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ESTUDIO HIDROLÓGICO Y FUSIÓN DE GLACIAR - PLAN PARCIAL EL ROSARIOOMAR ALFONSO FONSECA T., ALEJANDRO MARULANDA A. y

JORGE JULIÁN VÉLEZ UPEGUI

Instituto de Estudios Ambientales (IDEA) –

Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales

TAREA 1. INSUMOS TÉCNICOS PARA EL AJUSTE DEL PLAN DE ORDENAMIENTO TERRITORIAL DE MANIZALES CON BASE EN LAS EVALUACIONES DE AMENAZA, VULNERABILIDAD Y

RIESGO POR DESLIZAMIENTOS, INUNDACIONES Y EVENTOS.

COMPONENTE 3. INCORPORACIÓN DEL RIESGO EN LA PLANIFICACIÓN Y LA TOMA DE CONCIENCIA.

Objetivo• Realizar el estudio hidrológico en el sector del

plan parcial de la zona El Rosario del municipiode Manizales, considerando la fusión delglaciar para determinar sus zonas inundables.

Localización - Zona de estudio

• Intercepción.

• Detención.

• Infiltración.

• Evapotranspiración.

• Fusión de nieve.

• Percolación.

• Recarga del acuífero.

• Escorrentía directa.

• Interflujo.

• Flujo base.

Descripción del modelo TETIS

• PARQUE NACIONAL NATURAL LOS NEVADOS: Se hace una descripción general de los glaciares mas importantes

El RuizSanta Isabel

El Cisne

Localización de los glaciares

Registro fotográficoEvidencia del retroceso

Antecedentes

• Se obtienen imágenes satelitales y fotografías aéreas con baseen las cuales se definen los contornos a lo largo del tiempo.

Descripción de los glaciares

• contornos para diferentes periodos.

El Ruiz1850195519851994200020052010

El Ruíz

• Contornos para diferentes periodos.

Sta Isab1850195519851994200020052010

Santa Isabel

• Se definen los espesores para diferentes periodos.

• Método Δtemperatura [°C]- ΔtiempoH "ESPESOR RUIZ ID-5 NMAX " 861423.381 1032428.252 5276 125.33 125.33

H "ESPESOR RUIZ ID-4 SMAX " 862375.883 1031687.417 5258 125.33 125.33

H "ESPESOR RUIZ ID-2 NMED " 861719.715 1033804.088 5153 32.32 32.32

H "ESPESOR RUIZ ID-3 EMED " 8628839.884 1032703.419 5161 32.32 32.32

H "ESPESOR RUIZ ID-1 SMED " 862227.716 1032407.085 5164 32.32 32.32

H "ESPESOR RUIZ ID-0 OMED " 861635.048 1032851.58 5150 32.32 32.32

H "ESPESOR RUIZ ID-8 NMIN " 861672.089 1034624.29 4909 0.0 0

H "ESPESOR RUIZ ID-7 EMIN " 863963.386 1032407.08 4849 0.0 0

H "ESPESOR RUIZ ID-6 SMIN " 862312.382 1030163.41 4639 0.0 0

H "ESPESOR RUIZ ID-9 OMIN " 860417.962 1031576.29 4716 0.0 0

H "ESPESOR STAISABELID-0NMAX" 857074.663 1024633.1 4935 105.57 105.57

H "ESPESOR STAISABELID-2NMED" 857090.539 1024855.43 4916 69.7 69.7

H "ESPESOR STAISABELID-1CMED" 856401.563 1023399.16 4914 69.7 69.7

H "ESPESOR STAISABELID-6SMED" 855805.191 1022039.199 4841 69.7 69.7

H "ESPESOR STAISABELID-3NMIN" 857085.247 1025225.847 4692 0.0 0

H "ESPESOR STAISABELID-5EMIN" 856735.818 1023437.72 4823 0.0 0

H "ESPESOR STAISABELID-7SMIN" 855525.261 1021591.523 4685 0.0 0

H "ESPESOR STAISABELID-4OMIN" 855772.911 1023384.343 4686 0.0 0

Contorno formato ASCI y serie de espesores

Modelo fusión - TETIS

Modelación hidrológica conceptual de tipo distribuido (precipitación-escorrentía)• RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE INFORMACIÓN: Consiste en

determinar los periodos input (Lluvia, Temperatura yevapotranspiración) y de calibración (caudales).

