Dique de Aguablanca a lo largo del Río Cauca, Cali,...

Dique de Aguablanca a lo largo del Río Cauca, Cali, Colombia

Diagnóstico y recomendaciones Final Agencia NL Ministerio de Asuntos Exteriores de los Países Bajo s /Fondo de Adaptación - Colombia Enero 2013

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Dique de Aguablanca a lo largo del Río Cauca, Cali, Colombia

Diagnóstico y recomendaciones Final file : BB2984 registration number : LW-AF20122375 version : 0.1 classification :

Agencia NL Ministerio de Asuntos Exteriores de los Países Bajos /Fondo de Adaptación - Colombia Enero 2013

NL Agency/Agua Blanca Dike along the Cauca River, Cali, Colombia 7 November 2012, version 0.1 LW-AF20122375 - 1 -

CONTENIDO RESUMEN EJECUTIVO 3 1 INTRODUCCIÓN 7 1.1 Las precipitaciones máximas en Colombia han provoca do alarmas por posibles fallas de diques. 7 1.2 Alcance del trabajo 9 1.3 Equipo del proyecto 9 2 MODELACIÓN HIDROLOGICA E HIDRODINÁMICA 10 2.1 Los caudales del río Cauca bajo la influencia del E mbalse de Salvajina. 10 2.2 Análisis de extremos lleva a máximos esperados infe riores a los previamente calculados 11 2.3 Identificación de los lugares del dique con nivel d e elevación crítico. 13 2.4 Resultados de la Modelación de inundaciones 13 3 GESTIÓN DE RIESGOS POR INUNDACIÓN: OPTIMIZACIÓN DE COSTOS 14 4 MEJORAMIENTO DE LA SEGURIDAD DEL DIQUE, ESTRATEGIA INMEDIATA Y DE CORTO PLAZO 16 4.1 Análisis de las condiciones actuales 16

4.1.1 Nivel de corona del dique, dique principal 16 4.1.2 Condiciones del dique del Canal Sur y el río Cali 18 4.1.3 El manejo de los niveles de agua y del fondo del río 18 4.1.4 Discusión del borde libre. 18 4.1.5 Resistencia del dique 18

4.2 Acciones inmediatas y a corto plazo 19 4.2.1 Acciones inmediatas 19

4.3 Estrategia 0 a corto plazo. 20 c. Medidas de construcciones hidráulicas 21

D. ESTABILIDAD DEL TALUD DEL DIQUE Y LICUEFACCIÓN 22 E. ACTIVIDADES PERJUDICIALES DE LOS SERES HUMANOS Y LA S HORMIGAS 22 5 PLANTEAMIENTO A LARGO PLAZO PARA LA PROTECCIÓN DE INUNDACIONES EN CALI 22 5.1 Anticipar el impacto de la evolución económica y re gional y los posibles efectos del cambio climático 23

5.1.1 Desarrollos espaciales 23 5.1.2 Desarrollo económico 23 5.1.3 Cambio climático 24

5.2 La necesidad continua y creciente de la protección contra inundaciones 24 5.2.1 El enfoque basado en riesgos para la protección de Cali 24 5.2.2 Combinación del riesgo por inundación y el riesgo sísmico. 24

5.3 Estrategias para el mantenimiento y mejoramiento de la protección contra inundaciones 25

5.3.1 Nivel de protección contra inundaciones 26 5.3.2 Estrategia 1: Retención controlada aguas arriba de Cali y en la banca derecha del río Cauca. 26 5.3.3 Estrategia 2: Confianza total en el Jarillón Aguablanca 27 5.3.4 Choice of strategy ¡Error! Marcador no definido.

6 LA GOBERNANZA Y LA AUTORIDAD DEL AGUA 29 7 REFERENCIAS 30 ABREVIACIONES 32 8 COLOFON 33


ANEXO 1 HIDROLOGÍA 35 ANEXO 2 RESULTADOS DEL MODELAMIENTO HIDRODINÁMIC O 42 ANEXO 3 MODELAMIENTO HIDRODINÁMICO – METODOLOGÍA 4 7 ANEXO 4 METODOLOGÍA DE LA GESTIÓN DEL RIESGO D E INUNDACIÓN 51 ANEXO 5 EVALUACIÓN EN CAMPO DE LAS CONDICIONES D EL DIQUE AGUABLANCA 56 ANEXO 6 ESTABILIDAD ESTRUCTURAL Y ANÁLISIS DE MEC ANISMOS DE FALLA 65 ANEXO 7 PLAN DE INSPECCIONES 70 ANEXO 8 GOBERNANZA DEL AGUA Y AUTORIDADES REGIONA LES DEL AGUA EN LOS PAÍSES BAJOS (PARCIALMENTE DERIVADO DE [14]) 71

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RESUMEN EJECUTIVO

Comisionado por la Agencia NL1 de los Países Bajos Royal HaskoningDHV en colaboración con la Corporación OSSO consultor colombiano, y con el apoyo de la Junta Holandesa del Agua de los ríos Aa y Maas, han realizado un análisis de la situación actual del Dique de Aguablanca a lo largo del río Cauca en el tramo de la ciudad de Cali, y realizaron recomendaciones para estrategias de corto y largo plazo para mejorar su nivel de seguridad. Nuestras conclusiones principales son las siguientes: 1. El Dique de Aguablanca es básicamente un buen dique, pero el control, vigilancia y el mantenimiento del perfil del dique del río en los últimos 50 años ha sido insuficiente. Esta falta de mantenimiento conduce a un número de medidas de inmediato y corto plazo que se deben tomar. 2. El área protegida se ha desarrollado en los últimos 50 años de una zona agrícola a un área urbana densamente poblada. Esto conduce a la necesidad de un aumento en el nivel de protección contra las inundaciones como un objetivo a largo plazo. 3. Legalmente, al menos hasta octubre de 2012, CVC ha sido propietario del dique, desde su construcción, pero la responsabilidad del mantenimiento y control del dique no son transparentes.. Anuncio. 1 El estado actual de la protección de inundación de la ciudad de Cali ha caído por debajo del nivel de diseño original del Dique Aguablanca en 1958 (T = 100 + 1,5 m borde libre). Con un esfuerzo relativamente limitado la original protección contra las inundaciones puede ser restaurada. La estrategia 0 a corto plazo (estrategia de referencia) se dirige a esta protección original. Un punto importante de atención es la falta de mantenimiento de la estación principal de bombeo en el cuerpo del dique. Se requiere acción inmediata para reparar varias de las válvulas exteriores, que son esenciales para la prevención de inundaciones, antes de que pueda ocurrir una situación amenazante. EMCALI es dueño de esta estación de bombeo. Anuncio. 2 Desde 1958, entre 700 y 800.000 personas han venido a vivir y trabajar en el área propensa a las inundaciones de Cali. Por lo tanto, la protección contra inundaciones de estas personas y las actividades económicas se tiene que aumentar. En otras palabras, el Jarillón de Aguablanca necesita ser elevado y reforzado. Anuncio. 3 Hemos comprobado que, al menos hasta hace poco, CVC ha sido el dueño legal del dique (ver Anexo 9). Durante la presentación de los resultados de este estudio el 7 de diciembre de 2012, llegó a nuestra atención que CVC podría haber cedido su propiedad a la ciudad de Cali en octubre o noviembre de 2012, pero esto no ha sido comprobado por los documentos. De todos modos, más organizaciones están involucradas en las decisiones relativas a las construcciones cerca del dique.

1 Financiado a través del mecanismo de transición que es apoyado por el Ministerio de Asuntos Económicos, Agricultura e Innovación y el Ministerio de Relaciones Exteriores.

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Esta situación no es transparente, no se ha definido qué organización tiene la responsabilidad final sobre el dique, lo que lleva a una falta dudosa de mantenimiento y aumento del riesgo de inundación. Para tener una sólida defensa contra inundaciones del río Cauca, es un requisito previo que una sola organización se haga responsable en última instancia por el control del dique. A través de los años, la participación de CVC en el mantenimiento y control del dique ha disminuido. Varias estructuras en el cuerpo del dique pertenecen a otras entidades como EMCALI y DAGMA. Las distintas autoridades carecen de comunicación sobre temas importantes del diseño de nuevas construcciones y los problemas de mantenimiento. Hemos definido un plan de acción que incluya acciones técnicas y no técnicas, temas que deben abordarse y estrategias a seguir. Tabla 1 Plan de Acción urgente 1. Rehabilitación de la estación de bombeo El estado de los sistemas de cierre de la estación de bombeo de Paso del Comercio es alarmante. Están fuera de servicio o no funcionan correctamente. Se requiere una acción inmediata para reparar las válvulas rotas o en mal funcionamiento para garantizar la máxima protección contra inundaciones. Esta acción no se puede posponer2 . 2. Rehabilitar 6 puntos críticos del dique de Aguablanca y puntos bajos en el dique del Canal Interceptor Sur. El nivel de la cresta del dique es el parámetro más importante en la protección contra las inundaciones, se recomienda medidas inmediatas para rehabilitar a los puntos más bajos en el dique Aguablanca: 1 km 128+581 2 km 134+581 3 km 136+081 4 km 140+781 5 km 142+281 6 km 143+281 Además se recomienda rehabilitar los puntos bajos del dique de Canal Interceptor Sur, que se han identificado en el perfil longitudinal del anexo 2. 3. Retire los nidos de hormigas y rellenar las cavidades causadas por estos nidos Las cavidades de los nidos de hormiga (hormiga arriera) deben llenarse. Cavidades de anidamiento superficiales se pueden reparar fácilmente excavando y aplicar nuevos rellenos de arcilla. Los nidos más profundos se deben llenar, preferentemente con bentonita. A corto plazo: 1. Elevar el nivel de seguridad del dique Se recomienda un nivel de seguridad para un período de retorno de 500 años, con un borde libre de 0,5 m. Los costes adicionales para un nivel de seguridad con un período de retorno de 500 años, en comparación con 100 años son relativamente pequeños. 2. Reasentamiento de casas en el dique y en la berma Alrededor de 15.000 familias viven en el dique y berma, estos necesitan ser reasentados. 3. Instale por ley una entidad con la responsabilidad final por el dique

2 En una carta al Dr. Guerrero, el alcalde de Cali, del 17 de diciembre de 2012, EMCALI ha confirmado que se prevé reparar las válvulas dañadas en enero de 2013.

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Esta entidad debe tener la responsabilidad de mantenimiento, inspección y supervisión de toda la construcción en el dique, y disponer de los recursos técnicos y financieros para llevar a cabo su tarea adecuadamente. 4. Introducir un sistema de mantenimiento Desarrollar un sistema de mantenimiento del dique, incluidas las normas de intervención, construcciones, viviendas, industrias y un plan de inspección periódica. Además del plan de acción, tenemos las siguientes recomendaciones:

1. La investigación sobre los efectos del cambio climático

Se recomienda más investigación sobre los efectos de la evolución de la ONI (Oceanic Niño Index) en los extremos de la descarga del río Cauca.

2. La investigación sobre morfodinámica fluvial

Recomendamos que la morfodinámica fluvial del río Cauca sea estudiada con el fin de tener una mejor comprensión de la morfodinámica y la influencia de las actividades humanas sobre los desarrollos morfológicos.

3. Investigación adicional en la hidrodinámica del río

Desarrollar un modelo hidrodinámico integrado del río Cauca a partir del reservorio de Salvajina. En este modelo se deben incluir el desbordamiento y las inundaciones. El modelo debe ser calibrado con el fin de reproducir los últimos eventos de inundaciones, por ejemplo, comparando la zona inundada de fotografías aéreas.

Hemos comprendido que este modelo se construirá en otro proyecto [5] y asesorar al equipo local a participar en este estudio.

4. Más investigación de suelos para los parámetros de fuerza relacionadas con la estabilidad de taludes del dique

Se recomienda hacer más pruebas triaxiales sobre muestras inalteradas de arcilla del cuerpo dique para obtener una mejor comprensión de los parámetros de resistencia a lo largo del perfil del dique de Aguablanca. Sugerimos hacer y ejecutar un plan detallado, basado en una serie de sondeos indicativos.

5. Mantenimiento del fondo del río y la llanura de inundación y la construcción de escombros de control

La ejecución del mantenimiento del fondo del río necesita ser mejorado. Esto es, por una parte un asunto del gobierno, por otro lado los incentivos económicos y las posibilidades técnicas pueden

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ayudar. Especialmente el vertido de escombros de construcción tiene que ser detenido. Una recomendación fuerte es invertir en sistemas de trituración de escombros para convertir los desechos residuales en materiales de construcción en bruto, listo para su reutilización.

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1 INTRODUCCIÓN

1.1 Las precipitaciones máximas en Colombia han pr ovocado alarmas por posibles fallas de diques.

Las precipitaciones extremas presentadas en el periodo 2010 – 2011, han dado lugar a caudales y niveles altos en los ríos de varias cuencas hidrográficas en Colombia, afectando la vida de más de tres millones de colombianos, arrasando con miles de hogares y destruyendo áreas de cultivo. En Cali, la amenaza de un posible rompimiento de un sistema de diques existente ha alarmado a las más altas esferas de la autoridad. El impacto del rompimiento en la ciudad y en el país ha hecho que el Presidente Santos ponga medidas urgentes para mejorar la protección del dique del Aguablanca como una prioridad principal. El dique de Aguablanca a lo largo del río Cauca en la municipalidad de la Cali tiene una longitud aproximada de 17 km, ésta es la única medida estructural para el control de las inundaciones del río Cauca en la ciudad de Cali.

Figura 1 Esquema de la situación del Dique de Aguab lanca y el Dique del Canal Interceptor

Sur El dique fue originalmente construido a finales de los años 50 y a principio de los 60 con el fin de habilitar las tierras bajas de Aguablanca para fines agrícolas. Sin embargo, estas áreas han experimentado un desarrollo urbano importante durante las últimas cuatro décadas la ciudad se ha expandido hacia el río. Han construido viviendas sobre la corona del dique, así como sobre la planicie de inundación. Hoy en día casi el 20% de la población de la ciudad se ha asentado en la llanura de inundación y alrededor de 15.000 personas viven directamente sobre la estructura del dique. La planta de tratamiento de agua más grande de la ciudad, que suministra alrededor del 60% de la ciudad también ese encuentra en esta zona. La principal estación de bombeo de la ciudad, Paso del Comercio, está localizada en la parte más baja de la ciudad, en el extremo del drenaje principal.

