Reducción de la Amenaza por inundación río Cauca y tributarios

Transcripción

Análisis de riesgo por Inundación para
toma de decisiones en el Jarillón de
Agua Blanca Río Cauca, en el
municipio
de
Santiago
de
Cali,
Colombia
Área de Proyecto
Título 1
Colombia
Valle del Cauca
Santiago de Cali
Antecedentes – Obras Control Inundaciones
RIO CALI – JARILLON FLORALIA
Objetivo: Control de Inundaciones
• Año construcción: 1979 - 1985
• Ejecutor: Instituto de Crédito
Territorial
• Longitud: 2 Kilómetros
SISTEMA DE DRENAJE ORIENTAL
RIO CAUCA - JARILLON AGUABLANCA
Objetivo: Control de Inundaciones y Manejo Drenaje
Objetivo: Control de Inundaciones
• Año construcción: 1958 – 1961
• ETAPA 1
• Ejecutor: CVC
• Año construcción: 1958 – 1961
• Obras:
• Ejecutor: CVC
• Canal Interceptor Sur: 9 Km
• Longitud: 15 Kilómetros
• Canal Oriental
• ETAPA 2
• Lagunas Charco Azul y Pondaje – (EM)
• Año construcción: 1979 - 1985
• Estación de Bombeo Paso del Comercio: 8.5 m3/s
• Ejecutor: Instituto de Crédito Territorial
• Longitud: 2 Kilómetros (Cercanía Río Cali)
Lagunas
Estación Bombeo
N
Río Cauca
Problemática Diques
1981
1998
PTAR
Fuente: CVC
Fuente: CVC
2013
Problemática Lagunas
1961
Lagunas
Pondaje Charco
Azul y Pondaje
2012
Lagunas Pondaje
Charco Azul y
Pondaje
Problemática Diques y Lagunas
PROCESOS FÍSICOS:
- Lluvias, Erosión, Socavación
CONDICIONES NATURALES:
- Topográficas (llanura aluvial)
PROCESOS ANTRÓPICOS Y
BIOLOGICOS:
- Sísmicas (alta)
- Escombreras
(licuación)
- Construcciones Vivienda Infraestructura
- Geotécnicas
Escombros
- Hormiga arriera y árboles
Ocupaciones
Hormiga
Arriera
Registro de Inundaciones
POR BARRIOS ENTRE 20102011
Fuente: DesInventar (COSSO, 2013).
POR COMUNAS Y BARRIOS ENTRE
1970 – 2012
Análisis de Riesgo
Modelación de amenaza por Inundación Río Cauca
Análisis Condiciones Naturales y Diques
1. ANÁLISIS DE CONDICIONES NATURALES Y DE INTERVENCIÓN DE
DIQUES
Geología, corona, cercanía al cauce, erosión, invasiones, escombros, cruces de
paleo drenajes, infraestructura atraviesa diques.
Cantidad de sitios: cruce de cauces, cruce tuberías, erosión, escombros, distancia
cauce, puentes, rampas.
2. ANÁLISIS DE CONDICIONES DE FALLA GEOTÉCNICA DE LOS DIQUES.
Con Programa PLAXIS 2D se evaluaron los modos de falla considerando
secciones transversales modificadas y con adición de cargas
Estabilidad estática, condición de flujo permanente, estabilidad pseudo-estática,
estabilidad durante abatimiento repentino del nivel de agua, estabilidad de la
cimentación bajo eventos sísmicos.
Dique Río Cauca y Canal Interceptor: cumplen con la seguridad mínima en todas
las condiciones de carga.
Los factores de seguridad disminuyen al cambiar la inclinación del dique en la cara
húmeda y disminuyen al aumentar la carga.
Información Entrada Modelo: Hidrología
Hidrógramas de niveles y Caudales para cada periodo de retorno
Modelación Hidráulica
1. Esquematización del modelo geométrico
A través de 2 bloques. En cada bloque se
implementaron los diferentes métodos numéricos
y algebraicos disponibles en el modelo, evaluando
en cada caso la suavidad y la ortogonalidad.
FRONTERA AGUAS ABAJO
Curva de calibración trasladada
desde la estación de Juanchito
ESTACIÓN HIDROMÉTRICA
DE JUANCHITO
Modelo Digital de Elevación
Bloque 2 Plano
Bloque 1 río Cauca
2. Definición de las fronteras del modelo
FRONTERA AGUAS ARRIBA
Hidrógrafa de caudales (200
horas =8.33 días)
FRONTERA DE
ENTRADA
Río Cauca antes de la desembocadura del Canal
Interceptor –Sur. Hidrógrafas de caudales para
los periodos de retorno Tr= 100, 250 y 500 años.
