TRAYECTORIA DEL INA – CIRSA TRAYECTORIA DEL INA – CIRSA EN EL DESARROLLO DE LA HIDROLOGÍA EN EL DESARROLLO DE LA HIDROLOGÍA

SERRANASERRANA 

Clarita María Dasso, Gabriel Caamaño Nelli, Laura ColladonClarita María Dasso, Gabriel Caamaño Nelli, Laura ColladonInstituto Nacional del Agua - Centro de la Región SemiáridaConsejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicacdasso@ina.gov.ar

ObjetivoObjetivoPresentar la labor que el Área Hidrología del Centro de la Región Presentar la labor que el Área Hidrología del Centro de la Región Semiárida del Instituto Nacional del Agua ha desarrollado, en la Semiárida del Instituto Nacional del Agua ha desarrollado, en la materia de su competencia, sobre las cuencas de las sierras materia de su competencia, sobre las cuencas de las sierras cordobesas.cordobesas.

TRAYECTORIA DEL INA – CIRSA TRAYECTORIA DEL INA – CIRSA EN EL DESARROLLO DE LA HIDROLOGÍA SERRANAEN EL DESARROLLO DE LA HIDROLOGÍA SERRANA

17 de abril de 197417 de abril de 1974(CONICET- INCYTH(CONICET- INCYTH).).

Creado en 19731973 como INCYTH INCYTH

Se lo agrupó en cinco aspectos temáticos, a saber:

a.Medición de variables y procesamiento de información

b.Modelación de la transformación lluvia-descarga

c.Balance hídrico y estimación de sus componentes

d.Evaluación de riesgo de inundaciones y

e.Predicción de lluvias máximas

Desarrollo

a. Medición de variables y procesamiento de información

Programa dede Investigaciones Hidrológicas por Cuencas Piloto en Argentina

INCYTH- CIHRSA (Responsables : Ing E. Bustamante y el Geól. Carlos Ruibal)

Cuenca Piloto Río de La Suela Red histórica de mediciones

meteorológicas e hidrológicas (1971-1995)

Decenio Hidrológico Internacional (1964-1975)

Programa Hidrológico Programa Hidrológico Internacional (PHI, 1975)Internacional (PHI, 1975)

Ciclo Hidrológico Balance Hídrico

Objetivo General del Programa: instalar y operar cuencas representativas en las distintas regiones naturales del pais. ( 5 cuencas)

PHI-I: 1975-1980

Objetivos de la cuenca Representativa del río de la Suela-Investigación de los distintos tipos de escurrimiento: superficial y subsuperficial-Desarrollo de metodologías de correlación lluvia- descargas-Estudios de erosión y sedimentación hídrica-Capacitación de personal-Extrapolación de resultados a las Cuencas del río Primero (Suquía) y Segundo (Xanaes)

a. Medición de variables y procesamiento de información

Medición y Procesamiento de datos Medición y Procesamiento de datos meteorológicos e hidrometeorológicosmeteorológicos e hidrometeorológicos: precipitación, temperaturas, viento, humedad relativa, radiación, heliofanía, evaporación entre otros.

Aforos (líquidos y sólidos) con molinetes :por Aforos (líquidos y sólidos) con molinetes :por vadeo (aguas bajas)con torno de orilla (aguas vadeo (aguas bajas)con torno de orilla (aguas altas)altas)Determinación de curvas h-Q. Procesamiento Determinación de curvas h-Q. Procesamiento de datos limnimétricos y Limnigráficos de datos limnimétricos y Limnigráficos Relevamientos Topográficos.Relevamientos Topográficos.

CURSOS CAPACITACIÓN TECNICA EN CURSOS CAPACITACIÓN TECNICA EN MEDICIONES HIDROLÓGICAS Y MEDICIONES HIDROLÓGICAS Y

TRATAMIENTO DE DATOSTRATAMIENTO DE DATOS

Convenio con la U N LitoralBanco Interamericano de Desarrollo

(BID) Decreto 1175/79

I (1978), II (1980), III (1982) IV (1984)

V (1986); VI (1996)

Medición y Procesamiento de datos Medición y Procesamiento de datos HidrométricosHidrométricos

Mas de 1000 aforos en la Estación Hidrométrica de La Suela procesados con el método de la sección media y con el de semisección (formato papel) 1971-1990

a. Medición de variables y procesamiento de información

Análisis de Hidrogramas de CrecidasSeparación de componentesVolumen de Escurrimiento superficial,subsupeficial y de base.