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Una población de más de 700.000 personas en el Distrito de Aguablanca se encuentra actualmente en riesgo de inundación. El cambio climático y los progresivos impactos antropogénicos en la cuenca alta del río Cauca están incrementando estos riesgos.

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1.2 Alcance del trabajo

El alcance del trabajo incluye las siguientes actividades: 1. Evaluación de la condición física y de la estabilidad estructural del dique actual. Esto incluye: ● una inspección de campo sobre una distancia de 18 km; ● aplicación de software geotécnico; ● revisión de estudios anteriores del dique; ● formación de los ingenieros colombianos de CVC durante el proceso de inspección dique.

2. Cálculos utilizando un modelo hidrodinámico de inundaciones de diferentes frecuencias (1:100, 1:250 años, 1:500 años).

3. La estimación de la altura óptima del dique en términos de los costos de su mejora y del daño

por inundación evitado.

4. Desarrollo de estrategias para medidas de corto plazo y largo plazo. 5. Priorización de las secciones del dique que deben fortalecerse. 6. Organización de un taller con presentaciones de la gestión de diques en los Países Bajos, los

resultados preliminares de la inspección del Dique de Aguablanca, la presentación de un manual de inspección de diques en español.

1.3 Equipo del proyecto

El equipo de trabajo es conformado por las siguientes personas: Hans Leenen (Royal HaskoningDHV): Jefe de equipo y experto de alto nivel en hidrología y el manejo del riesgo. Michel Tonneijck (Royal HaskoningDHV): Experto senior en diques. Marcela Busnelli (Royal HaskoningDHV): Experta senior en modelación hidrodinámica y morfológica. Steven Sjenitzer (Royal HaskoningDHV): Experto en Geotécnia Joop de Bijl (Junta del Agua del Aa y Maas): Experto en diques .Para este proyecto Joop de Bijl de la Junta del Agua del Aa y Maas ha participado para incluir su experticia en el liderazgo en la Junta del Agua de los Países Bajos. Royal HaskoningDHV ha colaborado con la Corporación OSSO homólogo colombiano en Cali, a quien agradecemos enormemente su profesional y amable colaboración. Los miembros del equipo del OSSO fueron: Carlos Regalado, Ingeniero geotécnico y ayuda excepcional en cuestiones de traducción. Angela Cabal, especialista en modelación hidráulica Jorge Mendoza, Tec. cartógrafo Henry Peralta, Coordinador general por el OSSO Andrés Velasquez. Ing. geólogo

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2 MODELACIÓN HIDROLOGICA E HIDRODINÁMICA

2.1 Los caudales del río Cauca bajo la influencia del Embalse de Salvajina.

Los caudales del río Cauca a los largo del dique de Aguablanca está influenciado por la operación del embalse del salvajina, que se encuentra 139 km aguas arriba de la estación hidrométrica de Juanchito (Figura 2). Juanchito es la estación hidrométrica más importante a lo largo del dique de Aguablanca, con registros de nivel de agua que datan de 1934 y una serie de tiempo continua desde 1945. El reservorio de Salvajina fue puesto en operación en 1985 y es un embalse multipropósito con los objetivos de producción de energía y la atenuación de las inundaciones pico en el río Cauca.

Figura 2 Localización del reservorio de Salvajina.

Las reglas de operación del embalse de Salvajina es principalmente sobre una base mensual (puede ser ajustado a diario) y controlada por el comité de operación. Las decisiones son acordadas por CVC y EPSA (Empresa de energía del Pacifico S.A.). Durante los primeros días de cada mes el comité define el agua que se libera en el mes basándose en un conjunto de reglas de operación, que no serán tratadas aquí en detalle (1). La estrategia mensual se mantiene tanto como sea posible, pero puede ser modificada en una base diaria. Un objetivo es mantener los caudales de Juanchito entre 130m3/s y 900 m3/s. el objetivo del flujo minino es la dilución de la contaminación. Este flujo puede ser considerado como un flujo ambiental. El caudal máximo previsto proporciona un nivel seguro contra inundaciones por el desbordamiento del dique de Aguablanca. Como se ha observado en los últimos años la operación que se aplica en Salvajina no ha sido capaz de prevenir caudales altos en la estación Juanchito (Ver anexo 1) de hasta un caudal estimado de 1148 m3/s en el 2011.

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La operación del embalse de Salvajina no tiene estrictas normas de optimización. Se recomienda un estudio para optimizar el régimen de funcionamiento, mediante la aplicación de modelos de simulación del depósito usando métodos estocásticos, por ejemplo, con la generación de flujo sintético basado en un modelo de Thomas-Fiering. Tal esfuerzo de modelamiento debe tener en cuenta los diferentes objetivos en conflicto de la reserva, es decir, la generación de energía, por un lado, la reducción de los picos de las inundaciones en el otro, y también permite un cierto caudal ambiental. 2.2 Análisis de extremos lleva a máximos esperados inferiores a los previamente calculados

Con el fin de evaluar la seguridad de diques en a largo plazo, es una práctica común aplicar un enfoque estadístico a los datos existentes (Apéndice 1) y determinar los periodos de retorno de diferentes caudales, basándose en el mejor ajuste de una función de probabilidad determinada. Esto también se ha hecho en estudios anteriores, por ejemplo, la Universidad del Valle (2)). Para definir los periodos de retorno y los caudales para las condiciones actuales los datos de niveles de agua y los caudales relacionados en Juanchito antes de 1985 no pueden ser utilizados debido a la influencia del reservorio de Salvajina. En consecuencia solo datos a partir de 1985 fueron usados para el análisis de los periodos de retorno. La Universidad del Valle (2) ha aplicado la distribución de Gumbel a los datos, resultando en caudales más altos para periodos de retorno de 25 años y mas, que los calculados en el presente estudio. La razón de las diferencias es que la distribución de Gumbel da un ajuste bastante pobre a los datos. En el marco del presente estudio se han comparado varias distribuciones de probabilidad para determinar la calidad del ajuste de los datos. La función de probabilidad Log Pearson 3 proporciona el mejor ajuste, basado en pruebas estadísticas (estadística K-S, Ver Tabla 2). Una forma rápida de evaluar la aplicabilidad de diferentes funciones de probabilidad es el llamado diagrama Moment-Ratio, que muestra las diferencias entre las características estadísticas de los valores observados y las distribuciones teóricas. (ver diagrama Moment – Ratio en el Anexo 1). A partir de este diagrama es evidente que la distribución Gumbel no es la adecuada en este caso particular. La Tabla 1 muestra las diferencias que se producen para períodos de retorno mayores de 25 años. La diferencia entre los caudales para el período de retorno de 100 años da a una diferencia en el nivel de agua de 0,67 m de acuerdo con la tabla de calibración actual de la relación Nivel Caudal (Anexo 1). Nuestra conclusión es que los estudios anteriores se han sobreestimado en los caudales relacionadas con periodos de retorno superiores a 25 años. Como base de la modelación hidrodinámica el presente estudio aplica los resultados de las ditribución Log Pearson 3 presentados en la Tabla 1, la grafica se presenta en la Figura 3.

Tabla 1 Comparación de los periodos de retorno es timados (Estación Juanchito) con estudios previos

Periodo de retorno

Ref. [2]: distribución de Gumbel Presente estudio

distribución Log Pearson 3 Caudal [m 3/s] Caudal [m 3/s]

5 839 925

10 961 1016

25 1115 1107

50 1229 1161

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100 1342 1206

200 - 1244

250 - 1255

500 - 1286

Figura 3 Periodos de retorno estimados para los cau dales extremos en Juanchito

Table 2 Kol,ogorov – Smirnov test statistic Probability function KS-Statistic KS-critic (0.10) 0.232 LP3 0.093 Weibull 0.099 LN3 0.105 Gumbel 0.128

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2.3 Identificación de los lugares del dique con ni vel de elevación crítico.

Los datos de caudal extrapolados con la distribución LP3 (Tabla 1) se utilizan para estimar los niveles de agua a lo largo del dique de Aguablanca para varios periodos de retorno. La Universidad del Valle (2) aplica un modelo unidimensional para estimar los niveles de agua para diferentes periodo de retorno. Estos niveles son usados como insumo para la estimación. En esta estimación la Estación Juanchito ha sido utilizada como referencia para ajustar los niveles a lo largo del dique de Aguablanca. Los niveles de agua asociados a los diferentes períodos de retorno se han comparado con el último perfil del dique longitudinal medido en 2012 (Anexo 2). De este modo, se identificaron los puntos críticos a lo largo del dique en términos de nivel. 1 km 128+581 2 km 134+581 3 km 136+081 4 km 140+781 5 km 142+281 6 km 143+281 En base a estos puntos críticos simulaciones de inundaciones se llevaron a cabo con el modelo 2D CCHE2D de la Universidad de Mississippi para establecer una base para la estimación de daños (véase el anexo 2). 2.4 Resultados de la Modelación de inundaciones

El modelo 2D CCHE2D (Universidad de Mississippi) del río Cauca (entre el Canal Interceptor Sur y el río Cali) ha sido aplicado en este estudio (3). El modelo fue recalibrado basándose en la actualización estadística de los caudales y niveles de agua. El modelo hidrodinámico proporciona una visión de las características de las inundaciones, tales como, los niveles de agua y la velocidad de flujo. Se definieron y simularon tres escenarios, como insumo para la evaluación de la gestión de riesgos (Capítulo 3): la inundación debido a la rotura por desbordamiento para un periodo de retorno de 1:100, 1:250 y 1:500. Los gráficos de los resultados de los cálculos para un periodo de retorno de 1:100 se presentan en el Anexo 2. Los gráficos de los resultados de los cálculos se presentan en la Tabla 2. Las características de inundación fueron aplicadas en el análisis del riesgo para obtener el costo de los daños correspondientes a determinada probabilidad de inundación.

Tabla 3 Características de los escenarios de inund ación Periodo de retorno Área Máxima inundada [km 2]

100 20.36 250 22.83 500 24.28

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3 GESTIÓN DE RIESGOS POR INUNDACIÓN: OPTIMIZACIÓN DE COSTOS

Costos iniciales de relocalización de viviendas del dique juegan un papel importante en los costos totales En este estudio se aplican los principios utilizados en los Países Bajos para el diseño de sistemas de protección contra inundaciones con base en el riesgo, a la zona de Aguablanca. En esta optimización económica, las inversiones para aumentar la seguridad son balanceados con la reducción del riesgo para encontrar un nivel óptimo de protección contra las inundaciones. Hemos asumido que el dique solamente falla por desbordamiento.. La resistencia del dique luego es diseñada para que no falle bajo niveles de agua por debajo del nivel de diseño, para todos los mecanismos de falla posibles como tubificación y la falta de estabilidad. La evaluación de las condiciones físicas y la estabilidad estructural del dique se describe con detalle en el Anexo 5, y Capítulos 4 y 5. Si los niveles de agua están por encima del nivel de agua de diseño, el dique puede fallar y producir una rotura. Los lugares en los que puede producirse desbordamiento del río Cauca (entre el Canal Interceptor Sur y río Cali) para un período de retorno dado se obtuvieron graficando el nivel de corona del dique y los niveles de agua correspondientes a un periodo de retorno dado. El escenario de inundación para un periodo de retorno de 100 años se definió mediante la comparación de la altura del dique con el nivel de agua para un periodo de retorno de 100 años. Los lugares fueron definidos a partir de un perfil longitudinal preliminar del dique. El -equipo del OSSO corrigió este perfil después de revisarlo. La localización de los posibles desbordamientos son determinados por el equipo del OSSO. El perfil longitudinal del dique de la margen izquierda del río Cauca muestra los sectores donde la altura del dique está cerca o por debajo del nivel del agua para un periodo de retorno de 100 años. Cinco lugares fueron definidos. En estos lugares el nivel del agua es más alto que el dique o el borde libre es inferior a 1 m. Un borde libre de 1 m es recomendado por CVC. La Tabla 3 muestra la localización donde el desbordamiento podría ocurrir. Las dimensiones de la ruptura del dique fueron obtenidos de los análisis de las fallas de diques ocurridas en el pasado en Colombia [13].

Tabla 4 Locations where overtopping might occur

Localización No. Abscisa

Corona del Dque [m]

Nviel de agua [m]

Tr 100 Tr 250 Tr 500 1 K134+581 952.5 952.06 952.30 952.45

2 K136+081 951.6 951.61 951.85 952.00

3 K140+781 950.6 950.76 951.00 951.15

4 K142+281 950.5 950.20 950.44 950.59

5 K143+281 950 949.82 950.06 950.21 El modelo hidrodinámico 2D se ha aplicado para determinar las características de inundación. Estas características de flujo y los mapas de uso de la tierra se combinaron en un SIG con las funciones de Nivel – Pérdida y los costos máximos de las pérdidas para determinar los costos de los daños correspondientes a una probabilidad de inundación.

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El riesgo anual actual (probabilidad x daño) se ha convertido a un valor presente mediante la división de la tasa de descuento neta. La tasa de descuento neta del 8% se calcula a partir de la tasa de interés del 11% menos una inflación del 3%. El daño se incrementará debido al crecimiento económico. Descuidar el crecimiento económico llevaría a una subestimación del riesgo futuro. Hemos asumido un crecimiento económico del 1% por año. Este número se calcula sobre la base de las expectativas futuras y es por lo tanto incierta. En un análisis de costo-beneficio los costos de elevación y refuerzo de los diques también son importantes. Los costos de la reubicación de las familias que viven en el dique también se tienen en cuenta en las inversiones. Los resultados del análisis se presentan en la Figura 3. Una característica importante de este cálculo es que el aumento de costos de inversión como una función del período de retorno es relativamente pequeño. Esto se debe a que los costos de la reubicación de las familias que viven en el dique son los más altos costos de inversión. Este aspecto lleva a considerar que, desde el punto de vista puramente económico, de este modo, sería mejor hacer una elección por el periodo de retorno mayor, lo que lleva a costos totales esperados mas bajos. Desde un punto de vista práctico, cualquier elección superior al de 500 años puede ser suficiente. Los datos sobre los antecedentes de este cálculo se presentan en el Anexo 10.

