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SAT/GLP – Sistema de alerta temprana para el Gran La Plata.
por Pablo Romanazzi
UIDET Hidrología – Fi - UNLP
Jornada SAT - GLP20/11/2015 1
SAT/GLP – Sistema de alerta temprana para el Gran La Plata.
Contenidos
1. Inundaciones: escala espacial y temporal2. Programa de gestión del riesgo de inundación3. Interacción de sistemas de alerta temprana, Cloud Computing y paralelización de escenarios4. Referencias
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SAT/GLP – Sistema de alerta temprana para el Gran La Plata.
Contenidos
1. Inundaciones: escala espacial y temporal2. Programa de gestión del riesgo de inundación3. Interacción de sistemas de alerta temprana, Cloud Computing y paralelización de escenarios4. Referencias
Jornada SAT - GLP20/11/2015 3
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Escala UrbanaCuenca A° del Gato: 100 km2
Ubicación relativa en el Gran Buenos Aires
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
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Cuencas de la vertienteintermedia superiordel Río de La Plata(aprox. 1200 Km2 = 120.000 ha)
(Fuente: “El cambio climático y las condiciones ambientales en los Partidos de La Plata, Berisso y Ensenada,Provincia de Buenos Aires: Aspectos preliminares”, Kruse y colaboradores, 2011).
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
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Cuencas de la vertienteintermedia superiordel Río de La Plata
(Fuente: “Identificación y caracterización de cuencas hídricas del Gran Buenos Aires”, LH-Fi-UNLP, 1998).
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
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Cuencas de la vertienteintermedia superiordel Río de La Plata(imagen de radar SRTM)
(Fuente: “Identificación y caracterización de cuencas hídricas del Gran Buenos Aires”, LH-Fi-UNLP, 1998).
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
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Cuencas de la vertienteintermedia superiordel Río de La Plata
(1 pluviógrafo)
(Fuente: “Identificación y caracterización de cuencas hídricas del Gran Buenos Aires”, LH-Fi-UNLP, 1998).
Cuenca del Arroyo Don Carlos
• F.C.G.R. → 890 Ha.
• F.C.G.B. → 318 Ha.
• Cno. Gral. Belgrano → 738 Ha.
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
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Cuencas de la vertienteintermedia superiordel Río de La Plata
( 4 pluviógrafos)
(Fuente: “Identificación y caracterización de cuencas hídricas del Gran Buenos Aires”, LH-Fi-UNLP, 1998).
Cuenca del Arroyo Rodríguez
• F.C.G.R. → 3566 Ha.
Ruta 36 → 874 Ha.
• F.C.G.B. → 2760 Ha.
• Cno. Gral. Belgrano → 3390 Ha.
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
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Cuencas de la vertienteintermedia superiordel Río de La Plata
( 3 pluviógrafos)
(Fuente: “Identificación y caracterización de cuencas hídricas del Gran Buenos Aires”, LH-Fi-UNLP, 1998).
Cuenca del Arroyo Martín
• F.C.G.R. → 2526 Ha.
Ruta 36 → 572 Ha.
• F.C.G.B. → 1722 Ha.
• Cno. Gral. Belgrano → 2182 Ha.
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
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Cuencas de la vertienteintermedia superiordel Río de La Plata
( 6 pluviógrafos)
(Fuente: “Identificación y caracterización de cuencas hídricas del Gran Buenos Aires”, LH-Fi-UNLP, 1998).
• Cno. Centenario → 5615 Ha.
Ruta 36 → 1994 Ha.
• F.C.G.B. → 3991 Ha.
• Cno. Gral. Belgrano → 5005 Ha.
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
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Evaluando la complejidad de las inundaciones
1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
Cuencas de la vertienteintermedia superiordel Río de La Plata
(Fuente: “Identificación y caracterización de cuencas hídricas del Gran Buenos Aires”, LH-Fi-UNLP, 1998).