Análisis de hietogramasVolumen de lluvia efectivaHietograma de lluvia neta

Mas de 100 eventos lluvia-escurrimientomedidos y procesados para la Cuenca del Río de La Suela. Período 1971-1979(Formato papel)

a. Medición de variables y procesamiento de información

Sistema Nacional de Información HídricaSistema Nacional de Información HídricaBase de Datos Hidrológica Integrada (BDHI)Base de Datos Hidrológica Integrada (BDHI)Redes de medición del INA (CIRSA y CRA)Redes de medición del INA (CIRSA y CRA)Área Hidrología Cirsa: Área Hidrología Cirsa: Pluviometría Diaria de la Cuenca del rio San Antonio Pluviometría Diaria de la Cuenca del rio San Antonio

12,8

13,0

13,2

13,4

13,6

13,8

14,0

14,2

14,4

14,6

14,8

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Tem

per

atur

a (º

C)

Tiempo (años)

Estación Puesto Garay: Temperatura media anual

Temp. anual media

N

0 1 km1 0 ,5

Av. Cárcano

Bra

sil

Vado E l Fan tas io

Term inal

12

3

45

6 7

8 9

10

11

12

13

14

15 16 17

18

19

20

21

22

25

26

2728

23y24

29

30

31

32

Análisis de Eventos Extremos Análisis de Eventos Extremos Reconstrucción de la Crecida Reconstrucción de la Crecida

Extraordinaria Extraordinaria del 6 de enero de 1992, en el Río San del 6 de enero de 1992, en el Río San

AntonioAntonio

Se estimó un pico de 7,56m; un caudal pico de 6.156 m3/s T= 120 años y 115 años a la lluvia

Fellicci y Colladon, Rios 2007Caamaño Nelli, Colladon y Dasso; Conagua

2007

Anuarios Pluviométricos y de Anuarios Pluviométricos y de Temperatura (1992- 2010)Temperatura (1992- 2010)

Colladon, 2000 Colladon, Felici y Pazos,

2009,2010)

b. Modelos de Transformación Lluvia-Caudal

CIHRSAA: Modelo Hidrológico para la Cuenca del Río de la Suela(Dasso y Bustamante, 1979)

Versión computacional en FORTRAN IV ejecutable en equipo IBM/370(formato papel)

12 oct 79

Objetivo: simular hidrogramas de crecida directa en base al cálculo de la lluvia neta por medio de las curvas CE-IHS-INTAntecedentes: “Investigación del Escurrimiento Subsuperficial en la Cuenca del Río de la Suela (Dasso, 1976-77) “ Investigación del Escurrimiento Directo en la Cuenca del Río de la Suela” (Dasso y Bustamante, IX Congreso Nacional del Agua, San Luis, 1979 )

Curvas de Correlación CE-IHS-INT desarrolladas para la cuenca de la Suela

CIHRSAB: Modelo Matemático Hidrológico para Extensión de Series de CIHRSAB: Modelo Matemático Hidrológico para Extensión de Series de Caudales (Caudales (Zamanillo, E; Caamaño Nelli, G. ; Dasso,C. y Da Porta,W. 1991)Zamanillo, E; Caamaño Nelli, G. ; Dasso,C. y Da Porta,W. 1991)

b. Modelos de Transformación Lluvia-Caudal

PID CONICOR 1751/90

Objetivo: Desarrollar algoritmos paramétricos conceptuales para simular los componentes del ciclo hidrológico de una cuenca y aplicarlos a un caso real para constatar su validez.

Resultado: un modelo de simulación de los componentes del ciclo hidrológico que permite evaluar la transformación lluvia-caudal en forma continua (semanal) para extender series de caudales.

Desarrollo y CalibraciónDesarrollo y Calibración: Cuenca del Río de La Suela

Versión computacional en FORTRAN ejecutable en equipo VAX-DIGITAL compatible con PC-IBM.

Modelo BALA: Modelo BALA: Balance Hidrológico ContinuoBalance Hidrológico Continuo(Caamaño Nelli y Dasso, 1987)

ObjetivoObjetivo: Fijar las condiciones iniciales de humedad del suelo al inicio de cada tormenta a fin de aplicar un modelo de infiltración para evaluar pérdidas.

Sistema de Desarrollo y AlicaciónSistema de Desarrollo y Alicación: Cuenca del Río de la Suela período hidrológico 1972/73

Resultado:Resultado: un modelo de balance seriado que permite estimar flujos de evapotranspiración real, almacenamientos de agua en el suelo y escorrentías de base y superficial, a nivel diario.

