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Estudio a escala regional de los componentes hidrológicos e hidráulicos del complejo cenagoso del Bajo Magdalena entre Calamar y Bocas de Ceniza con apoyo de herramientas de modelación matemática y SIG

Cuesta Olave, Julio (2017) Estudio a escala regional de los componentes hidrológicos e hidráulicos del complejo cenagoso del Bajo Magdalena entre Calamar y Bocas de Ceniza con apoyo de herramientas de modelación matemática y SIG. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá.

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Resumen

El Bajo Magdalena, entre Calamar y Bocas de Ceniza, corresponde a una región con importantes intercambios río – ciénagas, que ha sido reconocida por la convención internacional Ramsar como zona estratégica de preservación mundial. Además, constituye una fuente importante para el desarrollo regional, no sólo por la navegabilidad del río Magdalena, sino por la sostenibilidad de las ciénagas circundantes y conectadas al río, las cuales sirven de sustento importante para las comunidades asentadas en esta zona del país. En la presente década, esta zona experimentó una gran afectación a causa del fenómeno de La Niña (2010 – 2011), evidenciando el poco conocimiento sobre el hidrosistema y la escasez de información para una adecuada gestión del mismo. En esta investigación se estudian a nivel regional, y a partir de la información existente, los componentes hidrológicos e hidráulicos de la zona entre Calamar y Bocas de Ceniza, incluyendo su conexión con la Ciénaga Grande de Santa Marta (CGSM), complementando la información a partir de productos derivados de sensores remotos. Esto ha permitido no solo conocer preliminarmente cómo son los intercambios hídricos entre las ciénagas y el río Magdalena, sino además identificar las zonas susceptibles a inundación, como un aporte al entendimiento del sistema y a la adecuada gestión de este. Para ello, se ha seguido una propuesta metodológica en aras de abordar la calibración de modelos hidráulicos a partir de la información extraída de sensores remotos la cual se ha aplicado en la zona de estudio. Los resultados obtenidos se consideran satisfactorios, calibrando el parámetro sensible en la modelación hidráulica que casi siempre resulta ser el coeficiente de rugosidad “n” de Manning. El mejor valor de este parámetro se encontró en un rango entre 0.020 a 0.024 para el cauce principal, mientras que para la zona inundable se obtuvieron valores del orden de 0.028 a 0.032. La evaluación del desempeño de la modelación hidráulica se realizó a partir del cálculo del parámetro “F”, ampliamente reportado en la bibliografía científica de inundaciones y con el cual es posible establecer una tendencia adecuada de los valores del coeficiente de rugosidad en la zona analizada a partir de sensores remotos. La zona con mayor susceptibilidad a la inundación resultó ser la de Suan y Santo Tomás, al costado occidental, en jurisdicción de la Corporación Autónoma Regional del Atlántico (CRA) y los municipios de El Piñón, Salamina y Remolino en el costado oriental, en la jurisdicción de la Corporación Autónoma Regional del Magdalena (CORPAMAG). Para la identificación de las zonas susceptibles a inundación, además de la modelación matemática, se utilizó un criterio geomorfológico a partir del análisis de las geoformas y dinámica fluvial existentes en la zona, con lo cual se logró establecer el cauce histórico del río Magdalena y presentar una propuesta de delimitación del complejo cenagoso del departamento del Atlántico entre el K45 y el K20, medido a partir del cero en el Mar Caribe. En cuanto a los promedios anuales de intercambios hídricos entre el río Magdalena y las ciénagas circundantes en el período 2009 – 2012, estos muestran un comportamiento alternado y/o cíclico, río – ciénaga y viceversa, con volúmenes máximos de (+168 Mm3) hacia la CGSM, hacia la margen oriental. Hacia el costado occidental los mayores aportes se dan hacia el complejo cenagoso del Atlántico, del orden de (+40 Mm3). Con respecto a estos valores promedio de intercambio, las cuantificaciones aquí realizadas muestran que para el primer evento La Niña (2010 – 2011), los intercambios hídricos fueron en dirección río – ciénagas con valores mayores en comparación con el período seco (2009 – 2010) que lo antecedió (+627 Mm3), donde la dirección de los aportes fue ciénaga – río (-12 Mm3). En comparación con el segundo período La Niña (2011-2012), cuando las ciénagas ya estaban llenas, los volúmenes de intercambio disminuyeron su magnitud y permanecieron en dirección río – ciénagas con valores menores al primer período La Niña (+184 Mm3). También se demostró la capacidad de regulación de caudales que tiene todo el complejo cenagoso del Bajo Magdalena, donde se registra una regulación cercana al 10% del caudal entrante a través del río Magdalena en épocas húmedas y de los cuales el 6% lo regulan las ciénagas del costado oriental (departamento del Atlántico) y el 4% es regulado por las ciénagas del costado occidental (departamento del Magdalena). Esta regulación se presenta en las ciénagas conectadas o no directamente con el río Magdalena. Es así, como esta investigación aporta al conocimiento de la dinámica hídrica de este valioso hidrosistema con interacción río – ciénagas y contribuye a una mejor toma de decisiones sobre el