Resumen áreas de aporte (Hectáreas)
Sección de control Don Carlos Rodríguez Martín Carnaval
Ruta 36 0 0% 874 25% 572 23% 1994 36%
F.C.G.Belgrano 318 36% 2760 77% 1722 68% 3991 71%
Cno. Gral. Belgrano 738 83% 3390 95% 2182 86% 5005 89%
F.C.G.Roca 890 100% 3566 100% 2526 100% 5615 100%
Pluviógrafos 1 4 3 6
Limnígrafos 1 2 2 + 1 2 + 1
Total pluviógrafos zona Norte = 14 + 10 (A° del Gato) = 24 unidades (~ 360.000$)
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Situación actual (julio 2015)
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
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Tormentas singulares en la última década
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
(*) Intensidades para una duración de 60 minutos
R Intensidad (*) [mm/h]
[años] Rhüle V. Ortuzar La Plata
2 38.0 35.9 35.1
5 47.8 47.8 42.2
10 55.2 55.4 48.4
25 65.0 65.5 58.2
50 72.4 72.9 66.8
100 79.8 80.5 76.8
Curvas IDR para La Plata
0
50
100
150
200
250
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
D [min]
I [m
m/h
]
R = 2 años R = 5 años
R = 10 años R = 25 años
R = 50 años R = 100 años
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Límites del diseño de las obras de desagüe. Ejemplo para La Plata.
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
Evento P total [mm]% PMPLP
(500 mm)
% PMPRegional
(540 mm)
27/01/2002 120 24 22
28/02/2008 240 48 44
02/04/2013 392 78 73
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Baremo para tormentas severas ocurridas en La Plata (Romanazzi, 2014)
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
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+
Componente Superficial
PrecipitaciónEvapotranspiración
Comp. Subsuperficial
Comp. Subterráneo
Infiltración
Percolación
(Recarga)
Q total
Qsup
QssTiempo
(-)
(+)
La visión sistémica de la fase terrestre del Ciclo Hidrológico(Singh, V. ; “Hydrologic Systems: Vol. I – Rainfall – Runoff Modeling”, Prentice Hall, New Jersey, 1988)
Qsub
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1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
Contenidos
1. Inundaciones: escala espacial y temporal2. Programa de gestión del riesgo de inundación3. Interacción de sistemas de alerta temprana, Cloud Computing y paralelización de escenarios4. Referencias
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Módulos básicosMódulos básicos
1 – Inventario Físico de la infraestructura hidráulica
Módulos básicos
1 – Inventario Físico de la infraestructura hidráulica
2 – Simulación matemática del sistema de desagüe
Módulos básicos
1 – Inventario Físico de la infraestructura hidráulica
2 – Simulación matemática del sistema de desagüe
3 – Sistema de Monitoreo y Alerta
Módulos básicos
1 – Inventario Físico de la infraestructura hidráulica
2 – Simulación matemática del sistema de desagüe
3 – Sistema de Monitoreo y Alerta
4 – Planificación y lineamientos para nuevas obras
Módulos básicos
1 – Inventario Físico de la infraestructura hidráulica
2 – Simulación matemática del sistema de desagüe
3 – Sistema de Monitoreo y Alerta
4 – Planificación y lineamientos para nuevas obras
5 – Registro de eventos, documentación y difusión
PERMANENTE
DINÁMICO
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2. Programa de gestión del riesgo de inundación
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2. Programa de gestión del riesgo de inundación
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2. Programa de gestión del riesgo de inundación
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Inundación rural Inundación urbana
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2. Programa de gestión del riesgo de inundación
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a b
0 30 km
0 3 km
La cuenca del arroyo del Gato
Es una de las más extensas de la región Gran La Plata, la más densamente poblada y la que contiene en su territorio a la mayoría de las actividades industriales y agrícolas que se desarrollan en el presente.
Es colindante en el sector NE con el sistema que forman los arroyos Rodríguez – Don Carlos; en el sector sur con la cuenca del arroyo del Zoológico y la del arroyo Maldonado; y en cabecera comparte sus divisorias de aguas con la cuenca del Río Samborombón (Fig. a).
La mayor parte de la superficie de la cuenca del arroyo del Gato se ubica en el sector central del partido de La Plata e involucra en extensión a más de la mitad del casco fundacional de la ciudad homónima y 12 centros comunales periféricos (Fig. b).