FRONTERA DE
SALIDA
Curva de calibración del Río Cauca, 2.0 Km aguas
abajo de la desembocadura del río Cali
3. Condiciones iniciales, parámetros
generales, numéricos y de simulación
4.
Calibración:
Consiste
en
la
modificación de parámetros de simulación
para ajustar el modelo hasta lograr
resultados de niveles de agua aceptables
en un punto de monitoreo seleccionado. En
este caso en la sección de la estación
hidrométrica de Juanchito. Parámetro de
calibración Rugosidad de Manning.
Metodología Inundación Río Cauca y Tributarios
MODELACION HIDRAULICA:
Perfil de la margen izquierda dique del río Cauca
1
2
3
4
5
6
Localización Tramos Desborde de 30 y 150 metros
Amenaza por Inundación Río Cauca
Seis roturas de 150 m y TR 500 años
Análisis Elementos Expuestos
ELEMENTOS EXPUESTOS
PERIODO DE RETORNO
TR 100
TR 250
TR 500
Población en llanura de inundación
685.574
773.850
877.592
Población sobre los diques
14.799
14.799
14.799
Vivienda en llanura de inundación
146.340
163.660
184.432
Viviendas sobre los diques
2.620
2.620
2.620
Manzanas residenciales
3.863
4.290
4.822
Instituciones educativas
409
450
517
Instituciones de salud
2
2
5
Estaciones de bombeo
5
6
7
Sub-estaciones eléctricas
3
3
4
Sub-estaciones telefónicas
4
4
4
Plantas de tratamiento
4
4
4
825
827
929
Áreas agrícolas (hectáreas)
Análisis Vulnerabilidad frente a Inundación
ANALISIS DE VULNERABILIDAD
Funciones de vulnerabilidad (daño): para vivienda y para contenidos, bajo el
criterio de profundidad de agua, para diferentes TR
•
•
•
•
•
•
Función
Función
Función
Función
Función
Función
de
de
de
de
de
de
Vulnerabilidad
Vulnerabilidad
Vulnerabilidad
Vulnerabilidad
Vulnerabilidad
Vulnerabilidad
de
de
de
de
de
de
la estructura de viviendas.
instituciones educativas.
la estructura de hospitales.
estaciones de bombeo.
subestaciones eléctricas y telefónicas.
áreas agrícolas
Estimación de la vulnerabilidad de viviendas y sus contenidos (por estrato)
ANALISIS DE VULNERABILIDAD - Daño: Contenido de usos
residenciales, TR 500 años
ANALISIS DE VULNERABILIDAD - Daño: Estructura usos
residenciales, TR 500 años
Análisis Riesgo por Inundación
1. Pérdidas Directas
•
Viviendas: Se toma valor por estrato y por manzana (70% construida)
Valor Manzana = (Área Manzana x (0,70)) x Valor Metro Cuadrado
•
Infraestructura:
Valor infraestructura = Área infraestructura x Valor Metro Cuadrado - EMCALI
2. Pérdidas Indirectas
•
•
•
•
•
•
Afectación en la prestación de servicios públicos.
Atención de emergencia. Ayudas Humanitarias, arriendos y kits de
alimentos y aseo para los damnificados.
Afectación del Transporte masivo, MIO. Troncal Aguablanca
Comercio de base en los barrios, principalmente tiendas y panaderías
Afectación del empleo en infraestructura de salud. Personal médico.
