Evaluación de la amenaza por inundación

Evaluación de la amenaza por inundación

Evaluación de la amenaza por inundación:
Introducción
Nanette Kingma
Cees van Westen
Rubén Vargas
International Institute for Geo-Information Science and Earth Observation
(ITC), Enschede, The Netherlands.
E-mail: [email protected]
[email protected]
[email protected]
1
UNESCO RAPCA
I.IDENTIFICACIÓN DE
INUNDACIONES
N.C. KINGMA
Introduction to GIS
1
1
Inundaciónes son amenazas naturales…?
• Fenomeno natural Potencialmente
destructivo
• Caracterizado por una cierta
probabilidad de ocurrencia;
• Dentro de un período de tiempo
específico;
• En una localidad específica.
3
UNESCO RAPCA
Algunas estadísticas
http://www.munichre.com/press/press/990315_eng.htm
4
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
2
2
http://www.munichre.com/press/press/9
90315_eng.htm
5
UNESCO RAPCA
http://www.munichre.com/press/press/990315_eng.htm
6
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
3
3
Razones del incremento anual de
pérdidas debido a inundaciones
• Cambio climático;
• Cambios en el tipo de uso del suelo:
– urbanización;
– deforestación;
– Trabajos sobre la red de drenaje; e.g. canalizaciones
• Hundimiento del terreno;
– natural: procesos geológicos;
– artificial: extracción de hidrocarburos, agua, mineria,
obras de protección, entre otros.
7
UNESCO RAPCA
Razones del incremento anual de
pérdidas debido a inundaciones
• Incremento de la población en áreas
marginales con altos niveles de
amenaza: urbanización informal.
• Trabajos de ingenieria “recuperan”
áreas inundable o modifican geometría
de las llanuras de inundación:- falsa
sensación de seguridad relacionada
con medidas de mitigación estructural
8
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
4
4
Localización preferencial
• Muchos sitios “inundables” presentan
“ventajas” para la localización de
industrias, comercio y construcción de
vivienda;
(accesibilidad, costos menores)
• En áreas intra-montanas: localización
de vías (autopistas, ferrocarril)
9
UNESCO RAPCA
Conceptos básicos
• Flujo de agua que sobrepasa las orillas
naturales o artificiales de una corriente.
• Inundación: cuerpo de agua que ocupa una
porcion del terreno que, en condiciones
normales, permanece por encima del nivel de
los cuerpos de agua que lo rodean. El
resultado implica posibles pérdidas de vida y
daños en la infraestructura.
• En términos generales, las inundaciones son
procesos naturales recurrentes que hacen
parte de la dinámica de evolución de un río.
10
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
5
5
Llanura de inundación
• El área alrededor del cauce del río que
es períodicamente cubierta por agua.
Area ocupada por el río durante los
períodos de máximo nivel
• Generalmente cubierta por depósitos
aluviales tipo arenas. Depósitos
arcillosos y/o limosos son el el resultado
de inundaciones períodicas.
11
UNESCO RAPCA
Conceptos básicos
ÎFrecuencia: número de eventos de
igual magnitud que ocurren durante un
determinado lapso de tiempo. En otras
palabras, con que frecuencia ocurre un
evento de determinada magnitud
ÎEl tiempo promedio entre la ocurrencia
de eventos de igual magnitud es
denominado período de retorno, or
intervalo de recurrencia.
12
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
6
6
100 años llanura de inundación.
• Período de retorno o intervalo de
recurencia para una determinada zona
igual a 100 años significa que la
probabilidad de inundación es de 1%
para el período de 100 años.
• Concl: mientras mas largo el intervalo
de recurrencia, mayor en período de
retorno y mayor la magnitud de la
inundación.
13
UNESCO RAPCA
Extensión de la inundación
• La extensión áreal de una inundación y
la profundidad de la capa de agua estan
controladas por la magnitud de la
descarga y la configuración de la
topografía local.
14
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
7
7
Impacto de la morfología local en
la extensión de la inundación.
T=50 yr
T= 50 yr
15
UNESCO RAPCA
Tipos de inundación
•
•
•
•
Inundación rápida (Flash);
Evento único;
Evento multiple;
Inundaciónes períodicas.
16
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
8
8
Causas de las inundaciones
• Factores climáticos:
– Excesiva precipitación; alta intensidad y/o
duración;
– Descongelamiento de nieve
– Descongelamiento de hielo.
• Factores climáticos en combinación con otros
factores: e.g causando inundaciones
estuarinas e inundaciones marinas:
– Dirección y potencia del viento;
– Intensidad de sistemas de baja presión
17
UNESCO RAPCA
Causas de las inundaciones -2.