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2. Programa de gestión del riesgo de inundación
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Algunas conclusiones
• Hacia la misma situación de vulnerabilidad se transita en las cuencas del Ny S del partido de La Plata en la medida que no se acompañe a laurbanización con una planificación adecuada de la infraestructura, enespecial, la relacionada con la componente hídrica (pluviales, agua potable,cloaca)
• El análisis de la comparación de las improntas de la inundación para los dosmáximos eventos registrados hasta el presente (2002 y 2013) permitenconfirmar no sólo las trazas preferenciales del paso de las aguas por elsector urbano (lo cual debería orientar los planes de emergencia a futuro)sino la dinámica de su evolución temporal con el estacionamiento de losexcedentes en la zona norte del casco urbano.
• Por último, se advierte la importancia de tener siempre una mejora en las obras estructurales (aunque no se llegue a los límites físicos de su desarrollo), ya que las mismos pueden producir una disminución significativa de los tiempos de residencia de las aguas favoreciendo así las operaciones de rescate, evacuación y asistencia sanitaria durante la emergencia.
• Todo esto debe ser acompañado con medidas de prevención y protocolos
de emergencia, para pasar de “una ciudad inundable” a
una “ciudad adaptada a la inundación y con bajo nivel de riesgo”. Con los daños evitados de 1 sola
inundación se paga este paquete de medidas.
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2. Programa de gestión del riesgo de inundación
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PROYECTO UNLP - CONICET
Equipo responsable Unidades Académicas intervinientes
Dr. Arq. Gustavo San Juan IIPAC (Inst. de Investig. y Políticas del Ambiente Construido)
Facultad de Arquitectura y Urbanismo
MSc. Ing. Pablo Romanazzi LH (Laboratorio de Hidrología. Dto. de Hidráulica)
Facultad de Ingeniería
Dr. Daniel Del Cogliano GGE (Grupo de Geodesia Espacial)
Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas
Dr. Eduardo Kruse GA (Grupo Agua) / CHG (Cátedra de hidrología General)
Facultad Ciencias Naturales y Museo
Dr. Ramiro Sarandón GE- CE (Gabinete de Ecometría de la Cátedra de Estadística)
Facultad de Ciencias Naturales y Museo
Dra. Fernanda Gaspari CEIDE (Centro de Estudios Integrados de la Dinámica Exógena)
CMCH (Cátedra de Manejo de Cuencas Hidrográficas)
Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales
Dra. Eugenia Rosboch LILSU (Laboratorio de Investigación de lazos Socio-Urbanos)
Facultad de Periodismo y Comunicación Social
Dra. Graciela Etchegoyen CINUS (Centro Interdisciplinario Universitario para la Salud)
CE (Cátedra de Epidemiología)
Facultad de Ciencias Médicas
Dr. Marcelo Naiouf LIDI (Instituto de Investigación en Informática)
Facultad de Informática
Coordinador:
MSc. Soc. Jorge Karol IIPAC (Inst. de Investig. y Políticas del Ambiente Construido)
Facultad de Arquitectura y Urbanismo.
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2. Programa de gestión del riesgo de inundación
Contenidos
1. Inundaciones: escala espacial y temporal2. Programa de gestión del riesgo de inundación3. Interacción de sistemas de alerta temprana, Cloud Computing y paralelización de escenarios4. Referencias
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Base de datosProcesos en líneaBoletín mensual / semanal /evento
UsuariosPerfiles de usuariosNiveles de acceso
ComunicacionesAlertasAlarmasMensajes
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3. Ideas acerca de la interacción de sistemas de alerta temprana, Cloud Computing y paralelización de escenarios
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¿Cloud Computing?
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3. Ideas acerca de la interacción de sistemas de alerta temprana, Cloud Computing y paralelización de escenarios
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3. Ideas acerca de la interacción de sistemas de alerta temprana, Cloud Computing y paralelización de escenarios
10’ 15’20’
30’
60’
Tiempo real [min]
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10’ 15’20’
30’
60’
Tiempo real [min]
2002 ?
2013?
….PMP ?