Figura 4 Resultados de la optimización económica pa ra el dique de Aguablanca

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4 MEJORAMIENTO DE LA SEGURIDAD DEL DIQUE, ESTRATEG IA INMEDIATA Y DE CORTO PLAZO

4.1 Análisis de las condiciones actuales

El objetivo de la evaluación de las condiciones actuales del dique es investigar los niveles de la corona, la estabilidad y los impactos humanos o de otro tipo, que puede reducir el nivel de seguridad del dique. Al comparar estas condiciones con las condiciones requeridas conduce a conclusiones acerca de las posibles estrategias y acciones necesarias a tomar. 4.1.1 Nivel de corona del dique, dique principal

El nivel de corona de diseño original del Jarillon de Aguablanca es T=100 + 1.50m. Este dique protegía un área predominantemente agrícola entre Cali y el río Cauca. El dique fue construido en una época (década de 1950s) en la que T=100 no pudo ser calculado bien sino estimado (15). Los actuales niveles de corona se presentan en la Figura 5. La estimación de 1950 es muy buena en comparación con el T=100 que se calculó en este informe.

1. El nivel de corona medido muestra que el nivel no se pudo mantener a lo largo del dique. 2. El área protegida cambió de ser agrícola a área urbana y en consecuencia puede requerir

un nivel de protección mayor. 3. El borde libre original de 1.50 m puede ser reducido debido a que los niveles de agua

probables pueden ser calculados con mayor precisión.

Figura 5 Nivel de corona del dique (color naranja) y varios niveles de agua + borde

libre (véase también Anexo 2)

Perfil Longitudinal del Jarillón del río Cauca y Ni vel de agua para diferentes periodos de retorno (Versión revisada con datos de campo, septiembre 2 0 de 2012)

947

948

949

950

951

952

953

954

955

956

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

---> x -coordinate [km]

water level T=10 water level T=25

water level T=100 water level T=250

water level T=500 dike crest level

T=100 + 0,50 m freeboard T=500 + 0,50 m freeboard

T=250 + 0,50 m freeboard original design T=10 + 2,50

Canal Surkm 127 + 724 m

Rio Calikm 146 + 300 m

Juanchitokm 139 + 259 m

Level [msnm]

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Tabla 5 Longitudes de dique que deben ser realzada s para aumentar los niveles de protección

Posible nivel de

protección (Años)

Borde Libre [m]

Longitud de dique a ser realzada [m]

cm para ser realzados

Observaciones

T = 10 1,50 Casi total

Con el conocimiento de los cálculos actuales de nivel de agua el dique no cumple con los requisitos establecidos originalmente; una comprobación con un punto de referencia es necesaria, ya que no hay una explicación sencilla de por qué el Jarillón de Aguablanca ha caído tanto por debajo de su norma original

T = 100 0,50 4300 generalmente

< 20 cm

Con los cálculos de niveles de agua actuales, mas precisos, el nivel de protección contra inundaciones de T=100 puede ser garantizado con un borde libre de 0.50 m


< 35 cm

Con el cambio del área protegida de agrícola a área urbana, es necesario considerar un nivel de protección mayor debería se el resultado de un análisis económico.


< 40 cm idem

Exactitud en los niveles de los diques y en los niv eles de agua

En el curso de esta actividad, resultó muy difícil establecer el nivel correcto del dique a partir de los datos disponibles. Los datos de niveles

eran obsoletos o, más importante, fueron tomados de diferentes periodos en los que los niveles de referencia (datum) han sido cambiados.

CVC y OSSO han asegurado que el nivel del dique actualmente disponible es el correcto.

El modelo hidráulico del río para el cálculo del nivel de agua es inexacto por definición, ya que no todos los datos del fondo del rio están

disponibles, Aún así las posibilidades de establecer un nivel de agua más o menos correcta son mucho mejores que en la época de la

construcción del dique. Un modelo para todo el río Cauca debe hacerse disponible. En primer lugar, el comportamiento de un río aguas abajo

está muy afectado por lo que sucede aguas arriba. La aceptación de una base para las decisiones transfronterizas (entre estados, entre

municipios) depende en gran medida de la aceptación de un modelo básico que permita predecir el nivel de agua real.

Aún así la reproducción del diseño original del dique (Figura 4) muestra que el dique ha caído considerablemente por debajo de su valor de

diseño original (nivel de agua T = 10 + 2,50 m). Esto no está en concordancia con el sentir y la visión de los experimentados ingenieros

locales. Recomendamos que este asunto sea investigado:

1. volver a evaluar los cambios de datum en el curso de los años

2. atribuir cada medición disponible al datum correcto

3. describir la historia de los datums y mediciones en un informe aparte

4. Abrir archivos para establecer certeza sobre el nivel del dique realmente construido: T = 10 + 2,50 m.

5. Comparar el punto de partida T = 10 (1958) y T = 10 (2012)

6. Investigar la posibilidad de que el subsuelo del dique se haya consolidado mucho.

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4.1.2 Condiciones del dique del Canal Sur y el río Cali

No hay registros de falla del dique a lo largo de Canal Sur. Los cálculos de estabilidad para estos diques han indicado también que cumplen con los requisitos mínimos de resistencia [13]. La Corporación OSSO ha hecho el trabajo de campo de los diques de los dos afluentes Canal Sur y Río Cali resultantes en los perfiles longitudinales que se presentan en el anexo 2. Las observaciones de campo muestran un efecto significativo de las intervenciones humanas a lo largo de estos diques en forma de residuos y depósitos de escombros. Además, hay nidos de la especie de hormiga "arriera" en varios lugares, afectando la permeabilidad y la estabilidad [13]. 4.1.3 El manejo de los niveles de agua y del fondo del río

Debido a la intensa urbanización, el fondo del río y la planicie de inundación está en una condición de mucha presión por la extracción de arena y el vertimiento de escombros de construcción. La erosión incontrolada y la tendencia del aumento de los niveles de agua son el resultado. Por supuesto CVC y el Municipio de Cali son plenamente conscientes de este problema. La solución de este problema no es solamente un tema técnico, pero se encuentra en un enfoque mucho más amplio socio-económico y administrativo. 4.1.4 Discusión del borde libre.

En los Países Bajos diques fluviales requieren un borde libre mínimo de 50 cm. Este borde libre permite: ● el efecto del oleaje (rompiente) ● la incertidumbre del modelo de nivel de agua en el río y ● tierra seca firme por encima del nivel del agua en condiciones extremas para medidas de emergencia. En la situación del río Cauca y el Jarillón Aguablanca, el efecto del oleaje puede no ser tenido en cuenta. El ancho del río es relativamente pequeño y no hay barcos grandes. Sin embargo la incertidumbre del modelo debe ser considerada más en detalle. Por el momento, suponemos que las incertidumbres del modelo están bien cubiertas con la asignación de 0,50 m para el borde libre.. 4.1.5 Resistencia del dique

El nivel de la corona es el factor más importante y directo para la protección del nivel de inundación de Cali. Sin embargo, un dique débil o puntos débiles en el dique pueden resultar en falla, incluso si el nivel de agua es menor que el nivel de agua de diseño. La inspección del dique ha dado como resultado 5 observaciones importantes. 1. Construcciones hidráulicas que cruzan el dique plantas de tratamiento de agua potable y de aguas servidas y estaciones de bombeo no cumplen con requisitos de seguridad. Especialmente la estación de bombeo en el lado de aguas abajo del dique está en una condición alarmantemente mala. La falla de la estación de bombeo en su función de defensa contra inundaciones no se puede descartar y se estima mucho peor que una probabilidad de falla de 1/100 por año (T = 100). La toma de agua potable y la planta de tratamiento de aguas residuales también necesitan un

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mejoramiento. Para una descripción más detallada véase el Anexo 5, Evaluación de campo de las condiciones del dique Aguablanca. 2. En niveles altos de agua, como se ha observado alguna filtración de agua cerca de la estación de bombeo de Paso del Comercio, muy probablemente debido a un error de construcción y no a la inestabilidad de la pendiente. Los efectos de tubificación no fueron observados. 3 Hormigas han infestado el dique y su entorno (hormigas arrieras). Estas hacen sus moradas en el dique, causando cavidades y debilitando el dique. 4. Bajo las capas superiores de arcillas y limos, hay algunas localizaciones con una capa de arenas licuables. Licuefaccion: inducida por terremoto puede poner la función de retención de agua del dique y fuera de servicio por mucho tiempo, sin embargo, el riesgo de la ocurrencia de un gran terremoto y una inundación es insignificante en comparación con el riesgo de que el caso de que sea un terremoto o una inundación. Terremotos menores en el pasado no han conducido a la licuefacción. Por lo tanto la licuefacción no se considera un problema. 5. El dique está muy densamente poblado sobre todo en el tramo norte. Viviendas, cimientos, y sótanos y árboles cortan el perfil mínimo de diseño. Vivir en un dique es casi el lugar más seguro en una zona propensa a inundaciones. El mayor problema es cuando la vivienda u otras actividades humanas dañan la integridad del cuerpo del dique: corte en el cuerpo mismo del dique, daño en el revestimiento, así reduciendo la capacidad de retención de agua y creando puntos de iniciación para la erosión. 4.2 Acciones inmediatas y a corto plazo

4.2.1 Acciones inmediatas

Puntos bajos Donde el nivel de la corona del dique principal es el parámetro más importante en la protección contra inundaciones, se recomienda acción inmediata para realzar los puntos más bajos en el dique que son muy localizados. 1 km 128+581 2 km 134+581 3 km 136+081 4 km 140+781 5 km 142+281 6 km 143+281 Además se recomienda rehabilitar los puntos bajos de la dique de Canal Interceptor Sur, que se han identificado en el perfil longitudinal del anexo 2. Rehabilitación y mantenimiento de la estación de bombeo La condición de la estación de bombeo es alarmante. Un número de las válvulas exteriores de la estación de bombeo no están funcionando. Aunque los tubos tienen válvulas internas, la defensa contra las inundaciones no sólo debe depender de estas válvulas interiores. Durante una inundación, habrá una presión innecesaria en el interior de los tubos, y aumentará el riesgo de inundación. Se requiere una acción inmediata para asegurar la protección contra inundaciones3.

3 En una carta al Dr. Guerrero, el alcalde de Cali, del 17 de diciembre de 2012, EMCALI ha confirmado que se prevé reparar las válvulas dañadas en enero de 2013.

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4.3 Estrategia 0 a corto plazo.

Esta estrategia a corto plazo consiste de 5 componentes: a. Mantener el nivel del dique a T = 100 b. Mantenimiento del fondo y la llanura de inundación c. Construcciones hidráulicas d. Estabilidad del talud del dique e. Actividades perjudiciales de los seres humanos y las hormigas f. Asuntos institucionales Estos se explican a continuación (Asuntos institucionales se tratan por separado en el capítulo 6). La estrategia a corto plazo debe ser considerada como una estrategia de base (el mantenimiento del status quo no es una opción). Esta mezcla de componentes debe ser implementado de una manera coherente. Sólo se manteniendo el nivel del dique a T = 100 mejorará las condiciones de seguridad, pero no será efectiva en el largo plazo si los componentes b, c, d, ye no son atendidos al mismo tiempo. a. El mantenimiento de los niveles de dique a T = 100 Para el corto plazo la estrategia 0, las medidas están encaminadas al realce del nivel de protección previsto originalmente de T = 100. Las medidas responden a las conclusiones de la inspección del dique para el dique de Aguablanca en 18/19 septiembre de 2012 y 02 de octubre 2012. En cuanto a los diques a lo largo de Canal Sur y Río Cali, se recomienda la misma acción inmediata, es decir, llevar a los niveles al correspondiente T = 100 nivel del Río Cauca. Teniendo en cuenta que el nivel de protección contra las inundaciones previsto del Jarillón Aguablanca fue T = 100 + borde libre se recomienda a corto plazo rehabilitar el dique para este nivel de protección contra inundaciones. Puesto que el área protegida ha cambiado desde la tierra agrícola en zona urbana, al menos debería mantenerse este nivel de protección. Esta recomendación implica elevar 4300 m del dique. De este modo, se supone que con las actuales estadísticas y métodos de cálculo un bordelibre de 0,50 m es suficiente. NB. Si se decidió elevar el dique, el refuerzo también se podría combinar con las acciones a largo plazo con pequeños costes adicionales. El T = 100 no necesariamente tienen que estar motivados con un análisis económico. Por el contrario, la situación de Cali es tal que la orilla opuesta del río es menor y en condiciones mucho peores que el lado de Cali. Esto es para Cali una situación preferencial. Hay tanto de retención en el lado opuesto del río Cali que es prácticamente seguro. En esta situación, Cali o CVC podrían ganar tiempo: el tiempo que tarde el desarrollo aguas arriba y y / o de la orilla opuesta del río para que suban los Q o los h cerca de Cali, el Jarillón Aguablanca proporcionará una protección virtualmente ilimitada de inundación (siempre que sea suficientemente fuerte, por ejemplo, la estación de bombeo). b. El mantenimiento del fondo del río y de la llanura de inundación y el control de los escombros de construcción El mantenimiento de fondo de río debe ser mjorado. Esto es, por una parte predominantemente un asunto del gobierno, por otro lado los incentivos económicos y las posibilidades técnicas pueden ayudar. Especialmente el vertido de escombros de construcción tiene que ser detenido. Una

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recomendación fuerte es invertir en sistemas de trituración de escombros para convertir los desechos residuales en materiales de construcción en bruto, listo para su reutilización.