• Factores climáticos en combinación con otros
factores (continu):
– Nivel de las máreas;
– La geometría del fondo marino;
– La naturaleza de la línea costera.
• Otros, solo de manera indirecta, relacionados
con eventos climáticos:
– tsunamis producidos por terremotos;
– Represamiento de ríos en presas naturales
asociadas con deslizamientos o avances de
glaciares, etc.
18
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
9
9
Causas de las inundaciones -3.
• Otros, solo de manera indirecta,
relacionados con eventos climáticos
(continu):
– Rompimiento de presas y diques
naturales o artificiales;
– Movimientos de masa afectando cuerpos
de agua;
– Otros.
19
UNESCO RAPCA
Tipos de inundaciones-2
• Inundaciónes rivereñas;
• Inundaciónes Estuarinas: resultado de
la combinación de elevación del nivel
de la márea, causado fuertes vientos, e
inundación rivereña causada por
precipitaciones tierradentro;
• Inundación costera: puede ser causada
por huracanes y otras tormentas
severas o por tsunamis.
20
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
10
10
Huracan Mitch
1998.
21
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
11
11
Impacto del Mitch :
Honduras
Inundaciones y
deslizamientos
„ 7,000 Muertes
„ 5,000 Desaparecidos
„ 33,000 Hogares destruidos
„ 50,000 Hogares severamente afectados
„ 95 Puentes Destruidos
„ 75 Puentes severamente afectados
„ 70% Red de vías afectada en todo el país
24
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
12
12
Inundación
Sula Valley (El Progreso)
Tegucigalpa
Choluteca
25
UNESCO RAPCA
Inundación
Rio Choluteca at Mollol Bridge
Rio Chiquito
Dredging operation
Extreme sediment aggradation
Tegucigalpa
Stadium
Location of
destroyed neighborhood
Right bank
downstream of El Chile Bridge
26
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
13
13
Rio Pelo
Rio Pelo
Homes now
2 meters
below channel
elevation
Pre-Mitch
roadway
27
UNESCO RAPCA
Inundación asociada a un Tsunami
• Sismo en Turquía: Agosto 17, 1999 3:00am
Magnitud-7.4 .
Generó un tsunami en la bahía de Izmit:
• El Tsunami provocó una elevación máxima
de 2.5 m a lo largo de la costa norte de la
bahía y de 1 a 2 m sobre la costa sur.
(http://www.usc.edu/dept/tsunamis/turkey/)
28
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
14
14
Bahía Izmit, Turkey.
29
UNESCO RAPCA
Edificaciones a lo largo de la línea
costera de la bahía Izmit que
continuaban inundadas una
semana después del sismo y del
tsunami.
30
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
15
15
II.
INVESTIGACION,
MAPEO y
MONITOREO.
Investigación, mapeo y monitoreo.
•
•
•
•
Factores climáticos;
Caracteristicas hidrológicas de la inundación;
Condiciones que intensifican las inundaciones;
Factores geomorfológicos; mapeo de la
configuración de las formas del terreno, patrones
de distribución de sedimentos y procesos fluviales.
• Otros: Topografía.
32
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
16
16
Factores climáticos.
•
•
•
•
•
•
Intensidad de la precipitación;
Duración;
Cantidad;
Distribución áreal de la precipitación;
Evaporación;
Tamaño, ruta y tasa de movimiento de
tormentas.
33
UNESCO RAPCA
Ejemplo : Inundación rápida (repentina).
• The US National Weather Service publica dos
tipos de alerta para inundación rápida;
– Vigilancia de IR (FF):significa que es posible que
las lluvías causen una inundación repentina en
un área específica.
– Alarma de IR (FF) : significa que una inundación
rapida esta ocurriendo o es imminente en un área
específica, por lo tanto debe ser evacuada.
34
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
17
17
Vigilancia de inundaciones.
35
UNESCO RAPCA
Aspectos criticos para el monitoreo
de inundaciones.
•
•
•
•
•
•
•
•
Profundidad del agua;
Duracion de la inundación;
Area inundada;
Velocidad de la inundación;
Frequencia de la inundación;
Descarga y flujo máximo;
Tasa de elevación;
Tiempo del flujo máximo;
36
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
18
18
Descarga y flujo máximo.
• El flujo del río es medido como descarga:
volumen de agua pasando en un punto por
unidad de tiempo( m3/s).
• Descarga pico, flujo pico, descarga máxima
es el valor mas grande registrado para un
evento.
37
UNESCO RAPCA
Aspectos criticos para el monitoreo
de inundaciones -2
• Períodicidad climática;
• Carga de sedimentos de la corriente de
agua;
No necesariamente independiente uno
del otro!!
38
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
19
19
Cuenca / red de drenaje.