+ participación bidireccional de los afectados??
x N° Estaciones
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3. Ideas acerca de la interacción de sistemas de alerta temprana, Cloud Computing y paralelización de escenarios
Contenidos
1. Inundaciones: escala espacial y temporal2. Programa de gestión del riesgo de inundación3. Interacción de sistemas de alerta temprana, Cloud Computing y paralelización de escenarios4. Referencias
Jornada SAT - GLP20/11/2015 31
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• Antico, P. L. y Sabbione, N. C., 2005. Variabilidad temporal de la precipitación en la ciudad de La Plata durante el período 1909-2007: tendencias y fluctuaciones cuasiperiódicas. Geoacta 35:44-53.
• Bertoni, J. C. y Tucci, C. M., 1993. Hidrologia, Ciência e Aplicaçao. Editora da Universidade, UFRGS-EDUSP, Porto Alegre.
• Caamaño Nelly, G., Dasso, C. y García, C., 2003. Lluvias de diseño: conceptos, técnicas y experiencias. Editorial Científica Universitaria, Córdoba.
• De Hann, L. y Ferreira, A., 2006. Extreme value theory, an introduction. Springer.
• Hershfield, D. M., 1961. Estimating the probable maximum precipitation, Proc. ASCE, J. Hydraul. Div., 87(HY5), 99-106.
• Hershfield, D. M., 1965. Method for estimating probable maximum precipitation, J. American WaterworksAssociation, 57, 965-972.
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4. Referencias
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• Barbero, A. J., 1999. Los desagües pluviales de La Plata. Laboratorio de Hidrología, Fi –UNLP, Nota publicada en el diario El Día de La Plata el 30 de enero de 1999.
• EPA-SWMM, 2014. United States Environmental Protection Agency, Storm Water Management Model(http://www2.epa.gov/water-research/storm-water-management-model-swmm)
• Liscia, S., Amarilla, R., Angheben, E. y otros, 2013. Estudio sobre la inundación ocurrida el 2 y 3 de abril de 2013 en las ciudades de La Plata, Berisso y Ensenada. Departamento de Hidráulica, Fi – UNLP (http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/27334).
• NASA Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM), 2000. Base de datos de elevación digital (DEM) disponible en http://srtm.csi.cgiar.org/Index.asp.
• Picandet, P., 1993. Estudio del funcionamiento de los desagües pluviales de La Plata. Área Ingeniería de los Recursos Hídricos, Departamento de Hidráulica, Facultad de Ingeniería, UNLP.
• Romanazzi, P., Rojas, F.J., Molina, M.G., Carner, J.L., Vahnovan, P., Barbero, A.J., Carusso, L.A. y Perdomo, R. (2005). Estudios Hidrológicos – Hidráulicos - Ambientales en la cuenca del A° del Gato. Laboratorio de Hidrología, DH, Fi, UNLP. XX Congreso Nacional del Agua, Mendoza.
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4. Referencias
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• Romanazzi, P., Carner, J. L., Urbiztondo, A. J. y Vallez, V., 2007a. Una experiencia de simulación de un sistema dual de desagües urbanos con el programa EPA-SWMM. XXI Congreso Nacional del Agua, Tucumán.
• Romanazzi, P y Urbiztondo, A.J., 2007b. Estudios Hidrológicos – Hidráulicos - Ambientales en la cuenca del A° del Gato. Laboratorio de Hidrología, DH, Fi, UNLP. (http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/27074).
• Romanazzi, P, 2011. Caracterización y tratamiento de la inundación urbana: el caso de la cuenca del arroyo del Gato en el partido de La Plata. LH, DH, Fi, UNLP. (http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/26662).
• Romanazzi, P, 2013. Antecedentes en la Cuenca del Arroyo del Gato, Anexo I del Estudio sobre la inundación ocurrida el 2 y 3 de abril de 2013 en las ciudades de La Plata, Berisso y Ensenada. Departamento de Hidráulica, Fi – UNLP (http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/27334).
• Romanazzi, P., 2014. Aproximación a la estimación estadística de la Precipitación Máxima Probable (PMP) para La Plata, Provincia de Buenos Aires, Argentina. II Congreso Internacional de Hidrología de LLanuras, Santa Fe, Argentina.
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4. Referencias
Pablo Romanazzi
UIDET Hidrología, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata (UNLP)
Departamento de Hidráulicacalle 47 Nro. 200, 1er. Piso, Of. 6. (1900) La Plata, Argentina.