Figure 6 Debris crusher system

c. Medidas de construcciones hidráulicas

A partir de la evaluación de la Estación de Bombeo acciones inmediatas son requeridas. En general recomendamos una situación en la que el dueño de la construcción (EMCALI) y el propietario del dique (CVC) son igualmente responsables de la construcción que cruza la línea de defensa contra las inundaciones. Esto primordialmente es una cuestión de gobernanza para hacer cumplir este tipo de colaboración, pero es también una cuestión de comportamiento de los ingenieros de ambas organizaciones (ver también Capítulo 6). Técnicamente se recomienda a EMCALI y CVC cooperar en los proyectos de mejora en curso. Desde el punto de vista de la defensa contra las inundaciones una serie de problemas de diseño en la rehabilitación de las estructuras tienen que ser normalizados: 1. nivel de construcción debe ser en conformidad con el - futuro - nivel de protección del dique, preferiblemente mucho más allá del período de planificación (dique a 50 años, construcciones más difíciles de adaptar a 100 años). 2. la estabilidad global de la construcción debe satisfacer los requerimientos de estabilidad del dique (niveles de agua, tuberías) 3. se requieren filtros (“seepage screens”)al lado y debajo de la construcción 4. la integridad de la construcción dentro de la línea de defensa contra las inundaciones debe ser garantizada, preferentemente, las partes de la construcción en la línea de defensa contra las inundaciones debe ser más fuertes que las piezas fuera de la línea de defensa: por ejemplo, una tubería de acero que cruza el dique debe ser parcialmente mas resistente dentro del dique: si una tubería bajo presión falla, esto sería probablemente fuera del dique de adentro 5. construcciones de transición, por ejemplo, concreto a suelo tienen que estar bien diseñadas, supervisadas y mantenidas. EMCALI tiene proyectos en ejecución. Desde la perspectiva del dique las construcciones hidráulicas necesitan mejoramiento en la estrategia a corto plazo. Donde la rehabilitación total no

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se ajusta a la economía del ciclo de vida de la estructura, se deben tomar medidas para garantizar la parte de protección contra inundaciones de estas estructuras. Aspectos de evaluación del diseño se han mencionado arriba. d. Estabilidad del talud del dique y licuefacción

El Jarillón de Aguablanca tiene taludes relativamente empinadas desde el punto de vista geotécnico. - Durante la inundación aún relativamente baja del 2011 se observaron inestabilidades del dique inundaciones. Con el fin de garantizar técnicamente la estabilidad del dique bajo condiciones de diseño, los taludes deben ser más estables. Es decir el dique necesita pendientes más suaves. Ejemplo de cálculos geotécnicos muestran que son requeridas pendientes de 1:2½ a 1:3. En segundo lugar la presencia de arenas licuables añade riesgo sísmico a la construcción del dique. Investigaciones de suelo puestas a nuestra disposición muestran que la capa de arena omnipresente no siempre es licuable. Recomendamos hacer pruebas de densidad y distribución de tamaño de grano y el contenido de agua para localizar las zonas de potencial de licuefacción . Dada la situación de Cali dos opciones deben ser investigadas: ● "añadir cohesión" al suelo licuable ● ajuste del perfil de dique, de manera que la deformación causada por la licuefacción no afectará a la integridad de retención de agua del dique (Cálculos de PLAXIS). e. Actividades perjudiciales de los seres humanos y las hormigas

las Casas y los arboles son piezas esenciales del perfil del dique que deben ser removidos o el perfil dique necesita adaptación. Recomendamos la creación y registro del perfil del dique mínimo esencial de retención de agua en cada sección. Este perfil del dique debe tener un estatus legal por el cual CVC es capaz de establecer las medidas para mantener el perfil mínimo.

Las cavidades de los nidos de hormigas (hormiga arriera) deben ser llenadas. La inspección regular debe estar dirigida a la erradicación de las hormigas. Los nidos de la hormiga se deben cavar tan pronto como se observan. Las cavidades poco profundas de nidos pueden ser fácilmente reparads por excavación y relleno con nueva aplicación de arcillas. Los nidos más profundos deben ser llenados con bentonita preferentemente.

Casas y árboles que cortan partes esenciales del perfil del dique deben ser removidos, el perfil del dique necesita ser adaptado. Recomendamos el establecimiento y registro de un perfil mínimo indispensable de retención de agua del dique para cada sección. Este perfil del dique debe tener un estatus legal por el cual CVC tiene capacidad para hacer cumplir las medidas para mantener el perfil mínimo.

5 PLANTEAMIENTO A LARGO PLAZO PARA LA PROTECCIÓN D E INUNDACIONES EN CALI

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El enfoque a largo plazo para la protección contra las inundaciones depende en gran medida de los futuros desarrollos de causas naturales y actividades humanas. En este capítulo, el desarrollo se menciona brevemente. Esencialmente los desarrollos están fuera del control de la autoridad del dique, así como las autoridades locales y regionales. Sin embargo, son un factor importante que tiene implicaciones para la forma en que la protección contra las inundaciones en el futuro debe ser manejada. 5.1 Anticipar el impacto de la evolución econ ómica y regional y los posibles efectos del cambio climático

Consideramos escenarios como la evolución más allá del control de la autoridad del dique y otras autoridades de la región. Los cambios climáticos, los efectos de El Niño y La Niña, el desarrollo de crecimiento de la población urbana, la evolución económica no están dentro del control inmediato de la autoridad dique y establecer condiciones de contorno para el dique. 5.1.1 Desarrollos espaciales

El desarrollo territorial es un elemento que no se encuentra directamente dentro de la competencia de una autoridad del dique. Esto es más bien de dominio de los municipios “departamentos” y los estados. En lo que respecta a la protección contra inundaciones el desarrollo espacial es un activo esencial. 1. Se debe mantener espacio para inundaciones del río – naturales – para controlar niveles de agua del río. No sólo en el área de Aguablanca, sino también – y más importante – aguas arriba de Cali. 2. Si Cali es un área importante que debe protegerse, a la orilla opuesta tiene una cantidad de tierra de menor inversión económica, la protección contra inundaciones de Cali se puede beneficiar del mantenimiento de esta situación: mantener el nivel de protección en la orilla opuesta menor que en el lado de Cali. En cuanto a la ordenación del territorio: deben estar seguros de que el lado éste del río puede seguir siendo un dique de contención de emergencia. 3. Desarrollos aguas arriba y efectos climáticos en el futuro causan mayores niveles de agua del río cerca de Cali, que requiere diques más altos y más amplios. La CVC autoridad del dique debe ejercer la autoridad para reclamar y liberar la tierra adyacente al dique. 5.1.2 Desarrollo económico

Figura 7 Desarrollo Urbano

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La evolución económica y espacial van de la mano. La Figura 7 muestra el desarrollo de 50 años. Más que el cambio climático, el uso del suelo es un direccionador del incremento de los niveles de protección contra inundaciones. En el capítulo 3 hemos presentado un método para el análisis económico para definir un nivel de protección contra las inundaciones óptimo. La construcción de dique y el refuerzo de diques requieren inversiones importantes y tienen gran impacto en el medio ambiente. También se debe considerar que la creación de un entorno protegido de inundaciones atraerá más inversiones dentro del área protegida, lo que provoca mayor necesidad de mejorar la protección contra las inundaciones. 5.1.3 Cambio climático

Los datos que se analizaron en el estudio reciente de las inundaciones en La Mojana [16], han mostrado una possitiva correlación entre la ocurrencia de La Niña y las descargas extremas en el río Cauca, mientras que también se ha demostrado que la hay una tendencia en el índice ONI (Oceanic Niño Index), indicando una tendencia al aumento de la aparición de la Niña. La conclusión fue que las características estadísticas del río Cauca están cambiando. Llegamos a la conclusión de que, además del cambio de uso de la tierra la ocurrencia de inundaciones en el Valle del Cauca también se ve influida por los efectos climáticos, el grado y magnitud es todavía desconocido. Recomendamos futuras investigaciones sobre los efectos de la evolución de la ONI en los extremos de los caudales del río Cauca 5.2 La necesidad continua y creciente de la protec ción contra inundaciones

5.2.1 El enfoque basado en riesgos para la protecc ión de Cali

Una inundación es un desastre mayor en términos de riesgo para la pérdida de vidas de los daños por inundaciones, y retrocesos en el desarrollo económico a largo plazo. Los Países Bajos han adoptado un enfoque basado en el riesgo para la protección contra inundaciones. La filosofía básica es que las autoridades de la zona propensa a las inundaciones tienen responsabilidad en "asegurar el desarrollo económico, la vida y la protección contra las inundaciones". Para una sociedad en su conjunto es entonces económicamente atractivo y viable invertir en razonable protección contra las inundaciones. En el caso de Cali es entonces económicamente atractivo invertir en obras de ríos y diques. Para el largo plazo recomendamos entonces el enfoque basado en el riesgo. Esto comprende varias acciones: 1. adquisición de conocimientos sobre el enfoque basado en el riesgo en la protección contra inundaciones 2. Implementación en guías para el diseño de diques 3. Implementación en funcionamiento práctico (CVC) 4. implementación completa y rigurosa de una evaluación fundada en riesgo de la situación

de Cali (proyecto) 5.2.2 Combinación del riesgo por inundación y el r iesgo sísmico.

En un área expuesta a graves catástrofes naturales el riesgo de desastres combinado es importante.Cali es propensa a desastres por inundaciones y terremotos. El gobierno de Colombia

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tiene establecido un Código de Construcción para terremotos. Un sismo de diseño de 7,8 en la escala de Richter, lo que resulta en 0,25 g aceleraciones del terreno es un factor importante en el diseño de construcciones. Para Cali el sismo de diseño tiene un período de retorno de T = 475 años. Tenemos las siguientes observaciones: 1. viviendo en Cali la exposición a un terremoto no se puede evitar; 2. el riesgo po inundación se suma a la exposición de las personas a los desastres; 3. daños esperados por inundación se sumarán a los daños esperados de los desastres, 4. daños por terremoto siguen siendo dominantes. Un terremoto puede causar un daño considerable al dique, que - además de cualquier otro daño a la ciudad - que requieren una atención inmediata. Desde el momento de la construcción del dique, no hay daño observado debido a terremoto. Evaluar el riesgo de licuefacción debido a un terremoto, se recomienda más investigación en áreas propensas a la licuefacción.

En cuanto a los riesgos de la exposición a un desastre, la combinación de una protección contra inundaciones de T = 100 años con T = 475 años de riesgo de terremoto, daría lugar a probabilidad de desastres, que es relativa a la esperanza de vida de una persona. Una persona que, viviendo 80 años en una zona propensa a inundación y a terremotos corre el riesgo de 68% de ser golpeado por un desastre. Donde el terremoto apenas se puede evitar, una vez viviendo allí, la reducción de esta exposición es bien posible mediante el aumento del nivel de protección contra inundaciones. Por ejemplo, la combinación de un riesgo de inundación de T = 500 años con una T = 475 años de riesgo de temblor de la tierra, resulta en una probabilidad de 28% de ser golpeado por al menos uno de los dos desastres en un período de 80 años. Desde el punto de vista de los daños el riesgo de terremotos es bastante alto. Teniendo en cuenta que el rompimiento de un dique no daría lugar a profundidades de inundación muy elevadas en Cali, el daño es grave, pero sigue siendo limitado en comparación con un gran terremoto. La optimización económica por lo tanto, define el nivel óptimo de protección contra inundaciones.

En el capítulo 3 hemos demostrado que, después de haber hecho la inversión inicial para la mejora del dique (predominantemente reasentamiento), un nivel de protección contra inundaciones alto es económicamente atractivo. Las pequeñas diferencias en cm entre los niveles de agua para diferentes frecuencias (T = 100 y T = 2000 y superior) demandan pequeños costos extras para lograr gran valor en perdidas evitadas. 5.3 Estrategias para el mantenimiento y mejoramien to de la protección contra inundaciones

De las consideraciones anteriores se pueden formular dos estrategias principales para el Jarillón de Aguablanca. 1. La primera estrategia tiene como objetivo "mantener la presión sobre el dique baja". La mitigación del nivel del agua de los ríos en aumento es la pauta para esta estrategia. Esto implica la razonable planificación del territorio. 2. La segunda estrategia supone que el desarrollo espacial difícilmente se puede controlar cuando se trata de protección contra inundaciones. La capacidad de retención aguas arriba y enfrente de Cali desaparecerá gradualmente por otros desarrollos, obligando a Cali a depender más y más de la protección contra inundaciones de Jarillón de Aguablanca.

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5.3.1 Nivel de protección contra inundaciones

Sobre la base de los escenarios, la margen derecha del río Cauca probablemente se transforme en un área económicamente más valiosa que en la actualidad. Por lo tanto, se espera que la margen derecha también será mejor protegida contra las inundaciones. Desarrollos socio económicos más aguas arriba llevarán a la realización de mas obras de protección contra inundaciones aguas arriba. Como resultado, el nivel de protección contra inundaciones de Cali que proporciona el dique existente decrecerá. Después de todo, la reducción del espacio para inundación de aguas de los ríos disminuirá la capacidad de retención aguas arriba y por lo tanto tienen una tendencia al alza en los niveles de agua del río en Cali. Esto va de la mano con una mayor necesidad de protección contra inundaciones: el desarrollo económico y el crecimiento de la población y de propiedades en Cali exigirá seguridad. A partir del análisis económico, es evidente que un óptimo económico se puede encontrar en la elevación del nivel de protección del jarillón de Aguablanca para al menos T = 500. Niveles de protección más altos pueden ser adquiridos a un costo extra pequeño. 5.3.2 Estrategia 1: Retención controlada aguas arr iba de Cali y en la banca derecha del río Cauca.

