ESTUDIO HIDRÁULICO EN UN MODELO FÍSICO, DE LAS ALTERNATIVAS PARA EL CIERRE DE LA ESTRUCTURA DE

CONTROL PROVISIONAL SOBRE EL RÍO CARRIZAL, TABASCO.

La CNA ha solicitado al II de la UNAM, el estudio en un modelo físico de las

opciones de cierre, de la estructura de control sobre el río Carrizal. El problema

más importante que se preveé, es la dificultad de cerrar el cauce con elementos

que se pueden conseguir y/o fabricar “in situ” para tal propósito. Esta dificultad

proviene de que al aumentar la velocidad del agua (debido al cierre), es posible

que se remuevan algunos de los elementos ya colocados, o bien, no sea posible

depositar nuevos en los sitios seleccionados, con lo cual no sería posible realizar

el cierre total del cauce.

Un problema adicional es determinar las elevaciones del agua que se registrarán

aguas arriba de la estructura de control, para los diferentes gastos, que puedan

presentarse durante la construcción y el cierre.

Una alternativa de cierre permite el paso de 850 m³/s. Esta fue considerada para

tomar en cuenta que se presentará una avenida máxima durante la construcción

del canal de margen izquierda, y que por consiguiente éste no pudiera funcionar.

Para el escenario propuesto, se deja una escotadura en la parte central de la

cortina, con la geometría mostrada en la Fig 1.

Para conducir solamente el gasto de diseño (850 m³/s), es necesario reducir las

dimensiones de la escotadura, obteniéndose que se debe disminuir el ancho de la

estructura, del orden de 4 m, es decir un ancho de 48 m en la parte superior y 21

en la inferior, en lugar de 52 y 25 m, respectivamente. Estas dimensiones son

válidas siempre y cuando se conserve el nivel del fondo actual, es decir que no se

profundice más, ya que para estas condiciones las velocidades al centro son

cercanas a 5 m/s.

Figura 1 Geometría propuesta para conducir 850 m3/s, primera alternativa

Figura 2 Modelo físico de la estructura propuesta, escala 1:60

Cortina Margen der. Cortina

Margen izq. Escotadura.

Figura 3 Medición de velocidades al centro de la escotadura.

Figura 4 Ocurrencia del salto hidráulico aguas abajo del vertedor, tercera alternativa

Cortina Margen der.

Cortina Margen izq.

Figura 5 Sitios donde se midió la velocidad

De las alternativas estudiadas se obtuvieron los resultados siguientes:

En cuanto a la determinación de las características de la sección transversal para

descargar 500 m3/s con el nivel 17.50 msnm. Se obtuvo que el piso del vertedor

de la estructura debe ser, en la alternativa conservadora el nivel 12.10 msnm, con

el ancho actual.

Del análisis para diferentes gastos (menores a 500 m3/s), se obtuvo que con los

elementos actualmente empleados, el gasto más recomendable para el cierre es

como máximo de 300 m3/s. Se recomienda que el cierre se realice cerrando una

sección aguas arriba, a 12 m del eje de la cortina, ya que la velocidad no es tan

alta como ocurre en el eje. Las velocidades medidas en el eje de cortina, oscilan

entre 3.6 m/s para 500 m³/s y 1.2 para 300 m3/s.

V = 3.5 m/s V = 2.6

m/s

Margen der

PROPUESTA DE OBRAS PARA LA RECTIFICACIÓN DEL RÍO SUCHIATE, CHIS.

La presentación casi simultánea del huracán Stan en octubre de 2005 y una

depresión tropical al sur del Golfo de Tehuantepec, propiciaron la entrada de

aire con un alto contenido de humedad hacia las cuencas de Chiapas. Esto

provocó la ocurrencia de lluvias torrenciales de gran intensidad y larga

duración, desde el día 03 hasta el 06 de octubre del 2005; lo cual ocasionó

que se presentaran avenidas extraordinarias en los ríos de Chiapas, entre

ellos el Suchiate, el cual es la frontera internacional entre México y

Guatemala.

