Respuesta del comportamiento de dos modelos matemáticos en eventos de flujo de detritos

Abstract

Este trabajo fue realizado en la quebrada Huaycoloro el cual forma parte de la cuenca que lleva el mismo nombre ubicada en el distrito de Lurigancho-Chosica en la provincia de Lima, donde se busca explicar los criterios de modelación de flujo de detritos aplicando dos modelos matemáticos de análisis para este tipo de flujos. El primero de libre acceso KANAKO-2D y el segundo de acceso de paga FLO-2D, ambos modelos requieren datos de entrada en común como la topografía digital del terreno, valores de rugosidad del canal, hidrogramas para diferentes periodos de retorno, propiedades reológicas del fluido a dos fases (agua-sedimento) entre otros. Para esta investigación se realizó un Modelo de Elevación Digital (DEM por sus siglas en inglés) con resolución espacial de 5mx5m, donde al hidrograma liquido se le añade el porcentaje de concentración de sedimentos para la representación del flujo de escombros en los modelos correspondientes, los parámetros reológicos (viscosidad, porcentaje de concentración, esfuerzo de cedencia) son tomados de manera referencial comparando resultados de estudios hechos en la quebrada con muestras validadas recopiladas de la literatura. Para finalmente con el procesamiento de estos datos en ambos programas, obtener resultados como profundidad de flujo, velocidad, concentración de sedimentos, fuerza de impacto, etc. De los cuales, este artículo se centró en la comparación de la profundidad del flujo de escombros de los respectivos modelamientos con un evento real, donde para el modelo Kanako-2D, Flo-2D y la medida en campo se presenta una profundidad promedio de 2.20, 2.50 y 2.60 metros respectivamente, por lo que se concluye que el programa Flo-2D es más preciso en su modelamiento para esta situación en especial.

This work was carried out in the Huaycoloro stream which is part of the basin that bears the same name located in the district of Lurigancho-Chosica in the province of Lima, where it seeks to explain the criteria of debris flow modeling applying two mathematical models analysis for this type of flows. The first one with free access KANAKO-2D and the second one with paid access FLO-2D, both models require common input data such as digital terrain topography, channel roughness values, hydrographs for different return periods, rheological properties of the two-phase fluid (water-sediment) among others. For this research, a Digital Elevation Model (DEM) was carried out with spatial resolution of 5mx5m, where the percentage of sediment concentration is added to the liquid hydrograph to represent the debris flow in the corresponding models, the Rheological parameters (viscosity, concentration percentage, yield stress) are taken as a reference, comparing results of studies carried out in the stream with validated samples collected from the literature. Finally, with the processing of these data in both programs, obtain results such as flow depth, velocity, sediment concentration, impact force, etc. Of which, this article focused on the comparison of the depth of the debris flow of the respective modeling with a real event, where for the Kanako-2D, Flo-2D and the field measurement an average depth of 2.20 is presented , 2.50 and 2.60 meters respectively, so it is concluded that the Flo-2D program is more accurate in its modeling for this particular situation.