Con base en el comportamiento actual de los niveles de agua del río todavía hay espacio suficiente para la retención de agua del río aguas arriba de Cali y en la orilla derecha. Un buen modelo 2D del río necesita ser desarrollado para confirmar esto. En el cálculo de los niveles de agua de los ríos con frecuencias más bajas (T = 250, 500, 2000, etc) el margen derecho se ha modelado como un dique infinitamente alto y una entrada de agua es estadísticamente extrapolada. La realidad sería que el Jarillón de Aguablanca es el punto más fuerte y que en frecuencias más bajas, mayores niveles de agua vertidos muestran poco aumento debido a las inundaciones en otras partes. Las autoridades del agua en los Departamentos del Valle del Cauca y Cauca bien, pueden ser capaces de mantener la capacidad de retención del río aguas arriba. Aunque la experiencia demuestra que el desarrollo espacial es bastante difícil de controlar. Esta estrategia comprende por tanto: 5. mejora del Jarillón de Aguablanca de acuerdo con la estrategia 0 6. Mejoramiento adicional del jarillón de Aguablanca a un mayor nivel de protección de T= 500 hasta T = 2000; esta mejora adicional se debe realizar junto con la estrategia de 0 para evitar costos iniciales dobles, debe fundarse en un buen modelo 2D nuevo del río: relocalización de todas las viviendas podría llegar a ser evitable. 7. La CVC y sus colegas aguas arriba deberán cooperar intensamente, lo mismo vale para las autoridades departamentales. 8. El control de la gestión territorial y la evaluación de desarrollos territoriales en su consistencia con el enfoque de inundaciones a largo plazo debe ser implementado. Areas especiales – que ya son parte del area de retención del río deberán ser dedicados a la inundación controlada de gran escala.

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Figura 2 Las tres estrategias presentadas en el grá fico de frecuencia de inundación

5.3.3 Estrategia 2: Confianza total en el Jarillón Aguablanca

El supuesto de la estrategia 2 es que la gestión del territorio y el mantenimiento de zonas de retención para la protección contra inundaciones fracasa. Como resultado Cali se enfrentan a mayores niveles extremos de agua del río (por ejemplo, el actual T = 500 de nivel de agua del río se convertirá en el T = 100 y por lo tanto aumenta el riesgo). Cali tendrá que elevar el Jarillón Aguablanca para mantener - y aumentar - su nivel de protección contra inundaciones. También en esta estrategia el nivel de protección de Cali contra inundaciones depende en gran medida de la evolución aguas arriba y en el modo de operación de la margen derecha del río Cauca en el tramo de Cali. En esta estrategia también se requiere un modelo 2D adecuado del río Cauca para monitorear los desarrollos aguas arriba y las consecuencias para el Jarillón de Aguablanca. Esta estrategia comprende: 1. mejora del Jarillón de Aguablanca de acuerdo con la estrategia 0 2. futura mejora del Jarillón la Aguablanca para un nivel de protección superior a T = 500 y hasta T = 2000 3. El reasentamiento de todas las casas en el dique y en la berma del dique no se puede evitar; 4. La ampliación considerable (ensanchamiento) del dique debe tenerse en cuenta. 5.3.4 La eleccíón de la estrategia

Las estrategias que se presentan se han desarrollado con una mente abierta sin querer limitarse a priori, y sin tener en cuenta las consecuencias financieras o institucionales. Tomando una mirada más cercana y realista de las posibilidades, se recomienda la elección de la estrategia 2. Esta estrategia está incluida en el plan de acción. Se recomienda un nivel de seguridad con un período de retorno de T = 500 años. Los argumentos son los siguientes:

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1. El desarrollo espacial es un proceso que es muy difícil de controlar y también incluye muchas partes. La estrategia que incluye el uso de zonas de retención puede resultar imposible de realizar o no ser fiable en el futuro.

2. Los costos adicionales asociados a pasar de un nivel de protección con T = 100 años a T = 500 años son marginales en comparación con los costes globales.

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6 LA GOBERNANZA Y LA AUTORIDAD DEL AGUA

El marco institucional para la gestión de río y dique en el Río Cauca, sus tributarios y sus diques, es dispersa. En 1993, el manejo del río y del dique se divide a lo largo de fronteras políticas y administrativas. La Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca (CVC) fue dividida en términos de su autoridad territorial y de su contenido. Cauca se separó del Valle del Cauca y el ambiental se separó de contenido técnico. Esto tiene efectos muy adversos sobre el mantenimiento y gestión de diques, lo que resulta en el deterioro del dique. Parte de este deterioro ha sido causado por la construcción de vivienda ilegal y otras actividades ilegales alrededor del dique. Oficialmente la CVC es propietario del cuerpo del dique y aún debe tener responsabilidades en materia de mantenimiento y gestión. En la práctica esto no es así y, al mismo tiempo CVC no tiene suficiente personal técnico para cumplir esa tarea. Sin embargo, dentro del ámbito de las autoridades colombianas, CVC se acerca más a ser una autoridad regional que participa en la gestión del agua, a pesar de que las tareas relacionadas con la gestión del dique no se describen claramente. Autoridades como EMCALI son responsables de ciertas construcciones en el cuerpo del dique, tales como la estación de bombeo principal, y la toma de agua potable. Sin embargo, casi no existe ninguna consulta con CVC sobre sus actividades de renovación y estado de las obras de construcción, mientras que estas construcciones son parte de la defensa del dique. . De lo anterior se desprende que no existe un protocolo para el manejo y mantenimiento del dique porque, obviamente, no existe una organización que tenga la responsabilidad completa. Se recomienda que el mantenimiento y el control del dique de Aguablanca quede bajo una autoridad única que tiene el mandato legal de hacerlo, respetado por todas las demás organizaciones. Esta autoridad debe tener el derecho legal de inspeccionar, supervisar, evaluar los planes y conceder permisos de cualquier edificación que forma parte del dique y por lo tanto parte de la defensa contra las inundaciones. Hay más en este tema de la gestión no solo para el dique cerca de Cali. Se trata de la gestión de todo el río Cauca desde la presa de Salvajina hasta y más allá de Cali que deben ser gestionados por una autoridad, y regulado por la ley. Se recomienda un diálogo entre las partes interesadas, liderado por el alcalde de Cali, o por el gobierno central, para resolver este problema. Como ejemplo del esquema para una autoridad de agua en el Anexo 8 se presenta una introducción de la organización holandesa de autoridades regionales del manejo del agua.

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7 REFERENCIAS

[1] Caracterización y modelación matemática del Río Cauca - PMC FASE III; Evaluación y

optimización de la regla de operación del embalse de Salvajina, VOLUMEN XVI, Universidad del Valle, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente, Santiago de Cali, mayo de 2007.

[2] Modelación matemática del sistema Rio Cauca-Humedales; Universidad del Valle, Facultad de

Ingeniería, Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente, Grupo Hidráulica Fluvial y Marítima – HIDROMAR, Santiago de Cali, Agosto de 2009; Convenio Interadministrativo 144 de 2008 entre la CVC y la Universidad del Valle.

[3] Lit 1. Modelación de amenaza por inundaciones en la ciudad de Cali por el Río Cauca y

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[4] Lit. 2. Modelación matemática del sistema Río Cauca – Humedades. Volumen 1. Universidad

del Valle. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente. Octubre 2009.

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Mitigation Programme, Component 2: Structural Measures & Flood Proofing in the Lower Mekon Basin. Deltares, Royal Haskoning and UNESCO-IHE. Draft final report. May 2010.

[7] Lit. 5. Penning-Rowsell, Chatterton, J.B. (1977). The benefits of flood alleviation – a manual of

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Standaardmethode2005 schade en slachtoffers als gevolg van overstromingen, HKV report PR.999.10.

[10] Lit 8. Jonkman S.N., Bockarjova M., Kok M., Bernardini P. (2008) Integrated Hydrodynamic and

Economic Modelling of Flood Damage in the Netherlands, Ecological Economics 66, pp. 77-90. [11] Lit. 9. Metodología de Modelación Probabilista de Riesgos Naturales. Informe Técnico ERN-

CAPRA-T1-5. Vulnerabilidad de edificaciones e infraestructura. ERN. Consorcio Evaluación de Riesgos Naturales – América Latina. Consultores en Riesgos y Desastres. Tomo I.

[12] Rijkswaterstaat 2005. Standaardmethode2004. Schade en Slachtoffers als gevolg van

overstromingen. Kok M., Huizinga H.J., Vrouwenvelder A.C.W.M., Barendregt A. DWW-2005-005

[13] Informe de avance n° 2. Contrato de consultoría n° 101 de 2012 celebrado entre el fondo

adaptación y corporación observatorio sismológico del sur occidente contrato de consultoría n°

Royal HaskoningDHV


101 de 2012 celebrado entre el fondo adaptación y corporación observatorio sismológico. Cali, octubre 29 2012

[14] Water governance, The Dutch regional water authority model; Unie van Waterschappen, 2011 [15] Aguablanca Project 18 November 1958, Hadjikoulas, Kirpich, Corporación Autonoma Regional

del Cauca [16] Flood risk management for La Mojana;Deltares, Royal HaskoningDHV, HKV; august 2012;

Agency NL

Royal HaskoningDHV


ABREVIACIONES

Tabla 2 Listado de Abreviaciones Abbreviation Explanation EPSA Empresa de energía del Pacífico S.A. CVC Corporación autónoma de Valle de Cauca DAGMA Departamiento Adinistrativo de Gestion del Medio Ambiente (del Municipio de

Cali) EMCALI Empresas Municipales de Cali

Royal HaskoningDHV


8 COLOFON

NL Agency/Agua Blanca Dike along the Cauca River, Cali, Colombia LW-AF20122375

Client : ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. Project : ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. File :

BB2984 Length of report : 33 pages Author : Hans Leenen Contributions : Marcella Busnelli, Michel Tonneijck, Steven Sjenitzer, Joop de Bijjl Internal check : Project Manager : Martijn van Elswijk Project Director : Date : 7 November 2012 Name/Initials :

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DHV B.V. Laan 1914 no. 35 3818 EX Amersfoort P.O. Box 1132 3800 BC Amersfoort The Netherlands T +31 33 468 2000 F +31 33 468 2801 www.dhv.com

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ANEXO 1 HIDROLOGÍA

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Tabla 3 Estación hidrométrica de Juanchito: nive les máximos anuales y caudales

Year Maximum discharge (m3/s) Maximum level (m local reference) Reference level (m.s.l) Actual level (m.s.k)

1945 674.0 5.08 943.63 948.71

1946 684.0 5.08 943.63 948.71

1947 715.0 5.20 943.63 948.83

1948 676.0 4.95 943.63 948.58

1949 798.0 5.54 943.63 949.17

1950 1,044.0 6.40 943.63 950.03

1951 676.0 4.74 943.63 948.37

1952 710.0 4.88 943.63 948.51

1953 870.0 5.67 943.63 949.30

1954 822.0 5.36 943.63 948.99

1955 822.0 5.30 943.63 948.93

1956 878.0 5.59 943.63 949.22

1957 823.0 5.20 943.63 948.83

1958 647.0 4.55 943.63 948.18

1959 621.0 4.41 943.16 947.57

1960 839.0 5.67 943.16 948.83

1961 622.0 4.40 943.16 947.56

1962 692.0 4.79 943.16 947.95

1963 711.0 4.87 943.16 948.03

1964 688.0 4.64 943.16 947.80

1965 736.0 5.06 943.16 948.22

1966 1,059.0 6.47 943.16 949.63

1967 817.0 5.40 943.16 948.56

1968 749.0 5.06 943.16 948.22

1969 766.0 5.10 943.21 948.31

1970 936.0 5.93 943.21 949.14

1971 1,074.0 6.48 943.21 949.69

1972 792.0 5.11 943.18 948.29

1973 912.0 6.42 942.45 948.87

1974 996.0 6.85 942.45 949.30

1975 950.0 7.01 942.45 949.46

1976 876.0 6.55 942.45 949.00

1977 637.0 5.00 942.45 947.45

1978 770.0 5.74 942.45 948.19

1979 859.0 6.24 942.45 948.69

1980 463.0 3.84 942.45 946.29

1981 791.0 5.86 942.45 948.31

1982 868.0 6.29 942.45 948.74

1983 770.0 5.74 942.45 948.19

1984 1,026.0 7.12 942.45 949.57

1985 619.0 4.69 942.45 947.14

1986 619.0 4.81 942.45 947.26

1987 506.4 3.94 942.45 946.39

1988 943.0 6.40 942.45 948.85

1989 743.2 5.34 942.45 947.79

Royal HaskoningDHV


Year Maximum discharge (m3/s) Maximum level (m local reference) Reference level (m.s.l) Actual level (m.s.k)

1990 560.6 4.38 942.45 946.83

1991 428.0 3.58 942.45 946.03

1992 318.4 2.78 942.45 945.23

1993 760.5 5.83 942.45 948.28

1994 769.5 5.89 942.45 948.34

1995 574.6 4.59 942.45 947.04

1996 726.0 5.63 942.45 948.08

1997 974.2 7.03 942.45 949.48

1998 818.5 6.19 942.45 948.64

1999 991.0 7.25 942.45 949.70

2000 887.2 6.74 942.45 949.19

2001 568.0 4.79 942.45 947.24

2002 694.4 5.58 942.45 948.03

2003 530.6 4.52 942.57 947.09

2004 574.0 4.82 942.57 947.39

2005 636.0 5.23 942.57 947.80

2006 902.8 6.84 942.57 949.41

2007 954.0 7.14 942.57 949.71

2008 1,022.0 7.56 942.57 950.13

2009 786.0 6.16 942.57 948.73

2010 1,007.6 7.48 942.57 950.05

2011 1,148.0 7.94 942.57 950.51

Royal HaskoningDHV


Tabla 4 Nivel de agua actual – relación de cauda les de la tabla y ecuación de regresión de tercer orden

Current water level - discharge relation (from table and fitted equation of third order)

y = 0.008x 3 + 6.621x2 + 83.775x + 15.511R2 = 0.9998

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

3 4 5 6 7 8 9

---> water level [m local reference]

Table

Formula[m3/s]

Royal HaskoningDHV


Tabla 5 Juanchito: nivel de agua actual – relaci ón de caudal (de CVC, 14.09.2012) H Q 00 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0.10 53.00 53.10 53.20 53.30 53.40 53.50 53.60 53.70 53.80 53.90