Debido a que durante el paso de la avenida se ocupó la planicie de

inundación, y a que después de ésta se detectara que el cauce principal del

río se había modificado de manera notable en algunos tramos, Comisión

Nacional del Agua (CONAGUA), encargó al Instituto de Ingeniería (II), UNAM,

hacer un estudio para re-encauzar el río, con base en las llamadas líneas

teóricas internacionales.

En este trabajo primero se hizo el estudio de las condiciones actuales del río

Suchiate; para ello se utilizaron imágenes de satélite y fotografías aéreas de

años anteriores. Con esa información se elaboró un plano georeferenciado,

donde se incluye la información siguiente: el contorno del cauce principal

antes y después de la avenida producida por el huracán Stan; las líneas

teóricas definidas por ambos países; los límites de la superficie de inundación

y divagación del río de los últimos treinta años.

Se realizó un estudio hidrológico, donde se deducen los gastos de pico

correspondientes a las avenidas máximas que se presentaron en los años de

1998 y 2005. Se determinó que en 1998, el gasto máximo fue del orden de

1,800 m³/s, con un periodo de retorno de 10 años; mientras que en el año de

2005, el gasto de pico fue de casi 3,000 m³/s, con periodo de retorno del

orden de 100 años.

Además, se elaboró un estudio sobre el funcionamiento hidráulico del río en

las condiciones actuales. Después de la avenida máxima del 2005, con un

gasto mayor a 300 m³/s, el río se empieza a desbordar en algunos sitios. Se

calculó que se requieren secciones transversales con 150 m de ancho y casi

de 5 m de profundidad para que pasen 2000 m³/s, sin que el río se desborde.

Se presenta en un plano, a nivel de anteproyecto, las obras que se requieren

para re-encauzar el cauce principal, con base en las líneas teóricas, desde la

confluencia del río Cabúz con el Suchiate, hasta la desembocadura de éste

último. Las obras propuestas son principalmente: espigones, bordos, dragado,

Jacks, limpieza, etc.

Finalmente, se recomienda estudiar la conveniencia de redefinir las líneas

teóricas en el tramo donde éstas ya están definidas, y definir la continuación

de ellas en el tramo donde no existen.

Fotografía aérea de un tramo del río Suchiate

Imagen de satélite de un tramo del río Suchiate

ESTUDIO DE APROVECHAMIENTO HIDRÁULICO INTEGRAL Y DE CONTROL DE INUNDACIONES DE LA CUENCA DEL RÍO

LERMA.

Durante septiembre de 2003 ocurrió el

desbordamiento del río Lerma y sus

afluentes Laja y Turbio, con los

consiguientes daños por inundación de

terrenos agrícolas y áreas urbanas e

industriales aledaños a los cauces, en los

estados de Guanajuato, Jalisco,

Michoacán y Querétaro. Durante este

evento se afectaron 17 municipios con una población de 223,100 habitantes de

cuatro estados y se estima que se tuvieron daños por 9.2 millones de pesos.

Con el fin de reducir los daños que un evento similar pudiese provocar en la zona

media de la cuenca del río Lerma se llevó a cabo este estudio que propone llevar

a cabo una serie de acciones tanto estructurales como no estructurales. Las

estructurales consisten en la ampliación de las secciones transversales en algunos

tramos de los ríos Turbio, Laja y Lerma, principalmente, lo que representa un

volumen de excavación de 229.07 millones de m3 con una inversión de 610

millones de pesos.

Con esta medida se logra rescatar un total de 74,000 ha aproximadamente que ya

no se inundarán, con lo que se beneficia al distrito de riego D011 Alto río Lerma,

en donde los principales cultivos son el trigo, la cebada, el frijol, zanahoria y el

brócoli. La población directamente beneficiada, tanto en zonas rurales como

urbanas, es de 500,000 habitantes.

