ANÁLISIS DE MEDIDAS ESTRUCTURALES PARA LA MITIGACIÓN DEL FLUJO DE ESCOMBROS MEDIANTE EL USO DEL SOFTWARE FLO-2D EN LA QUEBRADA PEDREGAL – DISTRITO DE LURIGANCHO

Abstract

La investigación realizada se centró en el modelado del flujo de escombros en la quebrada Pedregal utilizando el software FLO-2D. A partir de los resultados obtenidos, se analizaron cinco escenarios diferentes con alternativas de medidas estructurales para reducir los daños que estos escombros causan, especialmente en la parte inferior de la quebrada. En nuestro País, uno de los fenómenos naturales que ha causado grandes pérdidas después de las inundaciones han sido los huaycos. Estos son fenómenos hidrogeológicos que ocurren en quebradas durante épocas de alta precipitación pluvial y que consisten en flujo de lodos y rocas cuyo transporte y acumulación a lo largo del cauce de la quebrada puede ocasionar daño a la población expuesta en su recorrido. El objetivo de esta investigación es contribuir al análisis de los flujos de lodo y escombros en nuestro país mediante el desarrollo de un modelo que simule el comportamiento de estos flujos a lo largo del cauce de la quebrada Pedregal. Para ello, se tendrán en cuenta criterios como la topografía del terreno, la geometría de la quebrada, los valores de rugosidad del cauce, los hidrogramas líquidos y sólidos, las precipitaciones y las propiedades reológicas del flujo al seleccionar los datos de entrada para el modelo. Top of Form Bottom of Form Como resultado se obtuvo un modelo calibrado con el evento de inundación del 09 de marzo 1987 tomando como datos la máxima precipitación registrada de 50.00mm en la estación meteorológica Autisha. Se usó el Hidrograma Sintético de tormenta diseñado por la Soil Conservation Service SCS, usando la tormenta hipotética tipo I, con un valor de CN de 78, Abstracción inicial de 14.30mm, un porcentaje de infiltración de 75%, obteniendo un caudal de toda la cuenca de 24.20 m3/s. Se han ejecutado 12 simulaciones en el Flo 2D para poder calibrar el modelo en el escenario del evento ocurrido el 9 de marzo de 1989, por medio del modelamiento se han obtenido la altura de los tirantes en los 3 puntos de control ubicadas en las coordenadas para el punto de control N°1; X=314600.45, Y=8680180.67, punto de control N°2; X=314625.81, Y=8680361.67, punto de control N°3; X=314602.42, Y=8681432.59. para ser comparados con las alturas de las marcas o huellas de inundación identificadas en campo. Se identifico que la muestra con el tipo de flujo de detritos Glenwood 4 se obtuvo altura de tirantes de inundación de 1.48m., 1.44m., 5.32m. en los puntos de control N°1, 2 y 3° respectivamente. Estas alturas fueron contrastadas con las identificadas en campo 1.55m., 1.60m. y 5.10m. bastante aceptable dadas las condiciones y limitaciones actuales. Con los parámetros del flujo de escombros calibrados se modelaron 5 escenarios alternativos de propuestas de medidas estructurales para representar el comportamiento del flujo de escombros a lo largo de toda la cuenca. Escenario I: sin medidas estructurales-base (canalización tierra existente), Escenario II: medidas de retención en la zona de cauce de transporte en la subcuenca A de la quebrada. Escenario III: medidas de retención en la zona de cauce de transporte en la subcuenca B de la quebrada. Escenario IV: medidas de retención en la zona de cauce de transporte en la subcuenca A y B de la quebrada. Escenario V: medidas de retención en la zona de cauce de transporte en la subcuenca A, B, C y en el cono de deyección de la quebrada. Obteniendo como resultado que en el escenario V las alturas de inundación en los puntos de control asignados N°1, N°2 y N°3 redujeron sus tirantes de la siguiente manera en el punto de control N°1 de 1.48m a 0.51 m (0.97m menos el cual representa un 65.50% de diferencia con respecto al escenario calibrado), en el punto de control N°2 de 1.44 m a 0.38m (1.06 m menos el cual representa un 73.61% de diferencia con respecto al escenario calibrado) y en el punto de control N°3 de 5.32m a 2.93m. (2.39 m menos el cual representa un 44.92% de diferencia con respecto al escenario calibrado)., En el proceso de modelado, se puede observar que las áreas afectadas por inundaciones en el cono de deyección de la quebrada también experimentaron una disminución.