0.20 54.00 54.40 54.80 55.20 55.60 56.00 56.40 56.80 57.20 57.60

0.30 58.00 58.68 59.36 60.04 60.72 61.40 62.08 62.76 63.44 64.12

0.40 64.80 65.61 66.42 67.23 68.04 68.85 69.66 70.47 71.28 72.09

0.50 72.90 73.81 74.72 75.63 76.54 77.45 78.36 79.27 80.18 81.09

0.60 82.00 82.80 83.60 84.40 85.20 86.00 86.80 87.60 88.40 89.20

0.70 90.00 90.80 91.60 92.40 93.20 94.00 94.80 95.60 96.40 97.20

0.80 98.00 99.00 100.00 101.00 102.00 103.00 104.00 105.00 106.00 107.00

0.90 108.00 109.00 110.00 111.00 112.00 113.00 114.00 115.00 116.00 117.00

1.00 118.00 118.90 119.80 120.70 121.60 122.50 123.40 124.30 125.20 126.10

1.10 127.00 127.90 128.80 129.70 130.60 131.50 132.40 133.30 134.20 135.10

1.20 136.00 136.90 137.80 138.70 139.60 140.50 141.40 142.30 143.20 144.10

1.30 145.00 145.90 146.80 147.70 148.60 149.50 150.40 151.30 152.20 153.10

1.40 154.00 155.10 156.20 157.30 158.40 159.50 160.60 161.70 162.80 163.90

1.50 165.00 165.90 166.80 167.70 168.60 169.50 170.40 171.30 172.20 173.10

1.60 174.00 175.00 176.00 177.00 178.00 179.00 180.00 181.00 182.00 183.00

1.70 184.00 185.00 186.00 187.00 188.00 189.00 190.00 191.00 192.00 193.00

1.80 194.00 195.10 196.20 197.30 198.40 199.50 200.60 201.70 202.80 203.90

1.90 205.00 206.00 207.00 208.00 209.00 210.00 211.00 212.00 213.00 214.00

2.00 215.00 216.40 217.80 219.20 220.60 222.00 223.40 224.80 226.20 227.60

2.10 229.00 230.00 231.00 232.00 233.00 234.00 235.00 236.00 237.00 238.00

2.20 239.00 240.10 241.20 242.30 243.40 244.50 245.60 246.70 247.80 248.90

2.30 250.00 251.00 252.00 253.00 254.00 255.00 256.00 257.00 258.00 259.00

2.40 260.00 261.00 262.00 263.00 264.00 265.00 266.00 267.00 268.00 269.00

2.50 270.00 271.30 272.60 273.90 275.20 276.50 277.80 279.10 280.40 281.70

2.60 283.00 283.70 284.40 285.10 285.80 286.50 287.20 287.90 288.60 289.30

2.70 290.00 291.50 293.00 294.50 296.00 297.50 299.00 300.50 302.00 303.50

2.80 305.00 306.40 307.80 309.20 310.60 312.00 313.40 314.80 316.20 317.60

2.90 319.00 320.10 321.20 322.30 323.40 324.50 325.60 326.70 327.80 328.90

3.00 330.00 331.10 332.20 333.30 334.40 335.50 336.60 337.70 338.80 339.90

3.10 341.00 342.10 343.20 344.30 345.40 346.50 347.60 348.70 349.80 350.90

3.20 352.00 353.60 355.20 356.80 358.40 360.00 361.60 363.20 364.80 366.40

3.30 368.00 369.00 370.00 371.00 372.00 373.00 374.00 375.00 376.00 377.00

3.40 378.00 379.00 380.00 381.00 382.00 383.00 384.00 385.00 386.00 387.00

3.50 388.00 389.40 390.80 392.20 393.60 395.00 396.40 397.80 399.20 400.60

3.60 402.00 402.60 403.20 403.80 404.40 405.00 405.60 406.20 406.80 407.40

3.70 408.00 410.00 412.00 414.00 416.00 418.00 420.00 422.00 424.00 426.00

3.80 428.00 429.20 430.40 431.60 432.80 434.00 435.20 436.40 437.60 438.80

3.90 440.00 441.80 443.60 445.40 447.20 449.00 450.80 452.60 454.40 456.20

4.00 458.00 459.70 461.40 463.10 464.80 466.50 468.20 469.90 471.60 473.30

4.10 475.00 476.00 477.00 478.00 479.00 480.00 481.00 482.00 483.00 484.00

4.20 485.00 486.50 488.00 489.50 491.00 492.50 494.00 495.50 497.00 498.50

4.30 500.00 501.00 502.00 503.00 504.00 505.00 506.00 507.00 508.00 509.00

4.40 510.00 511.80 513.60 515.40 517.20 519.00 520.80 522.60 524.40 526.20

4.50 528.00 529.30 530.60 531.90 533.20 534.50 535.80 537.10 538.40 539.70

4.60 541.00 541.90 542.80 543.70 544.60 545.50 546.40 547.30 548.20 549.10

4.70 550.00 552.00 554.00 556.00 558.00 560.00 562.00 564.00 566.00 568.00

4.80 570.00 572.00 574.00 576.00 578.00 580.00 582.00 584.00 586.00 588.00

4.90 590.00 591.40 592.80 594.20 595.60 597.00 598.40 599.80 601.20 602.60

Royal HaskoningDHV


H Q 00 1 2 3 4 5 6 7 8 9

5.00 604.00 605.60 607.20 608.80 610.40 612.00 613.60 615.20 616.80 618.40

5.10 620.00 621.00 622.00 623.00 624.00 625.00 626.00 627.00 628.00 629.00

5.20 630.00 632.00 634.00 636.00 638.00 640.00 642.00 644.00 646.00 648.00

5.30 650.00 650.90 651.80 652.70 653.60 654.50 655.40 656.30 657.20 658.10

5.40 659.00 661.10 663.20 665.30 667.40 669.50 671.60 673.70 675.80 677.90

5.50 680.00 681.80 683.60 685.40 687.20 689.00 690.80 692.60 694.40 696.20

5.60 698.00 699.20 700.40 701.60 702.80 704.00 705.20 706.40 707.60 708.80

5.70 710.00 712.00 714.00 716.00 718.00 720.00 722.00 724.00 726.00 728.00

5.80 730.00 731.00 732.00 733.00 734.00 735.00 736.00 737.00 738.00 739.00

5.90 740.00 741.90 743.80 745.70 747.60 749.50 751.40 753.30 755.20 757.10

6.00 759.00 761.10 763.20 765.30 767.40 769.50 771.60 773.70 775.80 777.90

6.10 780.00 781.00 782.00 783.00 784.00 785.00 786.00 787.00 788.00 789.00

6.20 790.00 791.20 792.40 793.60 794.80 796.00 797.20 798.40 799.60 800.80

6.30 802.00 804.30 806.60 808.90 811.20 813.50 815.80 818.10 820.40 822.70

6.40 825.00 826.50 828.00 829.50 831.00 832.50 834.00 835.50 837.00 838.50

6.50 840.00 841.80 843.60 845.40 847.20 849.00 850.80 852.60 854.40 856.20

6.60 858.00 860.20 862.40 864.60 866.80 869.00 871.20 873.40 875.60 877.80

6.70 880.00 881.80 883.60 885.40 887.20 889.00 890.80 892.60 894.40 896.20

6.80 898.00 899.20 900.40 901.60 902.80 904.00 905.20 906.40 907.60 908.80

6.90 910.00 912.00 914.00 916.00 918.00 920.00 922.00 924.00 926.00 928.00

7.00 930.00 932.00 934.00 936.00 938.00 940.00 942.00 944.00 946.00 948.00

7.10 950.00 951.00 952.00 953.00 954.00 955.00 956.00 957.00 958.00 959.00

7.20 960.00 961.00 962.00 963.00 964.00 965.00 966.00 967.00 968.00 969.00

7.30 970.00 972.80 975.60 978.40 981.20 984.00 986.80 989.60 992.40 995.20

7.40 998.00 999.20 1000.00 1001.00 1002.00 1004.00 1005.00 1006.00 1007.00 1008.00

7.50 1010.00 1012.00 1014.00 1016.00 1018.00 1020.00 1022.00 1024.00 1026.00 1028.00

7.60 1030.00 1032.00 1035.00 1037.00 1040.00 1042.00 1045.00 1047.00 1050.00 1052.00

7.70 1055.00 1057.00 1060.00 1062.00 1065.00 1067.00 1070.00 1072.00 1075.00 1077.00

7.80 1080.00 1082.00 1085.00 1087.00 1090.00 1092.00 1095.00 1097.00 1100.00 1102.00

7.90 1105.00 1107.00 1110.00 1112.00 1115.00 1117.00 1120.00 1122.00 1125.00 1127.00

8.00 1130.00 1131.00 1132.00 1133.00 1134.00 1135.00 1136.00 1137.00 1138.00 1139.00

8.10 1140.00 1141.00 1142.00 1143.00 1144.00 1145.00 1146.00 1147.00 1148.00 1149.00

8.20 1150.00 1152.00 1154.00 1156.00 1158.00 1160.00 1162.00 1164.00 1166.00 1168.00

8.30 1170.00 1172.00 1174.00 1176.00 1178.00 1180.00 1182.00 1184.00 1186.00 1188.00

8.40 1190.00 1192.00 1194.00 1196.00 1198.00 1200.00 1202.00 1204.00 1206.00 1208.00

8.50 1210.00 1212.00 1214.00 1216.00 1218.00 1220.00 1222.00 1224.00 1226.00 1228.00

8.60 1230.00 1232.00 1234.00 1236.00 1238.00 1240.00 1242.00 1244.00 1246.00 1248.00

8.70 1250.00 1252.00 1254.00 1256.00 1258.00 1260.00 1262.00 1264.00 1266.00 1268.00

8.80 1270.00 1272.00 1274.00 1276.00 1278.00 1280.00 1282.00 1284.00 1286.00 1288.00

8.90 1290.00 1292.00 1294.00 1296.00 1298.00 1300.00 1302.00 1304.00 1306.00 1308.00

9.00 1310.00

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Figura 3 Diagrama de relación de momentos de extre mos observados y distribuciones de probabilidad teóricas

Las características de momentos de los valores observados corresponden mucho mejor con la distribución LP3 que con la distribución de Gumbel

Moment Ratio Diagram

0

5

10

15

20

25

30

-2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

Cs (Skewness coefficient)

Ck

(Kur

tosi

s co

effic

ient

)

Gumbel LN2Weibull NormalLP3 GammaObserved Logistic

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ANEXO 2 Resultados del modelamiento hidrodinámic o

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Perfiles longitudinales de los niveles de dique y agua para diferentes períodos de retorno

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Figura 4 Modelación de inundación

Localización de las roturas Escenarios periodo de retorno 1/100 años

Location No. 1

Location No. 2

Location No. 3

Location No. 4

Location No. 5

Location No. 6

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Breaching in all the locations Location No.1

Location No. 2 Location No. 3

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Location No. 4 Location No. 5

Location No. 6

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ANEXO 3 Modelamiento hidrodinámico – metodología

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Calibración del modelo El modelo fue recalibrado a ajustarse al nivel de agua en la estación Juanchito.para los diferentes períodos de retorno. El coeficiente de rugosidad en el canal principal se ajustó. Además se ajustó la batimetría en la margen derecha, donde los datos son menos exactos. Los niveles de agua en la estación Juanchito para los diferentes períodos de retorno se reprodujeron con un error de aproximadamente 10 cm. También se compararon los niveles de agua en una localidad aguas arriba de la estación Juanchito con los valores obtenidos con el análisis hidrológico de los datos de la estación Juanchito y la transferencia a localidades aguas arriba y aguas abajo mediante aplicación de los desniveles de agua calculados con un modelo 1D [14]. La diferencia máxima obtenida es alrededor de 10 cm. Modelamiento de los escenarios de inundación Para similar los escenarios de inundación se definieron las condiciones de borde aguas arriba y aguas abajo. El hidrógrafo de aguas arriba se definió sobre la base del hidrógrafo medido en el 2011. Para cada período de retorno se obtuvo un hidrógrafo. Estos hidrógrafos de inundación se muestran en Figura 11. Aguas abajo los niveles de agua se obtuvieron de la relación Q-h en Juanchito y después de esto fueron extrapolados a la localidad de aguas abajo. Estos niveles de agua se presentan en la Figura 12. Las localizaciones de los rebasamientos fueron modelados como cambios en la batimetría. Hasta donde sabemos, no es posible incluir en el modelo CCHE2D construcciones tales como ataguías (modelamiento sub-malla de construcciones). Debido a este hecho, la malla ha sido refinada para reproducir la altura del dique.

Figura 5 Condición de borde aguas arriba

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Figura 6 Condición de borde aguas abajo Recomendaciones Hay incertidumbres en el modelamiento numérico, pero también en los datos. El monitoreo de los niveles de agua y caudales debe continuar. Aconsejamos incluir más localidades de medición, aguas arriba y aguas abajo de Juanchito. Además es importante determinar, para cuales niveles han ocurrido inundaciones aguas arriba de Juanchito, porque estas inundaciones tienen influencia en los niveles de agua y caudales en la estación Juanchito. Las siguientes recomendaciones se dan en relación con el modelo hidrodinámico para mejorar la exactitud de los resultados de modelamiento: 1. Actualizar los datos digitales de elevación para mejorar los resultados de modelamiento. La batimetría de la margen derecha debería ser incluida. Además y principalmente por acciones humanas la batimetría del canal principal y llanuras de inundación pueden haber cambiado y por esto requieren de actualización. 2. Desarrollar un modelo hidrodinámico integrado del río Cauca, iniciando en el embalse de Salvajina. En este modelo debe incluirse rebasamiento e inundación. El modelo debería ser calibrado para reproducir los eventos de inundación más recientes, por ejemplo comparando las áreas inundadas con fotografías aéreas. Estas simulaciones darán mejor comprensión de los caudales en el río Cauca porque también se incluyen rebasamiento e inundación. Entendemos que este modelo será elaborado en otro proyecto [5]. Aconsejamos al grupo local participar en este estudio para que la experiencia adquirida en el modelamiento del río Cauca a lo largo de la ciudad de Cali pueda ser compartida, mejorando así el sistema de modelamiento. 3. En la selección del modelo numérico recomendamos que construcciones tales como ataguías y vías sean esquematizadas con exactitud.