Afectación económica por el no recaudo de megaobras
Pérdidas Directas Viviendas – TR 500 años
ANALISIS DE RIESGO: Pérdidas Totales
COSTOS DE EXPOSICIÓN
EXPOSICIÓN DIRECTA
EXPOSICIÓN INDIRECTA (4,5 mes)
EXPOSICIÓN TRANSITORIA (4,5 meses)
COSTO TOTAL
Porcentaje expuesto en relación con el PIB 2011
TR 500
TR 250
TR 100
$ 6.928.542.120.887,00
$ 6.097.117.066.380,56
$ 4.877.693.653.104,45
$ 835.645.862.627,45
$ 742.796.322.335,51
$ 612.806.965.926,80
$ 2.262.930.000.000,00
$ 1.972.360.000.000,00
$ 1.741.300.000.000,00
$ 10.027.117.983.514,50
$ 8.812.273.388.716,07
$ 7.231.800.619.031,25
USD 5.515.466.437,58
USD 4.847.235.087,30
USD 3.977.888.129,28
1,7%
1,5%
1,2%
PIB de Colombia en 2011: USD 331.700.000.000
Medidas de Reducción Riesgo: Río Cauca y Tributarios
INVERSIÓN ESTIMADA DE INTERVENCIÓN: DIQUES, REASENTAMIENTO
E INFRAESTRUCTURA INDISPENSABLE
TR
100
250
500
2000
ELEVACIÓN DIQUE* +
RELOCALIZACIÓN DE
VIVIENDAS**
REFORZAMIENTO
SÍSMICO
CIMENTACIÓN
DIQUES***
$105.884.875.000
$ 57.600.000.000 $ 11.000.000.000 $ 2.500.000.000 $ 21.300.000.000 $ 11.000.000.000 $ 209.284.875.000
$110.181.226.563
$ 57.600.000.000 $ 11.000.000.000 $ 2.500.000.000 $ 21.300.000.000 $ 11.000.000.000 $ 213.581.226.563
$112.859.635.000
$ 57.600.000.000 $ 11.000.000.000 $ 2.500.000.000 $ 21.300.000.000 $ 11.000.000.000 $ 216.259.635.000
$117.312.751.000
$ 57.600.000.000 $ 11.000.000.000 $ 2.500.000.000 $ 21.300.000.000 $ 11.000.000.000 $ 220.712.751.000
PLANTA PUERTO
MALLARINO
*
Elevación dique (1 m mas alto)
**
2620 viviendas x $40.000.000 cada
una
***
Dique aguablanca 10 km a (3600 millones x km)
Dique canal interceptor sur 6 km (2700 millones x km)
Dique Río Cali 2 km (2700 millones x km)
PLANTA DE
PLANTA DE BOMBEO
TRATAMIENTO DE
ESTACIÓN PASO DEL
AGUAS RESIDUALES COMERCIO
PTAR
BASURO DE
NAVARRO
TOTAL (PESOS)
Optimización Económica
Curva de Optimización Económica: mejor inversión para la protección de los elementos
considerados frente a inundaciones máximas con TR 100, 250, 500 y 2000 años. El análisis
permite definir la altura optima de los diques a intervenir, que considera: (a) La inversión para
intervenir los diques; (b) El costo de perdida de los elementos expuestos; y (c) El costo total
(A+B).
Análisis Inundación Sistema de Drenaje Pluvial Oriental
Escenarios de Análisis:
•
Cuatro (4) escenarios de
amenaza de inundación
asociado
al
desbordamiento
del
canal oriental para TR de
10, 20, 50 y 100 años.
•
Lagunas del Pondaje y
Charco
Azul
están
recuperadas
con
una
capacidad
de
almacenamiento
de
3
640.000 m
Amenaza Inundación Sistema de Drenaje Pluvial Oriental
ANALISIS DE AMENAZA POR DEFICIENCIAS SISTEMA
TR: 50 AÑOS
Amenaza Inundación Sistema de Drenaje Pluvial Oriental
RESULTADOS
Periodo de
retorno
(años)
Volumen Total de
agua que es
Volumen de
transportado por el agua que se
sistema de drenaje desborda (m3)
Oriental (m3)
Área
inundación
(m2)
Tirante (m)
Mín.
Max.
Tiempo de la
inundación
(horas)
10
1 671 360
70 063
2 067 615
0,1
1,7
5,0
20
1 863 240
88 444
2 560 874
0,02
1,9
5,7
50
2 144 160
113 405
3 167 758
0,01
2
6,0
100
2 378 640
133 334
3 964 420
0,01
2,3
6,7
El sistema actual de drenaje de la zona
oriental de Cali es insuficiente para TR
mayores de 5 años
Registro histórico: Recurrencia anual y
semestral.
Metodología
Medidas
de Reducción
Inundación
Riesgo:
Sistema
Ríode
Cauca
Drenaje
y Tributarios
Pluvial Oriental
ANALISIS DE ELEMENTOS EXPUESTOS Y VULNERABILIDAD
Escenario
Manzanas residenciales
expuestas
Valor de contenidos
(pesos)
Tr10
362
$ 90 935 916 731
Tr20
445
$ 1,26676E+11
Tr50
506
$ 1,48162E+11
Tr100
653
$ 2,10792E+11
Históricamente la mayoría de las pérdidas por inundaciones del sistema de drenaje
pluvial han estado asociadas a daños en los contenidos de las viviendas por lo que se
centró en el análisis de vulnerabilidad de este sistema y aplicó la función de
vulnerabilidad en contenidos, usada en el informe de escenarios de riesgos para la
valoración de los daños por inundación asociada al desbordamiento del río Cauca sobre
el dique.
