zona Superior y Capilar. Por su parte, en el caso del caudal máximo (Figura 7.1b) la sensibilidad es mayor al almacenamiento máximo en depresiones, seguido por la infiltración, luego la percolación y en cuarto lugar el almacenamiento máximo en la Zona Superior; la sensibilidad es poco significativa para el resto de los parámetros.

Tabla 7.1: Rangos de variación de los parámetros del modelo.

Parámetro Unidades Valor central Rango

Almacenamiento máximo en follaje mm 1,9 0 – 5

Almacenamiento máximo en depresiones mm 50 0 – 50

Infiltración máxima mm/hr 1 0 – 1,5

Almacenamiento máximo en Zona Superior mm 400 20 – 500

Almacenamiento máximo en Zona Capilar mm 20 0 – 50

Percolación máxima mm/hr 0,5 0 – 1

Almacenamiento máximo en Capa Subterránea mm 800 0 – 1000

Tiempo de retardo hr 90 50 – 100




-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

-100 -50 0 50 100

Variación del parámetro (%)

Var

iac

ión

del

ca

ud

al

(%)

Almac. Follaje

Almac. Depresiones

Infiltración

Almac. Zona Superior

Almac. Zona Capilar

Percolación

Almac. Capa Subt.

Retardo

a) Caudal medio

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

-100 -50 0 50 100

Variación del parámetro (%)

Var

iac

ión

del

ca

ud

al

(%)

Almac. Follaje

Almac. Depresiones

Infiltración

Almac. Zona Superior

Almac. Zona Capilar

Percolación

Almac. Capa Subt.

Retardo

b) Caudal máximo

Figura 7.1: Sensibilidad del caudal a variaciones en los parámetros de calibración.




Por otro lado, se analizó la sensibilidad del hidrograma del Estepa a la modelación de la evapotranspiración potencial. En la Figura 7.2 se presenta la comparación entre los hidrogramas resultantes de utilizar el modelo establecido en este estudio (Priestley-Taylor) con los más simples de Penman-Montheit y Thornwaite. Sólo se observan diferencias mínimas en el flujo de base. Esto autoriza a utilizar las formulaciones simplificadas en la explotación del modelo.

Figura 7.2: Sensibilidad del hidrograma del Estepa a variaciones en el modelo de evapotranspiración potencial (ETP).

7.2 Calibración

Para la calibración del modelo se dispuso de registros hidrométricos con paso de 3 horas en tres escalas sobre el Aº Zaimán, cuyas ubicaciones se muestran en la Figura 7.3, a saber:

o Puente sobre Ruta Nacional 12 (RN 12)

o Laguna de tratamiento del complejo habitacional A32

o Puente ferroviario (FFCC)




Los registros se extienden sobre la ventana de tiempo que va de enero de 1995 a abril de 1997, presentando algunos baches.

Figura 7.3: Ubicación de escalas de calibración.

Las comparaciones mostraron que el modelo, con los valores de los parámetros establecidos a priori, sobrestima el flujo de base y subestima la escorrentía; en particular, subestima los picos de nivel. Se efectuaron ajustes, entonces, en tres de los cuatro parámetros para los cuales el caudal máximo resulta más sensible, de acuerdo a la Figura 3.1.4b, a saber:




o El almacenamiento máximo en depresiones fue reducido de 50 a 40 mm (lo que significaría una zona de muy bajas pendientes, pero no plana, de acuerdo a la Tabla 5.2).

o La infiltración fue reducida de 2,5 a .2,0 mm/h (que es el límite inferior para suelos tipo C, de acuerdo a la Tabla 5.6).

o La profundidad de raíces del pastizal fue corregida de 1 m a 10 cm, con lo que surgieron los almacenamientos máximos en la Zona Superior y en el Capa Subterránea mostrados en la Tabla7.2 (que reemplaza a la Tabla 5.3).

Tabla 7.2: Capacidades del suelo de las subcuencas

ID NombreAlmac. Máx.

Zona Sup. (m)

Almac. Máx. Capa Subt.