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Consideraciones acerca de morfodinámica fluvial Durante el studio y conversaciones con el grupo local surgieron algunos aspectos morfodinámicos. Entre estos mencionamos los siguientes: 1. Erosión localizada: por ejemplo en la localidad “Nuevo Amanecer” erosión en la margen izquierda ocurrió probablemente como resultado de una protección de banca realizada en la margen derecha. 2. Erosión de banca relacionada con la dinámica natural de meandros del río pueden afectar la estabilidad de diques. 3. Actividades de dragado (ilegales) se realizan en esta parte del río Cauca. Estas actividades de dragado pueden llevar a erosión de lecho del río. Sin embargo, no hay indicios claros de erosión de sedimentación del río Cauca a gran escala . 4. La construcción del embalse de Salvajina habrá tenido influencia on los desarrollos morfológicos del río Cauca, debido a cambios en los caudales y cargas de sedimentos. 5. Hay indicios de cambios en caudales y carga sedimentaria en el Canal Interceptor del Sur debido a actividades humanas tales como deforestación, que también puede tener influencia en el desarrollo morfológico del río Cauca. 6. El lecho en algunas partes consiste de depósitos de suelos duros (mezcla de arcillas, limos y arenas), llamado “caliche” en Cali. Por este suelo el nivel del lecho ha permanecido relativamente estable. Entre este suelo duro hay una arena que puede ser erodada.En estas secciones ocurre erosión localizada. Recomendamos que la morfodinámica fluvial del río Cauca sea estudiada para así tener un mejor entendimiento de su morfodinámica y de la influencia de actividades humanas en los desarrollos morfodinámicos. Tenemos las siguientes recomendaciones: 1. Monitorear la evolución del lecho en perfiles longitudinales del río principal. Hay alguna tendencia (erosión, sedimentación o estabilidad) en el lecho? 2. Monitorear la erosión de la banca porque puede influenciar la estabilidad de los diques y bancas. 3. Obtener información sobre el suelo y subsuelo del río principal. Localidades críticas son aquellas donde una capa de arena en el subsuelo puede ser cortada por un proceso de erosión. Estas localidades exigen un monitoreo más extensivo. 4. Obtener información de las actividades de dragado: sitio de dragado, volúmenes de dragado, propiedads del material dragado. 5. Preparación de un plan para el manejo deniveles de lecho donde también se realizan actividades de dragado de manera controlada, definiendo donde y cuanto es posible dragar. La estabilidad geotécnica de diques y bancas debe ser asegurada, y por esto el lecho no debe excavarse demasiado. Estas demandas al lecho requieren que el gestor del río debe evaluar el desarrollo, e intervenir en el sistema del río si fuere necesario.

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ANEXO 4 Metodología de la gestión del riesgo d e inundación

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Conceptos El término riesgo refiere generalmente a la probabilidad de pérdida o daño. En el contexto de de la gestión del riesgo de inundación refiere a la combinación de la probabilidad de una inundación y sus consecuencias. En este contexto también se usan con frecuencia los términos amenaza y vulnerabilidad. Amenaza refiere a la fuente del peligro, por ejemplo la probabilidad de inundación. Vulnerabilidad se relaciona a las potenciales consecuencias en caso de un evento [6] Gestión integral de riesgo de inundación es un enfoque para identificar, analizar, evaluar, controlar y manejar los riesgos de inundación en un sistema dado. La Figura 13 presenta un esquema general para la gestión para la gestión del riesgo de inundación. Se definen los siguientes pasos: • Definición del sistema, de las amenazas analizadas y del alcance del análisis. • Un análisis cuantitativo donde las probabilidades y consecuencias son estimadas y combinadas/representadas en un número de riesgo, una gráfica o un mapa de riesgo de inundación. • Evaluación de riesgo: con los resultados del análisis anterior se evalúa el riesgo.. En esta fase se decide si el riesgo es aceptable o no. • Reducción y control de riesgo: dependiendo del resultado de la evaluación de riesgo, sepueden tomar medidas para reducir el riesgo. Las medidas pueden ser estructurales o no estructurales. Tqambién se debería determinar, cómo pueden ser gestionados y controlados los riesgos, por ejemplo mediante monitoreo, inspección o mantenimiento. El esquema se enfoca en la minimización de riesgos de inundación a un nivel aceptable. El enfoque también puede ser usado para evaluar el comportamiento hidrológico total del sistema (por ejemplo minimización de sequía, maximización de calidad del agua y calidad ecológica). Luego el esquema se enfoca en múltiples objetivos, no solo para minimizar riesgos sino también para maximizar el desempeño.

Figura 7 Esquema general para la gestión del rie sgo de inundación

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Enfoque para la evaluación de pérdidas económicas Alcance del análisis El alcance y nivel de detalle de la evaluación de daños se definió sobre la base de la escala espacial del estudio y la disponibilidad de datos. Debido a que métodos muy precisos requeiren más esfuerzo (es decir, tiempo y recursos financieros) que enfoques menos detallados, y que los recursos generalmente son limitados, los métodos más precisos frecuentemente a pequeñas áreas por investigar, mientras que estudios con un área de investigación de tamaño regional o aún nacional casi siempre tienen que fundarse en métodos menos detallados. El area de estudio es el área inundable de la ciudad de Cali, en la margen izquierda del río Cauca, entre el Canal Interceptor Sur y el río Cali. En la margen derecha del río Cauca está la ciudad de Candelaria, donde no hay información batimétrica disponible para el estudio. En este estudio nos enfocamos en los daños directos avaluados. Esta categoría de daño constituye la mayor parte del daño total. Por ejemplo en el método de daño estandarizado que se usa en los Países Bajos se distinguen las siguientes categorías principales de daño: uso del suelo, infraestructura, hogares, empresas y otros. En cada categoría principal se distinguen sub-categorías (por ejemplo, agricultura, área urbana o recreacional dentro de la categoría uso del suelo). Evaluación de daños directos Los métodos para la estimación de daño económico directo a objetos, tales como estructuras y viviendas, están bien establecidos, y el uso de las llamadas ‘funciones de daño’es amplio [7], [8], [9], [10]. El procedimiento para la estimación de daños físicos directos [12] se ilustra en Figura 13. El procedimiento comprende tres elementos principales: - Determinación de las características de la inundación - Conjugar información sobre dagos de usos del suelo, y cantidades de daños máximas - Aplicación de funciones de daño Estos elementos los describimos con más detalle abajo. Determinación de las características de inundación Patrones de inundación son simulados generalmente con un modelo hidrodinámico bidimensional. El modelo bidimensional existente, de la Universidad de Mississippi para el río Cauca entre el Canal Interceptor Sur y el río Cali, se aplicó en este estudio. Este modelo se recalibró porque las estadísticas de descargas y niveles de agua fueron actualizadas en este estudio. Los niveles de agua en la estación Juanchito para los diferentes períodos de retronó se reprodujeron con un erro de menos de 10 cm. Las corridas del modelo fueron realizadas por Angela Cabal de la Corporacipon OSSO (socios locales en Colombia). Una descripción completa del modelo se encuentra en [3]. El modelo tiene algunas limitaciones pero también hay restricciones en los dartos disponibles, principalmente en el área de inundación. Por ejemplo, no hay información batimétrica en la margen derecha del río Cauca y en consecuencia la inundación de la ciudad Candelaria no se incluye. For instance there is not information of the bathymetric on the right margin of the river Cauca and therefore the inundation of the city Candelaria is not included.

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En este studio aplicamos el modelo el modelo 2D existente, e hicimos recomendaciones para un sistema de modelamiento más exacto, y para la recolección de datos requeridos para futuros estudios. El modelo hidrodinámico provee una visión de las características de inundación, tales como profundidad del agua, velocidad de flujo y la tasa de ascenso del agua. >Todas estas características pueden ser representadas en un mapa. Evaluación del riesgo por inundación Definición En la evaluación del riesgo se combinan los resultados de evaluaciones de amenaza y daño. Riesgo por inundación generalmente se define así: Riesgo = Probabilidad X Daño Por ejemplo, si un area tiene una probabilidad de inundación de 1% anual (1/100 por año) y el daño es 100 millones COP, el riesgo es igual a 1 millón COP por año. Como este número refleja el daño económico esperado promedio anual, también se le denomina daño económico esperado anual. Los escenarios de inundación pueden ser definidos en función de su período de retorno, o sea el intervalo de recurrencia promedio entre la ocurrencia de dos inundaciones de determinado nivel de inundación y correspondientes valores de daño. También es posible determinar la probabilidad de excedencia de un evento con determinados daños. Esta es la probabilidad (anual) de que determinado valor de daño sea excedido, así que: Probabilidad de excedencia = 1/period de retorno Esto significa que el evento con un período de retorno tiene una probabilidad de excedencia de 1/100 por año. Optimización económica El enfoque para la optimización económica es aplicable para determinar un nivel óptimo de protección cuando las inversiones en la protección y el riesgo dependen del nivel de protección. Esto es el caso, por ejemplo, para áreas susceptibles a inundación que están protegidas por diques. En este caso el problema de decisión se vuelve una selección del nivel de los diques y en consecuencia la selección del nivel de protección que los diques pueden proveer. De acuerdo con el método de optimización económica, los costos totales en un sistema son determinados por la suma del gasto para un sistema más seguro y el valor esperado del daño económico. En esta optimización económica las inversiones incre,mentales en mayor seguridad son balanceados con la redcucción del riesgo. Las inversiones consisten en los costos para el reforzamiento y elevación de los diques. En un enfoque simple se asume que la inundación solo puede ocurrir por rebasamiento de las defensas contra inundación. En consecuencia, cada altura de dique corresponde a una determinada probabilidad de inundación (a mayor altura de diques menor probabilidad de inundación) y un daño asociado. Sumando los costos y los daños esperados o riesgo, los costos totales se obtienen como función del nivel de seguridad. Se puede determinar un punto para el cual los costos totales son mínimos, el punto denominado óptimo

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(Figura 14). En el óptimo la altura de dique correspondiente es conocida. Al ser conocidas también las estadísticas de las alturas de agua, se puede definir el nivel de protección correspondiente en términos de una probabilidad. El enfoque de optimización económica se aplicó a sistemas de protección contra inundaciones por parte del Comité del Delta en los Países Bajos. Este comité investigó posibilidades para nuevos estándafres de seguridad después de que una inundación mayor causara enorme daño en los Países Bajos en 1953. Posteriormente estos resultados fuweron usados para derivar estándares de seguridad para defensas contra inundación en los Países Bajos. Para la protección de áreas costeras se escogieron probabilidades de excedencia de ¼.000 por año y 1/10.000 por año. Para las áreas fluviales holandesas los estándares de seguridad se fijaron en 1/1.250 por año y 1/2.000 por año.

Figura 8 Principio de optimización económica

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ANEXO 5 Evaluación en campo de las condiciones d el dique Aguablanca

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Introducción Se realizaron tres visitas al dique. El miércoles 19 de septiembre se hizo una visita en lancha, seguida por una visita en vehículo el 20 de septiembre. El martes 2 de octubre se hizo una visita final a la estación de bombeo Paso del Comercio y a la PTAR (planta de tratamiento de aguas residuales). El objetivo de estas visitas fue el tener una inspección visual de las condiciones físicas en general, y de los problemas previstos en dos estructuras en particular. Como observación general concluimos que el dique está deteriorado por falta de mantenimiento, sistemas de desagüe y vías a través del dique, e invasiones de hormigas y raíces de árboles. Posteriormente se hicieron estudios de las construcciones que atraviesan el dique y se hicieron cálculos geotécnicos. La inspección está documentada con fotografías e información técnica. La meta principal de la inspección fue localizar los puntos más débiles y hacer un inventario de las medidas de corto plazo más necesarias y efectivas. Visita con lancha (Miércoles 19 de septiembre) y vi sita al dique (Jueves 20 de septiembre) Las inspecciones del dique generaron 8 puntos de atención 1. Vertimiento de escombros Ha habido abundante vertimiento de escombros en el lado mojado del dique. Este vertimiento de escombros se convierte en un obstáculo para el río durante una inundación y elevará el nivel de agua. En consecuencia es importante parar el vertimiento ilegal de escombros.

Cali reconoce el problema y ha iniciado ya la remoción de los escombros, pero el problema continua. Se recomienda buscar sitios de vertimiento alternos. Los escombors no necesitan ser material de desecho; pueden ser usados como material de base. En consecuencia se necesita la instalación de un triturador de escombros.

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2. Nivel de corona Información histórica de Hidro-Occidente (Guillermo Regalado) provee lo siguiente: Cuando el dique Aguablanca fue diseñado en 1957, los consultores solo tenían disponible 10 años de datos. Con estos datos estimaron que el máximo de esos años tenía un período de retorno de 10 años. También estimaron que con un bordelibre de 1.o metro la corona del dique podía manejar un nivel de agua correspondiente a un período de retorno de 100 años. Un asunto importante, confirmado por el ingeniero Jorge Llanos, quien participó en estos estudios, es que durante la construcción del dique se adicionaron 1.5 metros más al nivel de corona, correspondientes con un período de retronó de 1oo años. En conclusión, el dique fue construido con un borde libre de 2.5 metros encima del nivel para un período de retorno de 10 años. Comunicación original de Guillermo Regalado: Los consultores, con los pocos datos existentes (1946-1957) estimaron que la creciente de los años 50 tenía un Tr de 1 en 10 años. Estimaron también que si se adoptaba un borde libre de 1.0 m el nivel del agua, coincidiendo con el nivel de la corona o cresta del dique, podría manejar una creciente de Tr= 1 en 100 años. Algo muy importante, confirmado con el ingeniero Jorge Llanos que estuvo en el proceso de estudios, es que para construcción se incrementó en 1.5 m el nivel del dique con relación al nivel del agua adoptado para una creciente de 1 en 100 años (ver punto C, página 4 del informe de los consultores Kirpich y Hadjiluokas). Ese incremento se realizó; es decir que con relación a los niveles de agua de 1 en 10 años (creciente de los años 50), la corona o cresta del dique quedó construida con un borde libre (freebord) de 2.50 m).

