Análisis de la vulnerabilidad hidrológica de la Quebrada Huaylla y protección contra inundaciones con defensas ribereñas, simuladas con los programas SAP 2000 CYPECAD en el distrito de Characato, provincia de Arequipa, departamento de Arequipa

Abstract

En la quebrada Huaylla ubicada en el distrito de Characato, provincia de Arequipa, Departamento de Arequipa, cada año se presentan eventos máximos (Inundaciones) causados por la tormenta que deja destrozos, pérdidas materiales y lamentables pérdidas humanas. Razón por la cual el presente estudio de tesis tiene como objetivo realizar el análisis de vulnerabilidad hidrológica en un tramo de 5.910 Kilómetros de la quebrada Huaylla, siendo este el tramo afectado por el evento hidrológico. Con el fin de evaluar la situación actual del tramo de la quebrada Huaylla, así como también los daños ocasionados por la inundación se llevaron a cabo visitas de campo a la zona en estudio, encontrándose que en dicho tramo de 5.910 Kilómetros se observa la presencia de arbustos, Piedras de diferentes tamaños y no presenta una descolmatación adecuada para épocas de máximas avenidas. En el presente estudio de tesis, se toman tres (03) puntos de control ubicados al inicio, en la zona más crítica de la quebrada y al final del tramo de 5.910 Kilómetros, esto con la finalidad de precisar y comparar el caudal que recorrió el tramo de la quebrada (Puntos de Riesgo). Con estos puntos definidos se procede a la delimitación de la Micro cuenca hidrográfica correspondiente al Tramo de estudio, así como también se determinan las características físicas y geomorfológicas de la micro cuenca, esto con la ayuda de imágenes satelitales y el software Arc Map, que pertenece a la plataforma Arc Gis. Las precipitaciones normalmente no son tan altas ni intensas en la zona donde se ubica el tramo de la quebrada Huaylla (Tramo de estudio). Por lo que, es de mucha importancia determinar el escenario con la estación más cercana a través de registros de precipitación máxima de 24 horas del Instituto Geofísico de la UNSA, esto para poder validar y elaborar un correcto modelo hidrológico, como lo es la Estación Characato. Se registraron precipitaciones máximas y mínimas de 83.6 mm y 8 mm respectivamente, lluvias que duran entre 2 a 3 horas según información recogida. Con estos datos pluviométricos se obtiene un hietograma de lluvia, esto con la finalidad de simular una lluvia con el Software HEC – HMS. Para poder encontrar un caudal de salida y posteriormente una simulación de inundación utilizaremos el Software HEC – RAS que nos ayuda a comprender mejor los parámetros hidráulicos en la quebrada Huaylla con un tramo de 5.910 Kilómetros. El modelamiento hidrológico se realiza utilizando el software HEC - HMS, el modelo contiene las características físicas y geomorfológicas de las cuencas. Para la transformación de lluvia en escorrentía se emplea la metodología del Numero de la Curva de la Sociedad Conservadora de Suelos, para la obtención del hidrograma de salida. La simulación de inundación y posterior análisis de vulnerabilidad se realiza con la ayuda de los softwares HEC-RAS y la plataforma Arc Gis con su extensión HEC - Geo RAS, para lo cual es necesario la topografía debido a que se requiere de mayor precisión de la que nos dan las cartas nacionales o las imágenes satelitales. Por otro lado, también se determinó el hietograma de la lluvia de diseño, esto utilizando los datos pluviométricos de precipitación máxima de 24 horas de la estación Characato ubicada en el distrito de Characato en la provincia de Arequipa con una altitud de 2483 m.s.n.m., con 35 años de registros obtenidos por el Instituto Geofisico UNSA. Con estos datos se realiza el análisis de frecuencia para encontrar la función de distribución que más se adecua a los datos y también se define el periodo de retorno de 100 años, esto a partir de las recomendaciones del Manual de Hidrología y Drenaje elaborado por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, con este periodo de retorno se predice una lluvia y a partir de este valor un hietograma de diseño que se utiliza en el modelo hidrológico para encontrar un hidrograma de salida y a partir de este obtener el caudal para el diseño de la sección transversal de la quebrada Huaylla. Finalmente se propone el diseño de muros de contención con el Software SAP 2000 y CYPECAD para mitigar los posibles daños frente a una inundación en época de máximas avenidas.