1985200020052010

Lluvia

Fusión Nieve

Lluvia, Temperatura, evapotranspiración

Caudal

Modelo Hidrológico

PRINCIPALES PARÁMETROS MORFOMÉTRICOS Y FISIOGRÁFICOS

Cca Chinchina

Cca El Rosario

Área [km²] 598 38.2Longitud del cauce [m] 54835 12111Pendiente media cauce (m/m) 8.141 9.45Altura media cauce (m) 2030 1400Perímetro (m) 169081 39631Pendiente media de la cuenca (m/m)

39.90 39.36

Nacimiento - altura (m) 3674 1984Salida - altura (m) 1112 1112Pendiente máxima de la cuenca (%)

551 233

Pendiente mínima de la cuenca (%)

0.002 0.002

Nº Tc (MÉTODO) Tc (horas)

1 KERBY- HATHEWAY (1959) 4.77

2 JOHNSTONE-CROSS (1949) -

3 KIRPICH (1990) 3.80

4 MORGALI Y LINSLEY (1965) -

5 VENTURA-HERAS (horas) 11.11

6 FLA CALIFORNIANA U.S.B.R. 3.78

7 ECUACIONES DE RETARDO S.C.S (1973) 12.11

8 GIANDOTTI 3.37

9 PILGRIM (min) 8.63

10 RACIONAL GENERALIZADO 4.16

11 TÉMEZ 10.13

12 CLARK -

13 PASSINI (I) 12.11

14 PASSINI (II) 5.61

15 CALIFORNIA CULVERT PRACTICE (1942) 4.70

16 GEORGE RIVERO 14.03

17 FLA DISEÑO DE AEROPUERTOS 3.74TC PROMEDIO 7.29

Caracterización fisiográfica

Procesamiento de información

• Parámetros estimados previamente (Geología, litología, Uso y coberturas del suelo, mapas de suelo)

• Formato ASCII (Texto) compatible con todos los SIG.

Agua útil o capacidad de almacenamiento, Hu (mm)

Conductividad hidráulica saturada del suelo, Ks (cm/hr)

Estimación parámetros del suelo

Conductividad hidráulica saturada del subsuelo, Kp (cm/hr)

Calibración modelo lluvia

• Luego se chequean los flujos y los caudales.

Año 2000

Calibración del modelo de lluvia

• Calibración: Sancancio.

• Validación: Montevideo.

Calibración – Validación

Se consideran lluvias Tr = 15 y 30 debido a que las condicionesatmosféricas durante una erupción no suelen ser las más desfavorables.

El modelo TETIS incluye un modelo de fusión de nieve (Δtemperatura-Δtiempo) mas no un modelo Glaciológico que represente absolutamentetodos los procesos involucrados en un lahar.

No existe la información requerida para simular con la herramienta desedimentos disponible en el modelo.

No se consideran efectos de abrasión por flujos piroclásticos nifracturamiento del glaciar.

Los datos estimados de los glaciares se basan en un modelo matemáticode tendencias y no se pretende hacer un pronóstico de los mismos.

Se consideran concentraciones de sedimento alrededor de un 50%.

Hipótesis

• ESCENARIO 1: SÓLO LLUVIA INTENSA

Se considera un evento de lluvia intensa para las condicionesatmosféricas generadas durante un evento eruptivo que genere unflujo torrencial. (TR 15 y 30 años)

• ESCENARIO 2: EVENTO ERUPTIVO DE 1985.

Recrear las condiciones y las consecuencias del evento de 1985,cuando se presentó un evento eruptivo de baja magnitud pero quegeneró grandes flujos de lodo.

Escenarios

• ESCENARIO 4: LLUVIA INTENSA Y FUSIÓN DE GLACIAR 1

El cuarto escenario contempla la suma de la lluvia intensa con elevento de fusión de nieve a partir de la pluma de piroclastos quemayor cobertura de glaciar presenta similar a la del 13 de Noviembrede 1985 en condiciones actuales (glaciar 2014).

• ESCENARIO 5: LLUVIA INTENSA Y FUSIÓN DE GLACIAR 2

Este escenario considera la lluvia intensa y la fusión de Glaciar apartir de un evento eruptivo de grandes proporciones con una plumaque mantenga altas temperaturas y genere la mayor fusión posibleen las condiciones actuales (glaciar 2014).

Escenarios

1. LLUVIA 1985 – LLUVIA TR 15 Y 30 AÑOS:

2. LAHAR 1985 – LLUVIA TR 15 Y 30 AÑOS:

Resultados

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Dis

char

ge (

m³/

s)

Time (min)

Tr = 30 Years

Tr = 15 Years

Tr 15 Years Rain

Tr 30 Years Rain

3. EVENTO SIMILAR AL DE 1985 CONDICIONES ACTUALES: SIMULACIÓN 2014, TIPO 1 (1985)

4. EVENTO SIMILAR AL DE 1595 CONDICIONES ACTUALES: SIMULACIÓN 2014, TIPO 2 (1595)

Resultados

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Dis

char

ge (

m³/

s)

Time (min)

Type 1

Type 2

Resultados

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 5 10 15 20 25 30 35

Flo

w (

m³/

s)

Time (hours)

2014

2016

2019

2022

2025

2028

Variación temporal en los hidrogramas producidos porfusion de nieve en el área glaciar hasta el año 2030.

MUCHAS GRACIAS!