Figura 9 Perfil longitudinal del dique Aguablanca con base en monitoreo directo en campo y niveles de agua correspondientes con diferentes p eríodos de retorno.

Perfil Longitudinal del Jarillón del río Cauca y Ni vel de agua para diferentes periodos de retorno (Versión revisada con datos de campo, septiembre 2 0 de 2012)

947

948

949

950

951

952

953

954

955

956

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

---> x -coordinate [km]

Nivel_TR10 Nivel_TR25 Nivel_TR100

Nivel_TR250 Nivel_TR500 Dike level

Canal Surkm 127 + 724 m

Rio Calikm 146 + 300 m

Juanchitokm 139 + 259 m

Level [msnm]

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3. Construcciones hidráulicas Durante la inspección del dique se notó que algunas construcciones muestran daños y otras construcciones pueden causar potencialmente daños en el futuro. Estas construcciones son en su mayoría propiedad de corporaciones o partes que no tienen responsabilidad primaria en la .seguridad del dique-

La construcción que muestra más daños es la estación de bombeo Paso del Comercio. A esta construcción se hizo una visita extra el martes 2 de octubre.

4. La pendiente del lado seco es alta La pendiente del dique en el lado seco es mayoritariamente de 1:1.5 (66%) a 1:2 (50%). Tendiendo en cuenta los requisitos de seguridad para T = 100 o mejor, la pendiente es considerada como alta.

Se recomienda crear una pendiente menos empinada en el lado seco del dique. Será necesario hacer cálculos geotécnicos para una poendiente óptima. En los Países Bajos con frecuencia se usa una pendiente mínima de 1:3 (33%). Esto tiene muchos efectos positivos: - El mantenimiento de una pendiente de 1:3 es mejor y daños a personas y animales es

menos probable, - una pendiente menor resistirá mejor el rebasamiento de agua (control de erosión) - donde coinciden en superficie una capa cohesiva delgada y una distancia corta al río,

estabilidad y tubificación en la pendiente de la cara seca son más problemáticos. Una pendiente menor le agregará seguridad a estos mecanismos de falla,

- Licuefacción inducida por sismos generará menos daños en pendientes menores.

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5. Actividad animal Durante la inspección del dique se notó que hay mucha actividad de hormigas. Estas hormigas causan mucho daño, haciendo cavidades en el dique. Estas cavidades pueden causar transporte de agua a través del dique, seguido de erosión del dique.

Se recomienda exterminar la actividad de hormigas lo más posible. Para esto se requieren las siguientes actividades: • Implementar un consecuente monitoreo de actividad de hormigas y montículos de

hormigas (p. ej. cada mes) • maximum intervention level of displaced soil, e.g. 50 to 100 liters • rellenar cavidades creadas por hormigas, preferentemente con bentonita • exterminar hormigas consecuentemente 6. Sismos e inundaciones No es probable que coincidan un terremoto y una inundación, pero debería tenerse en cuenta que una inundación ocurrirá en el término de un año después de un sismo mayor. Considerando que un terremoto puede inducir licuefacción, la cual puede causar severas deformaciones en el dique, y la reparación del dique podría ser solo segunda prioridad después de otros daños, en ese momento. Se recomienda localizar áreas licuables y limitar el problema. 7. Viviendas y árboles sobre el dique Se ha notado que viviendas y árboles cortan el perfil mínimo de diseño esencial. Esto hace que el dique sea más vulnerable a peoblemas de estabilidad y tubificación.

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Se recomienda: • Trabajar con un perfil de diseño mínimo teórico (que cumpla requisitos de altura y estabilidad) • Cuando el dique es más ancho (sobredimensionado), las viviendas deben estar fuera del perfil mínimo teórico • Árboles muertos deben ser removidos, incluyendo su sistema de raíces. 8. Plan de inspección del dique Al inicio del proyecto no existía un plan de inspección coherente del dique. Es muy importante asegurar que las personas que harán las inspecciones del dique tengan la misma base y puntos de atención. Se ha escrito un plan de inspección en español que puede ser usado para ejecutar la isnpección en el futuro inmediato. Este plan de inspección fue presentado durante un taller en septiembre 27 y está anexado (#7). Visita a construcciones del dique en octubre 2 Después de las primeras inspecciones parecía haber algunas preocupaciones sobre construcciones en el dique. Por esto se realizó una segunda extra, en la estación de bombeo Comercio (Bombeo Comercio) y la planta de tratamiento de agua potable (PTAR) Bombeo Comercio La estación de bombeo Comercio es la más grande de las dos estaciones de bombeo en Cali. Se localiza en la parte más baja de la ciudad. Esto lo hace una estación de bombeo muy importante, esencial para el control del nivel de agua in la ciudad de Cali. La construcción tiene cuatro unidades diferentes: • La unidad más al norte es un vertedero por gravedad (G) • Al sur del vertedero por gravedad está la unidad de bombeo 2 (2) • Al sur de la unidad de bombeo 2 hay una unidad de bombeo de emergencia € • La unidad más al sur es la unidad de bombeo 1 (1)

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El vertedero de emergencia también tuvo problemas durante la inundación del río. La tubería de salida de agua no tiene sistema de cierre en el lado del río. Durante la inundación las tuberías estaban llenas de agua, causando alguna filtración a través de la construcción de concreto en la cara seca del dique. La unidad de bombeo más al sur de la unidad 1. Esta unidad tuvo el mismo tipo de problemas que la unidad 2. Se tomaron medidas de emergencia vaciando una gran casntidad de suelo en la salida de agua de esta unidad. El problema de esta medida es que el agua no tiene salida libre. Esto puede causar problemas si se requiere de la máxima capacidad.. Otro riesgo son las válvulas dañadas en la cara del río de la tubería de salida. A nivel de inundación en el río esto causará presión de agua innecesaria sobre la tubería y la construcción en el lado seco. Actualmente EMCALI solo depende de las válvulas en el interior de las tuberías, lo que realmente es el sistema de respaldo. Esta es una situación riesgosa. Se requiere acción inmediata, para reparar/remplazar estas válvulas dañadas.

Planta de tratamiento de agua Durante la visita a la planta de tratamiento de agua se explicó que no había riesgo de inundación den la tierra detrás del dique, pero el nivel suerior de la planta de tratamiento es inferior al nivel del dique detrás de la planta. Durante la inundación el agua casi entró en el foso de bombas. Esto hubiera llevado a que la planta dejara de trabajar.

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Se están haciendo planes para una pared de concreto encima de la planta en el lado del río. Se planea hacer tablestacado a ambos lados, para conecytar la estructura con el dique. En el lado aguas abajo esto será a una distancia de aproximadamente 20 metros, lo que proveerá una construcción de transición suave (moderada). Esto arece ser una solución buena. En el lado de aguas arriba de la plantase está proyectado un tablestacado de unos 200 metros. La razón para esto es un problema existente por erosión en el codso del río.. La primera impresión de esta solución es que es costosa. Es probable que haya soluciones menos costosas, por ejemplo mediante refuerzo del enrocado con asfalto.

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ANEXO 6 Estabilidad estructural y análisis de mec anismos de falla

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Macroestabilidad, microestabilidad y pendientes del dique en el lado seco La estabilidad del dique en el lado seco es más vulnerable durante períodos de inundación. Esto es causado por la combinación de altas presiones de agua externas sobre el dique, que tienen que ser resistidas, y altas presiones de agua internas dentro del dique que causan esfuerzos efectivos menores y en consecuencia esfuerzos de cortante menores en los suelos en el dique. Esto hace que el dique sea más vulnerable a inestabilidad de pendientes. Para lograr un buen análisis de estabilidad se requiere una investigación de suelos, en conjunto con monitoreo de losniveles freáticos. Aunque la investigación del suelo se hizo, el número de ensayos de parámetros de resistencia fue insuficiente para análisis de estabilidad completos. Para llegar a un juicio de la estabilidad de taludes se hizo un análisis rápido con el software de análisis de taludes D-GeoStability. Análisis de estabilidad realizados En los análisis se examinaron el impacto de variaciones en los parámetros de resistencia, del ancho de la berma externa y del espesor de la capa superior en el lado seco del dique. Strength parameters Strength parameter based on limited number (6) of p rovided triaxial tests Material cohesion phi Sand, medium dense coarse grain 0 kPa 33,7 ̊ Sand, medium dense coarse grain 0 kPa 33,7 ̊ Sand, fine grain 0 kPa 35,5 ̊ Clay, high void ratio, high plasticity 0,2 kPa 21 ̊ Sand, fine grain (bit loamy) 0 kPa 29 ̊ Sand, medium dense coarse grain 0 kPa 33,7 ̊

Assumptions strength parameter based on Dutch stand ards (NEN6740) Material cohesion phi Sand hard dense, coarse grain 0 kPa 35 ̊ Sand, loose dense, fine grain 0 kPa 30 ̊ Clay (soft) 2 kPa 17,5 ̊ Clay (medium) 10 kPa 17,5 ̊

Strength parameters used in calculations Material cohesion phi Sand, medium dense, coarse grain 0 kPa 35 ̊ Sand, fine grain 0 kPa 30 ̊ Clay 2 kPa 21 ̊

Cargas hidráulicas Nivel de agua río: nivel de corona de dique Nivel de agua en lado seco 0,50 m debajo del nivel de terreno Nivel de agua en capa de arena: nivdl de corona del dique fuera en lado del río decreciente con una pendiente de 1:20 en dirección del lado seco del dique con un mínimo de 0,5 metros por debajo del nivel de terreno.

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Geometría Geometría del dique con base en un dibujo sin fecha ni identificación (entregado or las autoridades locales) Resultados de los cálculos Description Parameters Result Most conservative situation:

Thickness of the top clay layer = 2 meter weight top clay layer = 14 kN/m3 Strength top clay layer = c=2 ; phi=17,5 wideness river side bank = 8 meter

SF=0,7

Stability sufficient with thick top layer Thickness of the top clay layer = 6 meter

SF=1,0

Stability sufficient with strong top layer Cohesion clay = 6 Weight clay = 16

SF=1,0

Stability sufficient with wide river side bank

Wideness river side bank = 38 meter

SF=1,0

Figura 10 Representación esquemática de cálculo s

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Groundlevel landside of the dike 0 meter

Maximum waterlevel river 4 meter (crestlevel) Waterlevel differents ( ∆H) 4 meter

Thickness claylayer landside

2 3 4 5 6

Wid

th o

uter

bank

8 Fail Fail Good Good Good







40 Fail Good Good Good Good

45 Good Good Good Good Good



60 Good Good Good Good Good Licuefacción y deformaciones No se realizaron calculus para este mecanismo de falla. Aunque falla del dique por licuefacción es posible si ocurre un sismo, es improbable que un sismo coincida con un período de inundación. Control de erosión y revestimiento de pendientes Durante conversaciones con autoridades locales se mencionó la erosión del enrocado. Aunque esto puede ser un problema localmente, en general el río tiene buena protección contra erosión. Esta conclusión se fundamenta en las visitas al dique realizadas. Si se necesita refuerzo del enrocado esto se puede hacer aplicando asfalto al enrocado. Macroestabilidad en la pendiente del lado del río No se realizaron análisis de la estabilidad de la pendiente del lado del río. La razón es que la estabilidad de la pendiente de ese lado solo es un problema durante caídas rápidas del nivel del agua en el río. Si esto es el caso no hay peligro de inundaciones.

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ANEXO 7 Plan de inspecciones

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ANEXO 8 Gobernanza del agua y autoridades regiona les del agua en los Países Bajos (parcialmente derivado de [14])

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Las autoridades regionales del agua son las formas más antiguas de gobierno democrático en los Países Bajos.Las primeras autoridades regionales del agua surgieron en el siglo XIII, lo cual tiene todo que ver con la situación geográfica del país. Más de la mitad del país se inundaría de no ser por las dunas y diqus que protegen a humanos, ganado y propiedades contra las inundaciones por marejadas desde el mar y por ríos torrenciales. Lluvias extremas también pueden causar gran inconveniencia. Los muchso diques, exclusas, estaciones de bombeo,ataguías, canales y acequias mantienen a los Países Bajos habitables. Las autoridades del agua regionales son responsables del manejo del agua a nivel regional y local. El concepto de ‘gobernanza del agua’ puede ser descrito como aquella parte del cuidado público que se relaciona con la protección contra inundaciones, el régimen del agua (aguas superficiales y subterráneas, tanto en sentido cualitativo como cuantitativo) y las vías acuáticas; se enfoca hacia la habitabilidad y usabilidad del territorio y la protección y mejoramiento del ambiente para vivir. De esta descripción también es evidente que en la ejecución de sus tareas las autoridades regionales del agua cumplen las provisiones del Artículo 21 de la Constitución de los Países Bajos: ‘El cuidado del Gobierno está dirigido a la habitabilidad del país y a la protección y mejora del ambiente’. La importancia de buena gobernanza del agua está aumentando como resultado del aumento del nivel del mar, cambios climáticos, subsidencia de la superficie terrestre y urbanización. Seis de la s autoridades regionales del agua también tienen a cargo con el manejo de carreteras. Aunque estrictamente esta tarea no tiene relación al manejo del agua, cae dentro del concepto un poco más amplio de ‘obras públicas y manejo del agua’. La gobernanza del agua se realiza mediante obras de infraestructura: obras de control de aguas tales como ríos, lagos, canales, acequias, diques, estaciones de bombeo, exclusas, ataguías, culverts, puentes y plantas de tratamiento de aguas residuales. Estas obras son cruciales para mantener a los Países Bajos habitables. Las autoridades regionales del agua elaboran normas para asegurar el mantenimiento correcto y funcionamiento de estas estructuras. Por ejemplo, en general es prohibido realizar actividades como construcción, excavación, o sembrado de plantas sobre, en, sobre y bajo obras de control de agua sin elñ permiso de la autoridad regional del agua. La importancia crucial de estas obras de infraestructura también es evidente a partir del Código Penal de los Países Bajos, el cual prevee penalización para el daño deliberado a estas obras.

Dique de Aguablanca a lo largo del Río Cauca, Cali,...

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