.
Análisis Vulnerabilidad frente Inundaciones
MANZANA RESIDENCIAL - TR 50 AÑOS
Análisis Riesgo Inundación Sistema de Drenaje Pluvial Oriental
Estimación de Pérdidas: Poca duración (horas) de inundación asociada a la
deficiencia del sistema de drenaje, en comparación con una inundación asociada a
desbordamiento del río Cauca (meses), se estimaron solo aquellas pérdidas que
pueden generan costos directos, (costo de reposición de los contenidos por tipo de
estrato de las viviendas que pueden resultar afectados) para cada uno de los
periodos de retorno.
Escenario
Perdidas en los contenidos (pesos)
Tr10
$ 62.796.360.021
Tr20
$ 71.090.313.325
Tr50
$ 74.229.276.226
Tr100
$ 1,21747E+11
Medidas Reducción Riesgo-Sistema de Drenaje Pluvial Oriental
COSTOS ALTERNATIVAS DE DRENAJE
Volumen
Medida mitigación Porcentaje
Porcentaje
Duración
desbordado
para controlar
Volumen
Costo estimado
desbordado
de la obra
(m3)
desbordamiento controlado
Solo muros
Pondajes actuales recuperados
OPCIÓN 1
113.405
100%
laterales de 2km x
100%
8 meses $4.237.777.250
(640.000 m3)
2m
Variables del modelamiento
OPCIÓN 2
(640.000 m3) + Bombeo 20 m3/s
(640.000 m3) + desvío y
OPCIÓN 3 almacenamiento de parte del
caudal de canal oriental
superior
(640.000 m3) + desvío y
OPCIÓN 4 almacenamiento de parte del
superior + Bombeo 20 m3/s
97.210
35.307
1.801
(640.000 m3) + desvío y
OPCIÓN 5 almacenamiento de parte del Sin desborde
superior + Bombeo 30 m3/s
86%
Solo bombeo de
20 m3/s
14%
22 meses $34.396.626.710
31%
Solo
almacenamiento
libre de 515.040
m3
69%
18 meses $36.607.180.890
2%
Almacenamiento
libre de 515.040
m3
+ bombeo 20 m3/s
+ canal de 600 m.
100%
24 meses $66.766.030.350
Almacenamiento
Sin
libre de 515.040
desborde m3
+ bombeo 30 m3/s
100%
24 meses $84.766.030.350
ALCANCE DEL PROYECTO
Asentamientos Humanos de Desarrollo Incompleto
sobre el Jarillón y El Pondaje
Estación Bombeo
Paso
del Comercio
Planta Tratamiento
Aguas Residuales PTAR
Laguna Pondaje
Fase II y Fase III
•
Fuente: IGAC
•
•
17 kms del Jarillón de
Aguablanca
2 kms del Rio Cali.
7
kms
Canal
Interceptor Sur.
Planta Tratamiento
Agua Potable PATP
Sistema Drenaje
Pluvial Oriental
Periodo retorno inundación
: 100 años
Reducción de la Amenaza
por inundación río Cauca y
tributarios
Realce
Refuerzo
Columnas Grava
Periodo retorno inundación
: 500 años
Gráficos tomados Diario El País
Marzo 15 de 2015
REDUCCIÓN DE AMENAZA DE INUNDACIÓN
POR DESBORDAMIENTO DEL RÍO CAUCA
• Llenado de cavernas
de
Hormiga arriera en varios
tramos del Jarillón.
• Diseños para
Reforzamiento de 26 Km
de Jarillón.
• Estudio de riesgo por
inundaciones
para
las
áreas vecinas al proyecto.
Elevación cresta
del Jarillón
Barrera
continua
Columnas
de grava
REDUCCIÓN DE AMENAZA POR
DEFICIENCIA DEL SISTEMA DE
DRENAJE
Reducción de Amenaza
por inundación por
deficiencias Sistema de
Drenaje Oriental
Situación actual
Situación deseada-
REDUCCIÓN DE AMENAZA POR
DEFICIENCIA DEL SISTEMA DE DRENAJE
Se reforzará y ampliará el sistema de manejo de
aguas lluvias del Anillo Oriental de la ciudad.