This research addressed the issue of debris flow modeling in Pedregal Creek with FLO-2D software. The modeling results were used to evaluate 5 solution scenarios with alternative structural measures to mitigate the damage caused mainly in the lower zone of the creek. In our country, one of the natural phenomena that has caused great losses after floods has been the mudslides. These are hydrogeological phenomena that occur in ravines during periods of high rainfall and consist of mud and rock flows whose transport and accumulation along the course of the ravine can cause damage to the population exposed along its course. The purpose of this research is to contribute to the study of mud and debris flows in our country by means of the study of a model that represents the behavior of this flow along the Pedregal stream bed; considering the criteria for the selection of input data for the model such as topography of the terrain, geometry of the stream, roughness values of the stream bed, liquid and solid hydrographs, rainfall and rheological properties of the flow. s a result, a model calibrated with the flood event of March 9, 1987 was obtained, taking as data the maximum recorded rainfall of 50.00 mm at the Autisha meteorological station. The Synthetic Storm Hydrograph designed by the Soil Conservation Service SCS was used, using the hypothetical storm type I, with a CN value of 78, initial abstraction of 14.30mm, an infiltration percentage of 75%, obtaining a flow rate of 24.20 m3/s for the entire basin. Twelve simulations have been executed in Flo 2D in order to calibrate the model in the scenario of the event occurred on March 9, 1989, by means of the modeling the height of the tie rods in the 3 control points located in the coordinates for the control point N°1; X=314600. 45, Y=8680180.67, control point N°2; X=314625.81, Y=8680361.67, control point N°3; X=314602.42, Y=8681432.59. to be compared with the heights of the flood marks or tracks identified in the field. It was identified that the sample with the Glenwood 4 debris flow type obtained flooding stringer heights of 1.48m, 1.44m, 5.32m at control points N°1, 2 and 3° respectively. These heights were contrasted with those identified in the field of 1.55m, 1.60m and 5.10m, which are quite acceptable given the current conditions and limitations. With the calibrated debris flow parameters, 5 alternative scenarios of proposed structural measures were modeled to represent the behavior of debris flow along the entire watershed. Scenario I: no structural measures-base (existing soil channelization), Scenario II: retention measures in the transport channel zone in sub-basin A of the stream. Scenario III: retention measures in the transport channel zone in sub-basin B of the stream. Scenario IV: retention measures in the transport channel zone in sub-basin A and B of the stream. Scenario V: retention measures in the transport channel zone in sub-basin A, B, C and in the stream's discharge cone. As a result, in Scenario V, the flood heights at the assigned control points N°1, N°2 and N°3 reduced their flooding currents as follows: at control point N°1 from 1.48 m to 0.51 m (0.97 m less, which represents a 65.50% difference with respect to the calibrated scenario), at control point N°2 from 1.44 m to 0.38 m (1.06 m less, which represents a 73% difference with respect to the calibrated scenario), at control point N°2 from 1.44 m to 0.38 m (1.06 m less, which represents a 73% difference with respect to the calibrated scenario). 06 m less which represents a 73.61% difference with respect to the calibrated scenario) and at control point N°3 from 5.32 m to 2.93 m (2.39 m less which represents a 44.92% difference with respect to the calibrated scenario). In the modeling it can be seen how the flood spots in the creek's dejection cone also had a reduction.