Versión Computacional: Programa BALA, en FORTRAN, operable en Digital MicroVAX II. (Formato papel)

c. Balance hídrico y estimación de sus

componentes

Modelo Conceptual de balance y almacenamiento de agua en el

suelo

I

I

Ib

0S t

I Io

I

B

tS Sm 0 0

Ib

I

I

B

Ib

S Sm Sc 0 tc t

ESTAD O II

ESTAD O I

ESTAD O II

MODEL O DE HORTO N

MODEL O DE

BERTH ELOT

MODEL O

GENER ALIZA DO

Ic

Ia

0. 01 0. 03 0. 05 0. 07 0. 09 0. 11

Par am et r o k [ 1/ int er valo]

Para

met

ro t

c [int

erva

lo]

140

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

Parámetros k-tc. Lluvias concentradas. Sistema Zonalizado – La Suela

0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8

Par am et r o k [ 1/ int er valo]

Para

met

ro t

c [in

terv

alo]

36

34

32

30

28

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

Parámetros k-tc. Lluvias distribuidas . Sistema Zoanlizado- La Suela

Modelo HBG: Infiltración-Alamacenamiento-PercolaciónModelo HBG: Infiltración-Alamacenamiento-Percolación(Caamaño Nelli y Dasso, 1990,1992)

0 0. 2 0. 4 0. 6 0. 8 1 1. 2 1. 4 1. 6 1. 8 2

Par am et r o k [ 1/ int er valo]

Param

etro tc [intervalo]

50

40

30

20

10

0

Parámetros k-tc. Todas las tormentas. Sistema Zonalizado- La Suela

ObjetivoObjetivo: Encontrar un algoritmo para representar las pérdidas por infiltración a fin de estimar la lluvia efectiva de tormentas aisladas en la aplicación de modelos de lluvia-caudal

Resultado: un modelo de simulación de entrada y balance de agua en el suelo aplicable a cualquier estado del sistema e intensidad de lluvia, concentrado o distribuido en el espacio.

Versión Computacional: Programa HBGCZ, en FORTRAN, operable en Digital MicroVAX II. (Formato papel)

CONICOR PID 2178/91 -2514/92 y CONICET PIA CONICOR PID 2178/91 -2514/92 y CONICET PIA 0323/90 0323/90

c. Balance hídrico y estimación de sus

componentes

Desarrollo y CalibraciónDesarrollo y Calibración: Cuenca del Río de La Suela Aplicaciones:Aplicaciones: Cuenca A° Ludueña Rosario, Sta Fé

c. Balance hídrico y estimación de sus

componentesPlanteo de Modelos para Balance Hídrico Superficial en Cuencas y Planteo de Modelos para Balance Hídrico Superficial en Cuencas y LagosLagos

Embalse Los MolinosBalance Seriado Mensual ene 1981- abr 1987 (Piccolo y Dasso, 2003)

Embalse San RoqueBalance Seriado Mensual jul 1969 – Nov 1976(Taravella y Caamaño Nelli, 2002)

Figura 9: Perfil Equivalente (analogía con parábola de eje vertical)

Xo Progresivas (X)

Co

tas

( Y

)

Ramao margen izquierda

Ramao margen

derecha

Yo

Y

Foco

Eje

de

pará

bola

Eje

de

secc

ión

Origen de coordenadasOrigen del relevamiento

Vértice

Directriz

Umbral de desborde (bankfull)

Nivel de agua

| X-Xo || X-Xo |

B

h

Geometría Hidrológica: La Curva de Descarga para Cursos No Aforados

d. Evaluación de riesgo de inundaciones

Verificación en el mundo real de las Teorías Geomorfológica (Dasso,1981,1983) y Geomorfoclimática (Caamaño Nelli,1981,1983) del HUI la Cuenca del río de La SuelaHidrología de Cursos Naturales como Función de la Geometría del Cauce (1983-Hidrología de Cursos Naturales como Función de la Geometría del Cauce (1983-1985)1985)

Dasso y Bertoni, 1985

Caamaño Nelli, 1985Caamaño Nelli y Zimmermann; 1993

Identificación del Umbral de Identificación del Umbral de desborde (bankfull)desborde (bankfull)