(m)

Espesor Suelo (m)

1 Desembocadura 0,04 1,10 2,92 Divisa 0,04 1,04 2,73 Villa Dolores 0,06 0,87 2,34 Lapacho 0,04 0,74 2,05 Estepa 0,21 0,54 1,96 Intermedia 0,34 0,41 1,97 San Antonio 0,05 0,61 1,78 Santa Carla 0,15 0,42 1,49 San Ignacio 0,07 0,50 1,410 San José 0,07 0,44 1,311 Pelado 0,12 0,33 1,112 Santa Inés 0,19 0,17 0,913 Superior 0,08 0,13 0,5

En la Figura 7.4 se muestra la comparación entre los resultados del modelo calibrado con las mediciones. El acuerdo se considera satisfactorio para las tres estaciones, en términos generales. Las desviaciones observadas para representar algunos eventos son atribuibles a la limitación de representar a la totalidad de la cuenca tanto con datos provenientes de una sola estación de precipitaciones, como con parámetros de calibración uniformes en el espacio. De todos modos, el modelo se muestra confiable para reproducir los mayores picos medidos con una incertidumbre menor al metro.




76

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80

81

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83

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85

86

ene-95 abr-95 jul-95 oct-95 ene-96 abr-96 jul-96 oct-96 ene-97 abr-97

Niv

el (

m I

GM

)

Mediciones

Modelo

a) Ruta Nacional 12

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

ene-95 abr-95 jul-95 oct-95 ene-96 abr-96 jul-96 oct-96 ene-97 abr-97 jul-97

Niv

el (

m I

GM

)

Mediciones

Modelo

b) Laguna de Tratamiento




76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

ene-95 abr-95 jul-95 oct-95 ene-96 abr-96 jul-96 oct-96 ene-97 abr-97 jul-97

Niv

el (

m I

GM

)

Mediciones

Modelo

c) Puente Ferroviario

Figura 7.4: Comparación entre resultados del modelo calibrado y mediciones.

A partir de una revisión de los resultados del modelo para la evolución del nivel de agua en la Ruta Nacional 12, se consideró que los niveles mínimos eran algo elevados en relación a los medidos, en el orden de los 0,50 m, lo que indica una representación inadecuada de esa sección transversal para aguas muy bajas. Los movimientos de suelo efectuados en oportunidad de construirse el puente pueden haber modificado parcialmente la sección. Fue necesario disminuir la cota de fondo desde 78,5 m a 78,30 m m para alcanzar una representación más adecuada.

7.3 Verificación

En la Figura 7.5 se presenta la comparación entre mediciones y resultados del modelo para la evolución del nivel en el Puente de Hormigón El Porvenir. Antes de calificar el nivel de acuerdo, debe tenerse en cuenta que el modelo fue corrido con la serie de precipitaciones de paso diario, de modo que lo que debe esperarse, a priori, es una respuesta suavizada y retrasada. Se observa que, efectivamente, la recesión que muestra el modelo luego de cada crecida es algo más prolongada que lo que indican las




mediciones. El hecho de que el modelo proporcione volúmenes de crecida consistentemente más altos se adjudica a que, por un lado, los datos de lluvias utilizados (de la estación INTA-Zaimán) estarían en exceso para representar lo efectivamente precipitado en la cuenca, y, por el otro, a que con dos mediciones diarias de nivel probablemente se hayan perdido algunos picos.

El caudal aforado en el Puente de Hormigón El Porvenir se muestra en la Figura 7.6 sobre la serie temporal de caudales calculada con el modelo. Se observa que, tal como sucedía con el nivel, la recesión que muestra el modelo luego de la crecida es algo más prolongada que lo que indica la medición.

84

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90

1-ene-08 21-ene-08 10-feb-08 1-mar-08 21-mar-08 10-abr-08 30-abr-08

Niv

el (

m IG

M)

-200

-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

Pre

cip

itac

ión

dia

ria

(mm

)

Medición Modelo Precipitación

Figura 7.5: Comparación entre niveles medidos y calculados en el Puente de Hormigón El Porvenir




0

2

4

6

8

10

12

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16

18

20

05-dic-07 08-dic-07 11-dic-07 14-dic-07 17-dic-07 20-dic-07 23-dic-07

Cau

dal

(m

3/s)

-200

-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

Pre

cip

ita

ció

n d

iari

a (m

m)

Medición Modelo Precipitación

Figura 7.6: Comparación entre aforo y serie de caudales en el Puente de Hormigón El Porvenir




8 Aplicación del modelo

8.1 Condiciones históricas

Se efectuó una aplicación del modelo hidráulico para simular la evolución histórica del escurrimiento del Aº Zaimán, sobre la ventana de tiempo 1968-2006. En la Figura 8.1 se muestra el registro de niveles del río Paraná en Posadas, que se utiliza como condición de borde de aguas abajo. Se distingue la elevación del nivel por el llenado del embalse de la presa de Yacyretá en el año 1994 (para operar a cota nominal de 76 m IGM), y el posterior incremento del nivel del embalse a cota nominal de 78 m IGM.