Desbordamiento del río Lerma, 2003.

El estudio se basa en un procesamiento

detallado de la información topográfica

con el fin de obtener un modelo de

elevación confiable de la zona de

estudio; así como en un estudio

hidrológico para determinar los

hidrogramas asociados a distintos

períodos de retorno cuyo escurrimiento

se simulará tanto en los cauces (en condiciones de flujo permanente y no

permanente) como en las llanuras, para conocer la extensión de la mancha de

inundación; así como las profundidades del agua en cada sitio de interés.

Salvatierra

San M. Allende

Valle de SantiagoAbasolo

Penjamo

GuanajuatoSan Fco. Rincón

Siláo

Uriangato

Salamanca

Irapuato

Celaya

La Piedad

VOLUMEN DERRAMADO 4.78 % CONDICIONES MODIFICADAS

Salvatierra

San M. Allende

Valle de SantiagoAbasolo

Penjamo

GuanajuatoSan Fco. Rincón

Siláo

Uriangato

Salamanca

Irapuato

Celaya

La Piedad

Salvatierra

San M. Allende

Valle de SantiagoAbasolo

Penjamo

GuanajuatoSan Fco. Rincón

Siláo

Uriangato

Salamanca

Irapuato

Celaya

La Piedad

VOLUMEN DERRAMADO 4.78 % CONDICIONES MODIFICADAS

ENCUENTRO UNIVERSITARIO DEL AGUA El Encuentro Universitario del Agua, celebrado en los meses de agosto y octubre

es el primer ejercicio interdisciplinario completo en la materia del agua en la

UNAM. El Grupo Universitario del Agua, integrado por 26 dependencias

universitarias y al cual concurren más de un centenar de profesores e

investigadores de muy diversas disciplinas, tomó en cuenta los trabajos y debates

del IV Foro Mundial del Agua celebrado en México en marzo de 2006, pero

especialmente, los trabajos y experiencia de los profesores e investigadores de la

UNAM y otras instituciones académicas, funcionarios públicos y otros especialistas

en el tema, para integrar las propuestas estratégicas para el manejo del agua en

México.

Según los resultados del Encuentro, enfrentar con éxito los retos que plantea el

manejo del agua en México requiere: i) hacer realidad los principios de Gestión

Integrada del Agua congruente con una estrategia de desarrollo sustentable; ii) un

cambio fundamental en la Gobernabilidad Hidráulica; iii) retomar el ritmo de

Construcción de Infraestructura Hidráulica; iv) un cambio en el Sistema Financiero

Del Agua, y v) la Reconstrucción de Capacidades de las dependencias y

organismos a todos los niveles. Continuar con las tendencias e instrumentos

actuales conllevaría al agravamiento de los conflictos por el uso del agua, la falta

de sustentabilidad del desarrollo, continuar el deterioro de la calidad del agua, con

la falta de servicios de agua y saneamiento de calidad aceptable, una inequidad

en el servicio en detrimento de la salud de la población mas pobre, así como la

baja eficiencia y competitividad de la agricultura de riego..

Este documento y los documentos generados durante el encuentro, pudieran

servir para plantear un HIDRO-PACTO que facilite la adopción de medidas que de

otra forma enfrentarán una oposición que evitaría adoptar las reformas que se

plantean como indispensables para preservar al agua como fuente de vida y

bienestar de la presente y las futuras generaciones. En particular, se busca que el

Grupo continúe trabajando como órgano de consulta en la reforma al marco

jurídico del agua y en la promoción y aprobación de los presupuestos anuales

relacionados con el recurso.

El Primer Encuentro Universitario del agua es un primer esfuerzo interdisciplinario

que demuestra la voluntad y el interés de la comunidad universitaria por contribuir

en la solución de problemas estratégicos, que como el agua, representan un reto

para el desarrollo sustentable y equilibrado del país. En particular se acordó

celebrar foros electrónicos para discutir los asuntos de interés para los miembros.