Modelación Geomorfoclimática de Sistemas Hidrológicos (1981-1983) Modelación Geomorfoclimática de Sistemas Hidrológicos (1981-1983)

d. Evaluación de riesgo de inundaciones

Escala Gráfica

500 m 1 km0 2 km

Villa Lago Azul

Villa Carlos PazBialet Masse

San Roque

Avenida San Martín

Avenida San Martín

Avenida San Martín

Avenida San Martín

R-20

R-20

R-20

R-20

Av. U

ruguay

Av. U

ruguay

Cassaffoust

Av. 9 de JulioAv. 9 de Julio

Av. Gral. Paz

Av. Libertad

Av. R. J . Carcano

Bv. D. F. Sarmiento

Av. Juan S. Bach

E-55

E-55

E-55

E-55

E-38

E-38

E-38

E-38

E-38

E-38

Embalse San Roque64°28'30" O

31°24'00" S 31°22'00" S64°30'00" O64°27'00" O

31°26'00" S 31°20'00" S

31°26'00" S 31°24'00" S 31°22'00" S 31°20'00" S

35.30 m37.01 m38.23 m39.19 m43.00 m

35.30 m

37.01 m38.23 m

39.19 m

43.00 m

43.0

0 m

39.1

9 m38

.23

m

37.0

1 m

35.3

0 m

64°27'00" O64°28'30" O

64°30'00" O

64°29'00" O

Niveles de Riesgo HídricoAltoMedioBajoMínimo

Mapas de Riesgo con Recurrencia Asociada: Embalse San RoqueMapas de Riesgo con Recurrencia Asociada: Embalse San Roque

0

20

40

60

80

100

120

3 4 5 6Ln (d)

Q (m³/seg) 2 años5 años10 años25 años100 años200 años

Relación Q-d-T, para embalse San Roque estimada con un modelo de

enfoque similar al Modelo DIT

Caamaño Nelli y Catalini, 2002

Predicción de crecientes lacustresPredicción de crecientes lacustres

d. Evaluación de riesgo de inundaciones

Potrero de Garay

Villa Los Molinos

Villa La Merced

Río Los Reartes

Esca

la G

ráfic

a

Presa Los Molinos

Refe

renc

ia:

Zona

con

Rie

sgo

de I

nund

ació

n

64°35'00" O

31°4

5'00

" S

31°5

0'00

" S

31°5

5'00

" S

64°40'00" O 64°30'00" O

64°40'00" O 64°35'00" O 64°30'00" O

31°4

5'00

" S

31°5

0'00

" S

31°5

5'00

" S

Mapas de Riesgo con Recurrencia Asociada: Embalse Los Mapas de Riesgo con Recurrencia Asociada: Embalse Los MolinosMolinos

0

20

40

60

80

100

120

3 4 5 6Ln (d)

Q (m³/seg) 2 años5 años10 años25 años100 años200 años

Relación Q-d-T, para embalse Los Molinos estimada con un modelo de

enfoque similar al Modelo DIT

Caamaño Nelli y Catalini, 2005

Predicción de crecientes lacustresPredicción de crecientes lacustres

Riesgo en riberas inundables de ríos Riesgo en riberas inundables de ríos serranosserranos

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Lech

o o

rdin

ario

Zona de fuertes restricciones al dominio

Nivel de márgen llena

Línea de Evacuación de Crecidas Nivel máximo de crecidas

extraordinarias

Línea de Riesgo Hídrico

Línea de Ribera

Nivel Máximo deCrecidas Ordinarias

Do

min

io

Pri

vad

o

Camino de Servicio Camino de Servicio

Zona de restricciones moderadas al dominio.

T = 500

T = 100

T = 25

T = 10

Do

min

io

Pú

blic

o

T < 5

Zona sin restricciones al dominio

Lech

o p

erió

dico

C

reci

das

exc

epci

onal

es,

lech

o e

pis

ódic

o

Sección transversal de un río. Umbrales físicos y legales

4,29

5,165,766,35

10,4

3,53,6

0

2

4

6

8

10

12

0 50 100 150 200 250 300Progresiva (m)

Altu

ra (

m)

T 500 añosT 100 años T 25 años T 5 años

Lím LOLím sup

10,1

Sección vado río San Antonio

Trazado del LO, las Tz y los puntos que alcanzarían las crecidas de T= 25, 100 y 500 años.

Índice de riesgo de la secciónÍndice de riesgo de la sección

d. Evaluación de riesgo de inundaciones

Colladon y Caamaño Nelli, 2009

La disponibilidad y el acceso al agua y a sus usos constituyen un derecho humano: universal, indivisible, imprescriptible, individual y colectivo.El agua es un símbolo real del carácter sagrado que nuestras sociedades atribuyen a la vida.

Primer Principio del Manifiesto del Agua para el Siglo XXIRicardo Petrella

Palabras del AguaZaragoza 2008