Se obtuvieron envolventes de niveles máximos de inundación correspondientes a distintas recurrencias. Para ello se procedió como sigue: se identificaron 24 secciones a lo largo del Aº Zaimán, separadas entre sí 800 m; en cada una de ellas se efectuó un análisis de recurrencia de caudales medios diarios; con los niveles correspondientes a caudales medios diarios de distinta recurrencia, se construyeron las envolventes de nivel máximo correspondiente a cada recurrencia. En rigor, la serie no es homogénea en el tiempo, debido a las intervenciones antrópicas (llenados del embalse) de tipo determinístico, por lo que no correspondería hacer este tipo de análisis de recurrencia; de todos modos, los resultados se consideran útiles como referencia para análisis posteriores. Estos resultados se muestran en la Figura8.2 para períodos de retorno de 5, 10 y 50 años. El aumento relativo de nivel en dirección a la desembocadura, en el tramo adyacente a la misma, que se observa para la recurrencia de 50 años, está relacionado con el hecho de que allí se cruzan las estadísticas de dos fenómenos distintos de crecidas: las del propio Zaimán y las del río Paraná; no se trata entonces de la envolvente de máximos de una crecida sino máximos correspondientes a distintos eventos.




73

74

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82

ene-68 ene-73 ene-78 ene-83 ene-88 ene-93 ene-98 ene-03

Niv

el (

m I

GM

)

Figura 8.1: Nivel del río Paraná en Posadas.

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75

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105

110

020004000600080001000012000140001600018000

Progresiva (m)

Niv

el

(m I

GM

)

5 años 10 años 50 años

Puente Cabo de Hornos

Puente Ferroviario

Puente Carretero

Puente Ruta Nacional 12

Figura 8.2: Envolventes de niveles máximos para distintas recurrencias




8.2 Efecto del embalse sobre crecidas interanuales

El modelo se aplicó para analizar la influencia del embalse sobre las crecidas de recurrencia plurianual, para distintas condiciones de operación del embalse. Específicamente, se consideraron tres situaciones de nivel del embalse: 76 m (situación original), 78 m (situación actual) y 83 m (situación futura). Se trabajó con los forzantes hidrológicos (precipitación y evapotranspiración potencial) correspondientes a la ventana de tiempos 1968-2006. Dado que la cota del embalse fue fijada en el nivel de operación correspondiente a cada situación, no se tienen en cuenta aquí las crecidas del río Paraná que podrían, eventualmente, incrementar levemente esa cota.

Para construir las envolventes de niveles máximos de inundación correspondientes a distintas recurrencias se procedió tal como fue explicado en la sección anterior para las condiciones históricas, sólo que esta vez el análisis es más riguroso porque no existen variaciones determinísticas. La Figura8.3 muestra esas curvas para períodos de retorno de 5, 10 y 50 años, mientras que la Figura 3.2.2 hace lo mismo pero sólo para el tramo inferior. Surgen las siguientes observaciones:

o Los efectos de remanso para cotas 76 m (Figura 8.3a y Figura 8.3a) y 78 m (Figura 8.3b y Figura 8.3b) están confinados dentro de una distancia de 800 m de la desembocadura, tal cual indica la caída brusca que se produce en el último tramo de análisis, y reafirma el hecho de que las distribuciones coinciden para ambas cotas desde los 800 m hacia aguas arriba.

o Por diferencia con los casos anteriores, surge que el remanso por efecto del embalse a cota 83 m no supera los 4800 m, es decir, este tramo incluye el puente de la Ruta 12 pero no el puente de Cabo de Hornos (Figura 8.3c y Figura 8.3c).

70

75

80

85

90

95

100

105

110

020004000600080001000012000140001600018000

Progresiva (m)

Niv

el (

m I

GM

)



Puente Ferroviario

Puente Carretero


a) Cota 76 m IGM




70

75

80

85

90

95

100

105

110

020004000600080001000012000140001600018000

Progresiva (m)

Niv

el (

m I

GM

)



Puente Ferroviario

Puente Carretero


b) Cota 78 m IGM

70

75

80

85

90

95

100

105

110

020004000600080001000012000140001600018000

Progresiva (m)

Niv

el

(m I

GM

)



Puente Ferroviario

Puente Carretero


c) Cota 83 m IGM

Figura 8.3: Envolventes de niveles máximos para distintas recurrencias y diferentes cotas de embalse.