Jornada SAT - GLP20/11/2015 35
SAT/GLP – Sistema de alerta temprana para el Gran La Plata.
4. Referencias
Jornada SAT - GLP20/11/2015
Evaluando la complejidad de las inundaciones
1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
36
Cambio climático o ciclo húmedo?
Escala Regional
Sector NE Pampeano: 20.000 km2
Jornada SAT - GLP20/11/2015 37
Registros de inundaciones en La Plata
Evaluando la complejidad de las inundaciones
1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
En la serie de 103 años, 68 veces el día más lluvioso del año estuvo comprendido entre 50 y 100 mm
Variable Valor Unidad
Media 88,7 mmMediana 79,0 mm
Moda 100,0 mm
Desvío estándar 45,3 mmRango 357,0 mm
Mínimo 35,1 mm
Máximo 392,0 mm
Tamaño de la muestra 103 años
Jornada SAT - GLP20/11/2015 38
El valor promedio de la serie es de aproximadamente 90 mm con un desvío de ±45 mm
Evaluando la complejidad de las inundaciones
1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
Variable Valor Unidad
Media 88,7 mmMediana 79,0 mm
Moda 100,0 mm
Desvío estándar 45,3 mmRango 357,0 mm
Mínimo 35,1 mm
Máximo 392,0 mm
Tamaño de la muestra 103 años
Jornada SAT - GLP20/11/2015 39
Evaluando la complejidad de las inundaciones
1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
PMPD = 221,1 D0,281
(Romanazzi, 2014)
Jornada SAT - GLP20/11/2015 40
Evaluando la complejidad de las inundaciones
1. Inundaciones: escala espacial y temporal.
Jornada SAT - GLP20/11/2015 41
Clasificación de los relevamientos:
o Relevamientos superficiales urbanos y rurales
o Relevamientos subterráneos
o Nivelación mediante GPS
o Nivelación Taquimétrica
o Perfiles transversales del cauce
o Relevamientos aero-fotográficos
Procesamiento de información planialtimétrica
Evaluando la complejidad de las inundaciones
2. Programa de gestión del riesgo de inundación
Jornada SAT - GLP20/11/2015 42
o Necesarios para la modelación
o Más de 100 perfiles transversales levantados
o 4 perfiles por puente o alcantarilla
Perfiles Transversales del Cauce
La Geometría del escurrimiento juega un rol fundamental en la calibración del modelo !!
Evaluando la complejidad de las inundaciones
2. Programa de gestión del riesgo de inundación
Jornada SAT - GLP20/11/2015 43
0 3 km
Variable Inventario 1993 Inventario 2003 Incremento
Longitud de conductos [m] 93.381 113.776 21,8 %
Longitud de sumideros [m] 3.598 4.373 21,5 %
Evaluando la complejidad de las inundaciones
2. Programa de gestión del riesgo de inundación
Jornada SAT - GLP20/11/2015 44
Dinámica de la inundación(Tormenta del 27/1/2002 simulada en el año 2007)
Evaluando la complejidad de las inundaciones
2. Programa de gestión del riesgo de inundación
Jornada SAT - GLP20/11/2015 45
27/01/2002 02/04/2013
Hora = desde el inicio de la tormenta12345678910111213141516
Comparación de simulaciones
¿ Persisten dudas acerca de cuáles son las zonas críticas en donde aplicar un
plan de adaptación y emergencia ?
Evaluando la complejidad de las inundaciones
2. Programa de gestión del riesgo de inundación
Jornada SAT - GLP20/11/2015 46
Puntos “testigo” seleccionados
Evaluando la complejidad de las inundaciones
2. Programa de gestión del riesgo de inundación
Jornada SAT - GLP20/11/2015 47
Reducción de la permanencia de las aguas
Evaluando la complejidad de las inundaciones
2. Programa de gestión del riesgo de inundación
Jornada SAT - GLP20/11/2015 48
Paradigma(Extractado de “Sintonizando los Indicadores de Desarrollo Sustentable”, por Eduardo González Arzacpara la Fundación Di Tella, Junio 2003)
Evaluando la complejidad de las inundaciones.