El primer foro esta ahora en preparación y estarán enfocados a desarrollar el tema

“El Derecho al Agua”.

Documento resultado del Encuentro Universitario del Agua

APOYO DEL INSTITUTO DE INGENIERÍA DE LA UNAM PARA DIVERSOS ESTUDIOS Y ASESORÍAS, RELACIONADOS CON EL

PROYECTO DE SANEAMIENTO DEL VALLE DE MÉXICO

A partir de la década de los años treinta del siglo pasado se inició en la zona

metropolitana del Valle de México un acelerado crecimiento poblacional y como

consecuencia una gran expansión del área urbana, generalmente desordenada, lo

cual ha sido una de las causas principales de las deficiencias en los servicios de

abastecimiento de agua, drenaje y saneamiento. En 1980 había 11.5 Millones de

habitantes y actualmente se tienen 20 millones.

El crecimiento de la población originó un aumento en la demanda de agua potable

y, por tanto, en el volumen de aguas residuales por tratar y desalojar. Asímismo,

esta situación provocó la necesidad de ampliar la actual infraestructura urbana y la

disminución de la infiltración y recarga de acuíferos, debido a las nuevas

edificaciones y al incremento de superficies pavimentadas, ocasionando con ello la

necesidad de desalojar mayores volúmenes de agua para evitar inundaciones.

El Emisor Central inaugurado en año de 1975, incrementó sustancialmente la

capacidad de desalojo del sistema de drenaje del Valle de México; sin embargo,

este sistema ha perdido gradualmente su eficiencia debido a diversas razones,

entre las que destacan:

a) El crecimiento de la población y del área urbanizada que aumentaron en

más de 7 millones de personas y 1000 km², respectivamente.

b) Los hundimientos diferenciales del terreno que han afectado al Gran Canal

del Desagüe, reduciendo su capacidad de conducción de unos 60 m³/s a

solo 7 m³/s, aunque esta capacidad se incrementó recientemente a unos 25

m³/s con la construcción de una planta de bombeo en el kilómetro 18+500

del Gran Canal.

En estas condiciones, el Emisor Central ha tenido que ser utilizado inclusive en las

temporadas de estiaje y no ha podido ser inspeccionado desde hace más de doce

años.

Adicionalmente, se tienen datos de niveles altos de agua en algunas lumbreras del

Emisor Central que llevan a pensar que existe una obstrucción en el mismo que

reduce su capacidad de conducción y que en caso de incrementarse pondría a la

ciudad en una situación de emergencia.

OBJETIVOS

1. Realizar un análisis hidráulico integral del sistema de drenaje del Valle de

México que tome en cuenta:

a) Las recientes adecuaciones propuestas al Proyecto de Saneamiento.

b) La topografía actual.

c) El protocolo de Operación actual y las modificaciones que se derivarán

por la entrada en operación de las nuevas obras.

d) Las obras diferidas: planta de bombeo Casa Colorada “profunda”, Túnel

Emisor del Poniente II y Túnel Dren General del Valle, así como las obras

requeridas en una etapa inmediata.

e) El funcionamiento hidráulico actual de los cauces superficiales y su

funcionamiento en el futuro.

f) El funcionamiento de las principales plantas de bombeo existentes, para

definir su permanencia o desincorporación.

2. En apego a ese análisis se identificarán:

a) Las opciones que permitan desalojar los escurrimientos de estiaje sin

utilizar el Emisor Central, para hacer posible su inspección en la próxima

temporada de secas.

b) Las obras que se requerirán, de acuerdo con la opción que resulte más

adecuada, para sacar de operación temporalmente dicho Emisor Central y

proceder a su revisión y mantenimiento.

c) Las obras prioritarias del Proyecto de Saneamiento y su programación por

etapas con las cuales se alcancen beneficios significativos.

d) Las propuestas de modificación al protocolo de operación de acuerdo con

el programa de obras.