72

74

76

78

80

82

84

86

88

01000200030004000500060007000

Progresiva (m)

Niv

el

(m I

GM

)



Puente Ferroviario

Puente Carretero


a) Cota 76 m IGM

72

74

76

78

80

82

84

86

88

01000200030004000500060007000

Progresiva (m)

Niv

el (

m I

GM

)



Puente Ferroviario

Puente Carretero


b) Cota 78 m IGM




72

74

76

78

80

82

84

86

88

01000200030004000500060007000

Progresiva (m)

Niv

el

(m I

GM

)



Puente Ferroviario

Puente Carretero


c) Cota 83 m IGM

Figura 8.3: Envolventes de niveles máximos sobre el tramo inferior del Aº Zaimán para distintas recurrencias y diferentes cotas de embalse.

En la Figura 8.3 resulta llamativa la escasa diferencia entre las envolventes para distintos períodos de retorno. Esto es indicativo de un amplio valle de inundación, que torna pequeñas las variaciones de nivel aún para variaciones significativas de caudal, tal cual ilustra la Figura 8.5, que presenta las relaciones caudal-nivel (‘curvas H-Q’) para dos progresivas, tal como surgen del modelo. Se observa que las curvas muestran muy bajas pendientes para los caudales mayores al de desborde.

Como complemento, la Figura 8.6 muestra las envolventes de máximos de los caudales medios diarios (que son los únicos caudales significativos que pueden obtenerse a partir de datos de precipitaciones diarias) correspondientes a crecidas de distinta recurrencia, que son comunes para las tres cotas de embalse. Allí se indican las secciones donde se produce el aporte desde las subcuencas al Aº Zaimán, lo que explica los incrementos de caudal que se producen hacia aguas abajo.

Finalmente, la Figura 8.7 presenta los mapas de riesgo de inundación, que surgen de plasmar las envolventes de la Figura 8.3 sobre el MDT. Allí se distingue la escala de resolución del MDT, de 90 m.




a) Progresiva 16000 m

b) Progresiva 12800 m

Figura 8.5: Relaciones nivel-caudal.


1 0 1

1 0 2

1 0 2

1 0 3

1 0 3

1 0 4

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0

C a u d a l ( m 3 / s )

Niv

el (

m IG

M)

9 3 . 0

9 3 . 5

9 4 . 0

9 4 . 5

9 5 . 0

9 5 . 5

9 6 . 0

9 6 . 5

0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0

C a u d a l ( m 3 / s )

Niv

el (

m IG

M)



0

50

100

150

200

250

300

020004000600080001000012000140001600018000

Progresiva (m)

Ca

ud

al

(m3

/s)

Recurrencia = 5 años Recurrencia = 10 años Recurrencia = 50 años


Puente Ferroviario

Puente Carretero


Puntos de Aporte Margen Izquierda

Puntos de Aporte Margen Derecha

Figura 8.6: Envolventes de máximos de caudales medios diarios, para distintas recurrencias.




a) Cota 76 m IGM




b) Cota 78 m IGM




c) Cota 83 m IGM

Figura 8.7: Mapas de riesgo de inundación para distintas recurrencias y diferentes cotas de embalse.




8.3 Efecto del embalse para condiciones normales

En la sección anterior se presentaron las estadísticas de las crecidas interanuales. Como complemento a la caracterización hidrológica del Aº Zaimán, se muestran aquí las curvas de frecuencia de niveles obtenidas del modelo, que resultan representativas de lo que acontece en escalas de tiempo intranuales.

La Figura 8.8 muestra curvas de frecuencia de superación para cotas 78 y 83 m. De la comparación entre ambas se concluye que el efecto de remanso con el embalse a cota 83 m puede llegar hasta alrededor de 7 km de la desembocadura para condiciones normales.

Como un indicador global de la intrusión que significa este efecto de remanso, téngase en cuenta que el ‘subembalse’ así generado ocupa un área de aproximadamente 389 ha, la cual, comparada con las 14.700 ha de la cuenca del Zaimán, representa una superficie de sólo el 2,6%.

