Propuesta metodológica de modelización hidrometeorológica e hidrodinámica enfocada a la ordenación del riesgo de inundaciónaplicación a la cuenca del río Pejibaye (Costa Rica)

Resumen

El riesgo de inundación se define comúnmente por la combinación de la probabilidad de ocurrencia (amenaza) y las consecuencias negativas potenciales (vulnerabilidad) asociadas a una inundación. Los recientes avances en el campo de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) y la teledetección, así como en los sistemas de cálculo, hacen posible el uso de la modelización hidrometeorológica e hidrodinámica para la delimitación de la amenaza de inundación, en un campo de aplicación mucho más amplio de una manera más eficiente. Estos modelos son útiles para los sistemas de gestión del riesgo de inundación (producción de mapas de riesgo, sistemas de alerta temprana), facilitando enormemente el proceso de toma de decisiones y de comunicación entre los gestores del riesgo de inundación, y entre éstos y la población. En esta tesis se investiga sobre la aplicabilidad y la precisión, en el caso de Costa Rica, de estos modelos. Por ello, se comparan diversas metodologías de modelización hidrometeorológica e hidrodinámica para la delimitación de la amenaza, así como el tratamiento de la información básica existente, y su impacto en los resultados, pretendiendo finalmente proveer pautas para su aplicación en la gestión del riesgo de inundación. A través de los resultados obtenidos en la cuenca del río Pejibaye y de su discusión, se propone finalmente una metodología de modelización, que pretende ser una herramienta útil para cualquier sistema de gestión del riesgo de inundación a nivel regional. Las particulares características de la región (precipitaciones intensas concentradas en pocas horas, cuencas de montaña de tamaño mediano con pendientes elevadas y tiempos de respuesta muy reducidos), así como la viabilidad de la metodología (disponibilidad de la información y el software necesarios) han sido determinantes en el desarrollo del modelo. El modelo propuesto usa un modelo hidrometeorológico semidistribuido construido con el sistema de modelización HEC-HMS, comúnmente utilizado en el campo de la hidrología de superficie. Dicho modelo considera todos los elementos relevantes de un modelo de este tipo (precipitación, relación escorrentía-infiltración, escorrentía superficial, caudal base y conducción de hidrogramas) y se puede desarrollar fácilmente mediante un sistema de calibración en pasos múltiples, propuesto también en esta tesis. Se ha efectuado además una validación obteniendo resultados satisfactorios en cuanto a la precisión de sus predicciones, si bien se ha detectado el papel destacado del parámetro precipitación en los resultados de la simulación. Asimismo, se ha comparado y analizado el comportamiento de dos modelos hidrodinámicos: HEC-RAS (1D) e IBER (2D), en dos tramos de la red de drenaje de estudio, con objeto de evaluar su mayor o menor aptitud para su aplicación en la valoración del riesgo de inundación. El análisis se ha basado en las características del tramo y la magnitud del evento. Además, se ha analizado la influencia de la calidad y resolución de la geometría de entrada y la sensibilidad de los resultados al parámetro de rugosidad (número de Manning). Los resultados de esta comparación ponen de manifiesto las ventajas y las limitaciones de ambos sistemas de modelización, destacando la mayor precisión y verosimilitud del modelo construido con IBER (2D) y la mayor eficiencia del modelo construido con HEC-RAS (1D). En este caso la información topográfica destacó como la mayor fuente de incertidumbre en el modelo.