mismo., Abstract: The lower Magdalena, between Calamar and Bocas de Ceniza, corresponds to a region with important river - swamp exchanges, which has been recognized by the international Ramsar convention as a strategic zone of world preservation. In addition, it is an important source for regional development, not only for the navigability of the Magdalena River, but also for the sustainability of the surrounding marshes connected to the river, which serve as important sustenance for the communities settled in this area of the country. In the present decade, this area experienced a great affectation due to the phenomenon of La Niña (2010 - 2011), evidencing the scarce knowledge about the hydrosystem and the scarcity of information for its adequate management. In this research, the hydrological and hydraulic components of the area between Calamar and Bocas de Ceniza, including its connection with the Ciénaga Grande de Santa Marta (CGSM), are complemented with existing information derived from remote sensors. This has allowed not only to know how water exchanges occur between the marshes and the Magdalena River, but also to identify areas susceptible to flooding, as a contribution to the understanding of the system and its proper management. For this, a methodological proposal has been followed to approach the calibration of hydraulic models using the information extracted from the remote sensors that has been applied in the study area. The results obtained are considered satisfactory, calibrating the sensitive parameter in the hydraulic modeling that almost always turns out to be the roughness coefficient "n" of Manning. The best value of this parameter was found in a range of 0.020 to 0.024 for the main channel, while for the flood zone the values ranged between 0.028 and 0.032. The evaluation of the performance of the hydraulic modeling was made from the calculation of the parameter "F", widely reported in the scientific literature of floods and with which it is possible to establish an adequate trend of the values of the roughness coefficient in the area analyzed. The area with the highest susceptibility to flooding was Suan and Santo Tomas, on the western side, in the jurisdiction of the Corporación Autónoma del Atlántico (CRA) and the municipalities of El Piñón, Salamina and Remolino on the east side, jurisdictión of the Corporación Autónoma del Magdalena (CORPAMAG). For the identification of areas susceptible to flooding, in addition to mathematical modeling, a geomorphological criterion was used based on the analysis of geoforms and river dynamics in the area, which established the historic channel of the Magdalena River and presented a proposal to delimit the Atlantic Swampy complex of the coast between K45 and K20. Measured from zero in the Caribbean Sea. As for the annual averages of water exchanges between the Magdalena River and the surrounding marshes in the 2009-2012 period, these show an alternative and / or cyclical behavior, river - swamp and vice versa, with maximum volumes of (+168 Mm3 ) to the CGSM, on the eastern bank. Towards the western side, the largest contributions are to the Atlantic marsh complex, on the order of (+40 Mm3 ). With respect to the mean values of exchange, the quantifications performed here show that for the first La Niña event (2010- 2011), water exchanges went towards river swamps with higher values compared to the dry period (2009-2010) (+627 Mm3 ), where the direction of the contributions was swamp – river (- 12 Mm3 ). Compared with the second period of La Niña (2011-2012), when swamps were already full, swamp volumes decreased in magnitude and remained in the direction of marshes with values lower than the first period of La Niña (+184 Mm3 ). It was also demonstrated the capacity of regulation of flows that has the entire marsh complex of the low Magdalena, where about 10% of the incoming flow from the Magdalena River in wet times and of which 6% is regulated by marshes. (Department of the Atlantic) and 4% is regulated by the marshes on the western side (Department of Magdalena). This regulation occurs in wetlands connected or not directly with the Magdalena River. Thus, this research contributes to the knowledge of the water dynamics of this valuable hydrosystem with River - swamp interactions and contributes to its better decision-making process.

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Rodríguez Sandoval, Erasmo Alfredo
Información adicional:Magíster en Ingeniería Civil – Recursos Hidráulicos. Línea de Investigación: Modelación de fenómenos y amenazas naturales.
Palabras clave:Modelación matemática en hidráulica, Factor de desempeño "F", Modelación matemática en hidrología, MDT, SIG, Río Magadalena, Riesgo de inundación, Performance Factor "F", Mathematical modeling in hydraulics, Mathematical modeling in hydrology, DTM, GIS, Magdalena river, Flood risk
Temática:6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
9 Geografía e Historia / History & geography > 91 Geografía y viajes / Geography & travel
Unidad administrativa:Sede Bogotá > Facultad de Ingeniería > Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola > Ingeniería Civil
Código ID:62852
Enviado por : Unnamed user with email jcuestao@unal.edu.co
Enviado el día :15 May 2018 19:38
Ultima modificación:15 May 2018 19:38
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