75

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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Frecuencia de superación (%)

Niv

el (

m IG

M)

2400 4800 7200 9600 12000 14400 16800

a) Cota 78 m IGM




75

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90

95

100

105

110

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Frecuencia de superación (%)

Niv

el (

m IG

M)

2400 4800 7200 9600 12000 14400 16800

b) Cota 83 m IGM

Figura 8.8: Curvas de frecuencia de niveles para distintas cotas de embalse.

8.4 Productos del modelo

A partir del modelo es posible obtener una serie de productos de interés para caracterizar la respuesta hidrológico-hidráulica de la cuenca del Aº Zaimán.

En la Figura 8.9 se muestra la recurrencia de caudales medios diarios del Aº Zaimán en la sección de la Ruta 12, que complementa las distribuciones espaciales mostradas en la Figura 8.6 para tres recurrencias. La Tabla 8.1 presenta los valores asociados a algunos tiempos de retorno de referencia.




0

50

100

150

200

250

300

350

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Tiempo de recurrencia (años)

Cau

dal

(m

3/s)

Figura 8.9: Recurrencia de caudales medios diarios en Ruta 12.

Tabla 8.1: Caudales medios diarios asociados a distintos períodos de retorno

Período de retorno (años)

Caudal(m3/s)

2 1055 155

10 19025 23550 265100 295

La Figura 8.10 presenta los caudales medios anuales del Aº Zaimán en la Ruta 12 (Figura 8.10a) y de cada una de las subcuencas de aporte (Figura 8.10b). En términos generales, se observan caudales medios anuales algo mayores en las décadas del 80 y del 90 en relación al resto. La variación de la magnitud del caudal de subcuenca a subcuenca depende directamente del área de la subcuenca, tal como se observa en la Figura 8.10c, que representa el caudal promedio (sobre todos los años de simulación) por subcuenca y el área correspondiente.

Como complemento en la Figura 8.11 se muestran los caudales medios mensuales del Aº Zaimán en la




Ruta 12 (Figura 8.11a) y sus promedios sobre toda la ventana de simulación (Figura 8.11b). De estos últimos se observa que el caudal máximo mensual tiende a producirse en noviembre/diciembre, mientras que el mínimo se da en agosto/setiembre.

0

1

2

3

4

5

6

7

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9

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1968 1973 1978 1984 1989 1995 2000 2006

Cau

dal

med

io a

nu

al (

m3

/s)

a) Aº Zaimán en Ruta 12




0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

1968 1973 1978 1984 1989 1995 2000 2006

Cau

dal

med

io a

nu

al (

m3/

s)

DesembocaduraDivisa

Estepa

Intermedia

Lapacho

Pelado

San Antonio

San Ignacio

San Jose

Santa Carla

Santa Ines

Superior

Villa Dolores

Villa Lanus

b) Subcuencas

0

5

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25

30

Desem

boca

dura

Divisa

Estepa

Inte

rmed

ia

Lapa

cho

Pelado

San A

nton

io

San Ig

nacio

San Jo

se

Santa

Car

la

Santa

Ines

Super

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Villa D

olore

s

Villa L

anus

Are

a (k

m2)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Cau

da

l pro

med

io (

m3/

s)

Area Caudal

c) Promedio por subcuenca

Figura 8.10: Caudales medios anuales




0

5

10

15

20

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35

1968 1970 1973 1976 1978 1981 1984 1987 1989 1992 1995 1998 2000 2003 2006

Cau

dal

med

io m

ensu

al (

m3/

s)

a) Aº Zaimán en Ruta 12

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Septie

mbr

e

Octubr

e

Noviem

bre

Diciem

bre

Enero

Febre

ro

Mar

zoAbr

il

May

oJu

nio Julio

Agosto

Cau

dal

pro

med

io m

ens

ual

(m

3/s)

b) Promedio

Figura 8.11: Caudales medios mensuales

La Figura 8.12 presenta los rendimientos (relación de caudal a área de la cuenca) medios anuales para




toda la cuenca del Zaimán (Figura 8.12a, identificados como ‘Total’) y para cada subcuenca (Figura8.12b). Si bien muestran una modulación muy similar a la del caudal medio anual (Figura 8.10), su variación de subcuenca a subcuenca es relativamente débil (Figura 8.12b). Los valores promedio se muestran en la Figura 8.12c. Se observa que no bajan de 35 L/km2/s, y que no alcanzan los 45 L/km2/s. Estos resultan mayores, entre un 50 y un 100%, a los reportados en análisis hidrológicos antecedentes, que la ubican entre 21 y 24 L/km2/s12. A título de complemento, en la Figura 8.12a también se incluye el rendimiento sin considerar el flujo de base. Se observa que oscila principalmente en el rango de 2 a 10 L/km2/s, pudiendo llegar excepcionalmente a 20 L/km2/s.