• Inundaciónes rivereñas ocurren al
interíor de la cuenca ;
Divisoria de aguas.
Cuenca de drenaje
39
UNESCO RAPCA
Factors que intensifican las
inundaciones-1.
• Identicos factores generadores de
inundaciones, particularmente factores
climáticos, pueden generar inundaciones
muy diferentes (de una cuenca a otra o en
períodos de tiempo distintos).
• Este el efecto de los factores que intensifican
la inundación.
• Factores intensificadores aceleran el
movimiento del agua dentro de la cuenca.
40
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
20
20
HYDROGRAPH STUDIES.
Predicted, 80 %
urbanisation.
Efectos de la
urbanización
sobre la curva
hidrográfica
Smith & Ward.
Sensores remotos para el
estudio de la
amenaza por inundación
Introduction to GIS
21
21
Sensores remotos para el estudio de la
amenaza por inundación.
• Diferentes plataforma;
– air- borne; (AP’s / Multi spectral airb.
scanners / air borne-SAR / video mapping.
– space borne;( Multi spectral sensors /
radar/ meteo sat…)
• Diferentes aplicaciones;
• Diferentes enfoques;
43
UNESCO RAPCA
Sensores remotos para el estudio de la
amenaza por inundación-Aplicaciones.
• Mapeo distribución espacial áreas inundadas;
• Mapeo distribución espacial de daños;
• Zonificación de la amenaza usando
imágenes secuenciales;
• Monitoreo para alarmas tempranas;
• Planificación operaciones de emergencia y
socorro;
• Generación de DEM,s para modelamiento,
44
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
22
22
Monitoreo de inundaciones
East Africa
NOAA-14 / 11-25-97
RGB: 4,2,1
45
UNESCO RAPCA
NOAA, inundación Bangladesh 1988
FCC, 4-2-1 of 20-01-1988
FCC, 4-2-1 of 08-09-1988
Selected window
46
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
23
23
Mapeo de inundaciones utilizando
imágenes de alta resolución
47
UNESCO RAPCA
Factores geomorfológicos; mapeo de la configuración de las
formas del terreno, patrones de distribución de sedimentos y
procesos fluviales.
Bangladesh.
48
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
24
24
imágenes de alta resolución
49
UNESCO RAPCA
Prague, antes de la inundación de 2002
50
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
25
25
51
Prague, después de la inundación de 2002
UNESCO RAPCA
Monitoreo de cambios geomorfológicos y
efectos de la inundación-1.
•.
Bangladesh
imágenes
SPOT, TM
52
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
26
26
Imagenes Multi-temporal ERS-SAR.
Extended flooding in 28/08/1993
Confluence
GangesBrahmaputra
Tropical rain forest.
Extended flooding in 24/1993
24/07/1993 light blue
28/08/1993 red
53
UNESCO RAPCA
Choluteca
Pre-Mitch Channel
Inundated
área
Flood
effects,caused
by Hurricane
Mitch;10/1998
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
54
Location of Destroyed Neighborhoods
27
27
New Choluteca
Bridge
Inundated
área
New Choluteca
Bridge
Location of Destroyed Neighborhoods
55
UNESCO RAPCA
Imagen Radar, Impacto del Mitch.
Las áreas uinundadas alo
largo del delta de río Olua
son claramente visibles en
azul
05/11/1998
and
16/10/1997
56
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
28
28
Efectos de inundaciones: Meander
chute cut-off.
From: Environmental
geomorpholog y… Panizza
57
UNESCO RAPCA
Efectos de las inundaciones.
Un tributario
pequeño destruye
tierras agricolas en
Tunesia Central.
58
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
29
29
Monitoreo de la inundación duarnte las fases de
la emergencia y la atenció.
Inundated
lands
Coltaro
Po river
embankement
From: Environmental geomor phology…
Panizz a
59
UNESCO RAPCA
Monitoreo desarrollo de la inundación
usando ERS-1/2 SAR.
Inundación en la
region de
Camargue,
Francia; 1994.
60
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
30
30
Inundación rápida en una región
desértica.
Yemen, Inundación
Junio 1997.
61
UNESCO RAPCA
DIAGNOSTICO Y PRONOSTICO
EVALUACION Y ZONIFICACION
DE LA AMENAZA POR
INUNDACION
Introduction to GIS
31
31
Evaluación de la amenaza
• Conocimiento del tipo y comportamiento de los
ríos que causan inundaciones;
• Con el propósito de identificar áreas
susceptibles de ser inundadas;
• Evaluar la amezaza y sus características!!!
• Suministrar información:
– prevención;
– preparación;
– Atención y socorro.
