Modelamiento Hidrológico e Hidráulico Aplicado a la Delimitación de la Faja Marginal Yumina – Socabaya (Km 12 + 500.00) y Protección Contra Inundaciones en Máximas Avenidas en el Distrito de Socabaya, Provincia de Arequipa, Departamento de Arequipa

Abstract

La Autoridad Nacional del Agua (ANA) como ente rector del Sistema Nacional de Gestión de Recursos Hídricos, ha elaborado un estudio denominado Priorización de Cuencas para la Gestión de los Recursos Hídricos, (2016) con el objetivo de asegurar la continuidad a través de un desarrollo sostenible y responsable del Recursos Hídrico, basándose en criterios e indicadores que permitan la intervención de la misma. Uno de estos indicadores establece que la Unidad Hidrográfica Quilca – Vitor – Chili, ubicada en el departamento de Arequipa, en la cual se identificó como la de mayor vulnerabilidad considerando de alta prioridad (en el primer nivel) y predominando el aspecto Hidrológico (Estrés Hídrico), así como también la presencia de puntos críticos en eventos extremos (Inundaciones). Por tal razón, el propósito de este estudio de tesis es de analizar una de las cuencas que aportan al rio Chili, denominado “Socabaya” para la determinación de áreas de inundación como guía aplicado a la Faja Marginal del rio Socabaya (12.5 Km) y Protección en Máximas Avenidas. Comparando los caudales para diferentes periodos de retorno con el fin de garantizar la protección de los terrenos aledaños a los cauces naturales y el diseño de Estructuras Hidráulicas (Obras de tipo Rígido y Flexible) a través de criterios Hidrológicos e Hidráulicos. Para tal fin se procedió a hallar en primer lugar los parámetros Geomorfológicos, Hidráulicos y Morfométricos fundamentales para el estudio respectivo haciendo uso de herramientas SIG (Sistema de información Geográfica). Las obras de proyectos de Defensa Ribereña, conllevan contar con datos de caudales máximos y resulta imprescindible los datos de Precipitaciones Máximas para tal fin, como también elaborar una relación entre la Intensidad de lluvia, la Duración y Frecuencia (Curvas IDF) para un periodo de Retorno dado. De tal manera al contar con datos de precipitación máxima se procedió a analizar el registro para datos excepcionales y un análisis de consistencia (Grafico, Doble masa y Estadístico). Para el modelamiento hidrológico se utilizó los datos de precipitaciones máxima de 24 horas con la finalidad de generar distribuciones espaciales mediante la interpolación por el método Kriging, con las estaciones dentro y las más cercanas a la cuenca Socabaya, con los procedimientos más utilizados como Thiessen e Isoyetas por ser métodos determinísticos. Con la información obtenida para una serie de precipitaciones promedio se realizó el análisis de frecuencia para lo cual se ajustaron a distintos modelos de distribución de probabilidad utilizadas en hidrología, siendo la distribución Pearson Tipo III, la que se ajusta más a los datos obtenidos. Luego se generaron hietogramas de entrada para diferentes periodos de retorno acorde con el reglamento de “Manual de Hidrología, Hidráulica y Drenaje del Ministerio de Transportes y Comunicaciones” con el Software Hec Hms, para una tormenta de 4 horas de duración y así obtener caudales máximos conforme al modelo de precipitación escorrentía e hidrogramas de salida. Para el modelamiento hidráulico se utilizó la modelación unidimensional (Hec Ras) y bidimensional (Hec Ras 2D e Iber) para analizar y comparar ambos modelos en sus respectivas características hidráulicas (Caudal, Tirante, Velocidad, etc.) sobre el cauce del rio Socabaya, ya que ambos modelos utilizan método de volúmenes finitos implícitos y explícitos respectivamente, considerando las condicione de borde (Hidrogramas) intervalos de tiempo de simulación, mallado computacional y análisis de suelo. Lo que finalmente se generaron mapas de riesgo y vulnerabilidad por inundación para un periodo de retorno de 100 años según el artículo 9.2 para Fajas Marginales (ANA). Con la finalidad de conocer láminas de flujo en régimen permanente y no permanente para prevención de inundaciones. Por último, el presente estudio identifico un área de posible inundación, más detalladamente en la zona comprendida de el Pasto, la cual se encuentra a 500 metros aguas abajo del puente Socabaya, para realizar posteriormente una defensa ribereña en la zona de estudio. Palabras claves: Precipitación Máxima, Modelo Hidrológico, Modelo Hidráulico, Faja Marginal, Modelación.