Finalmente, en la Figura 8.13 se presenta el coeficiente de escorrentía medio anual de la cuenca. Se observa que varía entre aproximadamente 0,6 y 0,7, lo cual es compatible con análisis antecedentes13. Su valor promedio es 0,65.

0

10

20

30

40

50

60

70

1968 1973 1978 1984 1989 1995 2000 2006

Ren

dim

ien

to (

L/k

m2/

s)

Total Sin flujo base

a) Cuenca

12 EBY, comunicación personal13 EBY, comunicación personal




0

10

20

30

40

50

60

70

80

1968 1973 1978 1984 1989 1995 2000 2006

Ren

dim

ien

to m

edio

an

ua

l (L

/km

2/s

)

DesembocaduraDivisa

Estepa

Intermedia

Lapacho

Pelado

San Antonio

San Ignacio

San Jose

Santa Carla

Santa Ines

Superior

Villa Dolores

Villa Lanus

b) Subcuencas

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Desem

boca

dura

Divisa

Estepa

Inte

rmed

ia

Lapa

cho

Pelado

San A

nton

io

San Ig

nacio

San Jo

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Santa

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la

Santa

Ines

Super

ior

Villa D

olore

s

Villa L

anus

Ren

dim

ien

to p

rom

edio

(L

/km

2/s)

c) Promedio por subcuenca

Figura 8.12: Rendimiento




0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

1968 1973 1978 1984 1989 1995 2000 2006

Co

efic

ien

te d

e e

sco

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Figura 8.13: Coeficiente de escorrentía medio anual de la cuenca del Zaimán




9 Conclusiones

Las conclusiones principales que se desprenden de los estudios con el modelo hidrológico-hidráulico del Aº Zaimán son las siguientes:

o Se dispone de un modelo hidrológico-hidráulico del Aº Zaimán con la calibración ajustada para representar mejor los niveles mínimos en la sección de la Ruta 12 y en la sección de la desembocadura al río Paraná. Al verificarlo con datos de niveles y un aforo registrados en el Puente de Hormigón El Porvenir, el modelo muestra una recesión algo más prolongada que lo que indica las mediciones, lo que se adjudica, en parte, a que se trabaja con precipitaciones de paso diario.

o La modelación con precipitaciones de paso diario sólo puede proveer caudales medios diarios. Para poder reproducir los picos diarios es necesario trabajar con series de precipitaciones de paso suficiente como para resolver la distribución temporal de la lluvia durante el día.

o Los efectos de remanso para cotas del embalse de 76 y 78 m están confinados dentro de una distancia de 800 m de la desembocadura.

o El efecto de remanso con el embalse a cota 83 m puede llegar hasta alrededor de 7 km de la desembocadura para condiciones normales. Sin embargo, para grandes crecidas (recurrencia mayor o igual a 5 años, en términos de caudales medios diarios) el remanso no supera los 4800 m, es decir, queda incluido el puente de la Ruta 12 pero no el puente de Cabo de Hornos.

o Como un indicador global de la intrusión que significa el efecto de remanso a cota 83 m, se tiene que el ‘subembalse’ generado representa una superficie de sólo el 2,6% del área total de la cuenca del Zaimán.

o El amplio valle de inundación torna pequeñas las variaciones de nivel resultantes de caudales medios diarios de distintos períodos de retorno.

o Se dispone de mapas de riesgo de inundación para todo el Aº Zaimán.

o Los caudales medios diarios se encuentran en el rango de 100 a 300 m3/s para recurrencias de entre 2 y 100 años.

o Los rendimientos medios anuales para las subcuencas no bajan de 35 L/km2/s y no alcanzan los 45 L/km2/s, los cuales resultan entre un 50 y un 100% mayores a los reportados en análisis hidrológicos antecedentes.

o El coeficiente de escorrentía varía, de subcuenca a subcuenca, entre aproximadamente 0,6 y 0,7, con un valor promedio de 0,65, valores que resultan compatibles con análisis hidrológicos antecedentes.


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