3. Definir los escenarios de inundación que se presentarían en el Valle de

México como consecuencia de que se rebase la capacidad de desalojo del

sistema de drenaje, por precipitaciones extraordinarias o por falla del

Emisor Central y evaluar las probabilidades de su ocurrencia.

4. Recomendar los sitios más adecuados para incorporar las descargas

actuales de las zonas urbanas al Sistema Principal de Drenaje del Valle de

México y plantear soluciones.

Imagen que presenta inundaciones en los años 1940 y 1950

Imagen que presenta el problema del hundimiento

Construcción del Drenaje Profundo

1910, cuando fue inaugurado el monumento para celebrar las Fiestas

del Centenario de la Independencia, observe

los nueve escalones originales y el nivel de la

avenida

Foto reciente del mismo monumento en el que se

puede apreciar el hundimiento diferencial

del subsuelo que ha sido mayor a los 3 m. desde su

inauguración en 1910. Obsérvese el cambio del

paisaje urbano y el número de escalones que

ahora son necesarios para subir

Escenario de Inundación si falla el Drenaje Profundo,

Se pretende recuperar la capacidad que tenía el sistema en 1975

• Obras urgentes que permitan hacer reparaciones al Emisor Central

• Obras a corto plazo ( 2 a 3 años) que permitan una mejora sensible en el

Sistema General de Drenaje del Valle de México (se tendría la capacidad

de descarga de 1975 pero el doble de población

• Obras con las que se logre un funcionamiento adecuado a mediano plazo

( del orden de 6 años) del Sistema con lo que ya se tendría una capacidad

equivalente a la de 1975

• Plan de Drenaje a largo plazo (50 años)

AICM 2225.80 Tirante = 5.0m

Octubre

CARACTERIZACIÓN MORFODINÁMICA Y EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS

PARA LA RECUPERACIÓN DE PLAYAS EN LA ZONA NORTE DE QUINTANA

ROO. CLAVE PROYECTO

Fondo Mixto CONACYT: QROO-2003-C02-12707

Rodolfo Silva Casarín Edgar Mendoza Baldwin

RESUMEN

Los trabajos de caracterización de las playas del norte del Estado de Quintana

Roo se dividieron en tres grandes rubros, a saber, el trabajo de laboratorio, el

trabajo de campo y la simulación numérica de la zona de interés. El primero

consistió en determinar las características físicas y mecánicas de la arena nativa

de Cancún; entre cuyos resultados se cuentan la granulometría, la velocidad de

caída y el esfuerzo cortante crítico. El trabajo de campo permitió el levantamiento

de batimetría y perfiles de playa en diversas visitas a fin de contar con información

de la variación tanto del fondo marino como de la playa seca.

Adicionalmente se puso en operación el sistema de monitoreo con video

robotizado, mismo que permitió el análisis del comportamiento de la playa ante la

ocurrencia de eventos extremos. Por su parte, la simulación numérica permitió la

detección de zonas de concentración de energía y el análisis general del clima

marítimo. Ahora se cuenta con la caracterización tanto de régimen medio como

extremal que se presenta en la zona.

Este proyecto, durante su ejecución, coincidió con la ocurrencia de uno de los

huracanes más intensos que se han registrado cerca del Estado de Quintana Roo.

Mismo que, al margen de los daños que causó tanto al medio natural como a la

infraestructura turística y a la población, permitió un amplio conocimiento de la

respuesta e interacción que tienen todos los actores en una situación de desastre

natural. Así mismo, este evento provocó un giro en la filosofía del proyecto que

derivó en una nueva visión del sistema de playas con que cuenta Quintana Roo.

En ese sentido, se revisaron varias propuestas de alternativas estructurales que

evidentemente mitigarán la erosión, sin embargo, es necesario continuar

avanzando hacia una solución a largo plazo que sea compatible con los ciclos

naturales presentes en cada localidad-subsistema, a fin de no comprometer la

subsistencia de los recursos físicos y bióticos que dan lugar al interés turístico de

la región.