Ya se inició la Recuperación De La Capacidad
Hidráulica en la laguna del Pondaje
REDUCCIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE LA
INFRAESTRUCTURA DE SERVICIOS
Refuerzo de la Infraestructura
Vital existente sobre El Jarillón:
• Obra Estación de Bombeo Paso
del Comercio – En ejecución.
• Diseños
para
Cañaveralejo.
obra
PTAR
• Diseños para obra PTAP Puerto
Mallarino. e drenaje oriental de
la ciudad – En ejecución.
REDUCCIÓN DE LA VULNERABILIDAD FISICA Y SOCIAL
Se Reasentarán más de 7.000
familias, en condición de riesgo no
mitigable por inundación.
Ya hay 1.130 hogares reubicados
en los proyectos habitacionales
Llanoverde, Potrero grande y Rio
Cauca
4.COMPONENTE
BASE DE DATOS BENEFICIARIOS REASENTAMIENTO
REDUCCION DE LA
VULNERABILIDAD
SOCIALAcompañamiento
Social
Reubicación de las
familias y
Garantía de
liberación de
terrenos para evitar
la doble ocupación
DISTRIBUCIÓN DE LOS SECTORES DE
INTERVENCIÓN SOBRE EL JARILLÓN
4
2
3
5
6
1
NOTA: El sector 7 corresponde a obras de
protección de orilla del Río Cauca, las cuales
no implican reasentamiento de familias.
FASES REASETAMIENTO POR RIESGO NO MITIGABLE
ANTES
Identificación de la
población a intervenir,
sensibilización
y
generación
de
acuerdos
con
la
comunidad para el
proceso
de
reasentamiento
de
familias y unidades de
negocio.
DURANTE
DESPUÉS
Cultura y
gestión de
Riesgo
Escrituración
y
entrega de viviendas.
Recuperación
de
suelos y
desarrollo
de
programas de
fortalecimiento del
tejido
social, cultura de
prevención
del riesgo y
reactivación
Económica.
Acompañamiento y
seguimiento a los
procesos sociales,
económicos y de
riesgo, ejecutados
en
las
fases
anteriores.
Fortalecimiento
Social
Fortalecimiento
Socioeconómico
Mitigación de
efectos sociales
y
socioeconómicos
Reasentamiento por Riesgo No Mitigable
Antes
Después
Reasentamiento por Riesgo No Mitigable
Demolición
Retiro Servicios
Trasteos
Entrega
Acompañamiento
Entrega VIP
 Boletines mensuales de avance
del proyecto.
 Videos
sobre
las
familias
reasentadas y obras .
• Actividades
de
integración
comunitaria y construcción de
Manuales de Convivencia.
• Concursos para promover la
armonía
del
entorno,
construcción
de
buenas
relaciones y construcción de
Ciudadanía.
DIVULGACIÓN
Plan de Ordenamiento Territorial -Acuerdo 373 de 2014
Artículo 43: Zonas de Amenaza Mitigable por inundaciones del Río Cauca: Son las zonas
inundables para el TR=500años ubicadas al occidente del dique protección, ya que mediante el realce
de la corona y el reforzamiento de la estructura del jarillón, que se ejecutaran en el corto plazo, es
posible mitigar la amenaza.
Suelos de Protección por Amenazas y Riesgos no Mitigables
Artículo 33: Zonas de Amenaza No Mitigable por inundaciones del Río Cauca: Son los terrenos
ubicados entre el dique y la orilla izquierda del río Cauca, desde la desembocadura del canal
Interceptor Sur hasta la desembocadura del río Cali.
Artículo 35: Zonas de Amenaza No Mitigable por inundaciones de los afluentes del Río
Cauca: Son los terrenos ubicados entre los diques marginales del Canal Interceptor Sur, desde la
intersección de la Calle 25 y la Cra 50 hasta su desembocadura, y del río Cali, desde la calle 70 norte
hasta su desembocadura, incluyendo la estructura completa de dichos diques.
Artículo 34: Manejo de las zonas de Amenaza no Mitigable: las viviendas existentes en la zona
de amenaza no mitigable…..deberán ser relocalizadas
INTERVENCIÓN INTEGRAL PARA PROTEGER LOS
HABITANTES DE AGUABLANCA Y SUS ALREDEDORES
• 900.000 habitantes en
alto riesgo inundación
• Presupuesto $823.000
Millones de pesos
• 2.500.000 habitantes
Cali sin servicio agua.
• 7 Billones perdidas
directas

Reducción de la Amenaza por inundación río Cauca y tributarios

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