63
UNESCO RAPCA
Ciencias básicas involucradas
en la evaluación de la amenaza
• Hidrología;
• Meteorología;
– e.g. analisis de precipitación; pronóstico cuantitativo
de precipitación usando las redes de satelites, radar
meteorológico y medición telemétrica de caudales;
– Vinculando modelos de precipitación y escorrentia
• Geomorfología;
• Ciencias del suelo;
64
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
32
32
EVALUACION Y ZONIFICACION DE LA
AMENAZA POR INUNDACION
Definir localización, frecuencia y magnitud.
TIPOS DE ENFOQUE:
• Enfoque hidrológico;
• Enfoque Geomorfológico;
• Enfoque Combinado.
65
UNESCO RAPCA
ENFOQUE GEOMORFOLOGICO
• Analisis geomorfológico de formas del
terreno y sistema fluvial, el cual puede ser
reforzado con información sobre registros
históricos de antiguas inundaciones y
detallada información topográfica.
66
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
33
33
ENFOQUE GEOMORFOLOGICO
Esta fundamentado en dos principios:
– El micro relieve de la llanura de
inundación controla el flujo del agua;
– El hecho de que la actual configuración
de formas del terreno y el patrón de
distribución de los sedimentos fluviales
han sido formados por los mismos ríos
que provocaran inundaciones en el
futuro.
67
UNESCO RAPCA
Zonificación de la amenaza por
inundación en Bangladesh.
• Integración de datos geomorfológicos
con datos sobre la inundación utilizando
herramientas SIG;
• Datos obtenidos a partir del análisis de
imágenes satelitales sequenciales, y
datos secundarios obtenidos de mapas
temáticos y reportes,etc.
68
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
34
34
Mapa de zonificación de la amenaza por
inundación para Bangladesh: escala regional.
69
UNESCO RAPCA
Amenaza por inundación durante la inundación
anual.
70
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
35
35
Evaluación de la amenaza por inundación: limites
agua-tierra.
Ejemplo: Bangladesh usando SPOT.
Procesamiento: Banda 3 “density slicing”
71
UNESCO RAPCA
Interpretación Multi-temporal.
72
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
36
36
Manejo de Inundaciones
• Identicar áreas inundadas fácil y rápidamente
usando imágenes RADARSAT;
• Condiciones climáticas (cobertura de nubes)
no limita obtención de imágenes;
• Obtener información confiable de manera
oportuna usando servicios eficientes para la
adquisición, procesamiento y distribución de
productos;
• Actualizar modelos hidrológicos y producir
mapas de predicción y susceptibilidad a la
inundaciones;
• Incorporar productos sobre extensión de la
inundación obtenidos de imágenes
RADARSAT- en los planes de emergencia;
73
UNESCO RAPCA
Inundación en el Delta Mekong, Vietnam
Composición Multi-data
No inundada
Inundación media
Inundación pico
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
RADARSAT data © Canadian Space Agency/Agence spatiale canadienne 1996, 1998.
Received by the Canada Centre for Remote Sensing. Processed and distributed by RSI.
Image enhancement and interpretation by Hatfield Consultants Ltd and RSI © 1998.
74
37
37
Información SIG extraida de datos RADARSAT
No Flooding
Medium Flood
Peak Flood
RADARSAT data © Canadian Space Agency/Agence spatiale canadienne 1996, 1998.
Received by the Canada Centre for Remote Sensing. Processed and distributed by RSI.
Image enhancement and interpretation by Hatfield Consultants Ltd and RSI © 1998.
75
UNESCO RAPCA
Impacto de la configuración geomorfológica en
Holanda-1
WAAL RIVER
SEEPAGE
WATER
LOW LYING POLDER
LAND
RIVER DIKE
76
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
38
38
Impacto de la configuración geomorfológica en
Holanda -2
MEUSE RIVER
INUNDATED MEUSE TERRACES
77
UNESCO RAPCA
Ejemplo: simulación del rompimiento de un dique en un
“polder” Holandes.
non
flooded
flooded
Flood extent map; water height
260 cm.
DEM :altura en cm AMSL
Resultling flood depth
map.
78
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
39
39
Introduction to GIS
40
40
Introduction to GIS
41
41
Introduction to GIS
42
42
Introduction to GIS
43
43
IV ESTRATEGIAS POTENCIALES
PARA LA MITIGACION DE
INUNDACIONES.
.
Introduction to GIS
44
44
Estrategias para la mitigación de la
amenaza por inundación.
•
Medidas No-Estructurales:
–
Modificar susceptibilidad de
daños frente a la amenaza;
– Modificar el impacto de las
amenazas sobre los individuos y las
comunidades;
•
Medidas Estructurales:
–
•
Modificar la amenaza;
Combinación de medidas
estructurales y no-estructurales.
89
UNESCO RAPCA
Introduction to GIS
45
45