Flood
Se entiende que una inundación es el fenómeno que se caracteriza por la ocupación por parte del agua de zonas que habitualmente están libres de esta, por desbordamiento de ríos, torrentes o ramblas, por lluvias torrenciales, deshielo, por subida de las mareas por encima del nivel habitual, por maremotos, huracanes, entre otros. Las inundaciones fluviales son procesos naturales que se han producido periódicamente y que han sido la causa de la formación de las llanuras en los valles de los ríos, tierras fértiles, vegas y riberas, donde normalmente se ha desarrollado la agricultura.
En el caso de la república de Bolivia, una de las características principales de su territorio es la gran diversidad geográfica que se presenta a lo largo de éste. Bolivia es atravesada por dos cordilleras (la occidental y la oriental o real) que forman parte de la cadena montañosa de los Andes. Esto genera una subdivisión del país en seis principales regiones naturales: cordillera occidental, cordillera real, altiplano, sub andina, llanura Chaco y el escudo brasileño. Debido a esta diversidad en el relieve, en el país se generan múltiples fenómenos climáticos y a su vez, estos fenómenos ocasionan una amenaza específica para cada región. En las regiones del altiplano, la llanura y el escudo brasileño se presentan constantemente inundaciones, sequías y deslizamientos, mientras que en las cordilleras y en la zona sub andina se presentan frecuentes deslizamientos, inundaciones y actividad sísmica moderada. Además de esto, estas diferencias en el relieve a lo largo del país ocasionan climas muy cambiantes en las diferentes regiones de manera que se encuentran lugares con nieves perpetuas, clima húmedo, y zonas áridas es susceptible de inundaciones.
En general, la magnitud de una inundación provocada por procesos de origen meteorológico depende de la intensidad de las lluvias, de su distribución en el espacio y tiempo, del tamaño de las cuencas hidrológicas afectadas, de las características del suelo y del drenaje natural o artificial de las cuencas.
En el presente análisis se utiliza la metodología establecida en el software IT-Inundación 1.0 (ver Anexo 5) para el análisis de inundaciones fluviales o por desbordamiento, utilizando una metodología de evaluación de amenazas probabilista. El método detallado de análisis probabilístico de amenaza planteado en IT-Inundación 1.0 se basa en el uso de un modelo hidrológico (usando el programa HEC-HMS) y uno hidrodinámico (usando el programa HEC-RAS).
El resultado del programa es un archivo “. AME” que contiene la amenaza de inundación de la cuenca de análisis. Las principales fuentes de incertidumbre en el análisis de inundación son: la incertidumbre proveniente de los datos u observaciones, que corresponde a la aproximación en las variables hidrometeorológicas medidas y que son usadas como datos de entrada o datos de calibración (precipitación, temperatura, caudales etc.); incertidumbre paramétrica que se produce por la calibración imperfecta del modelo; incertidumbre estructural de modelo que es el resultado de la inhabilidad del modelo para esquematizar de manera precisa los procesos físicos (Michele et al. 2011).
Identificación de fuentes sísmicas
Caracterización del potencial de generación de terremotos de cada fuente
Modelación de la distribución de la intensidad sísmica como una función de la magnitud y la distancia
Aplicación de la teoría de la probabilidad
- a. Por otro lado se analiza la información contenida en la base de datos de desastres DesInventar (DesInventar Project, 2013). Esta información resulta de gran utilidad para la selección de cuencas dado que permite identificar la distribución espacial de eventos históricos de inundación y deslizamiento, haciendo posible la determinación de las cuencas que son impactadas con mayor frecuencia y severidad por este tipo de eventos.
- b. La estimación del riesgo debe ser prospectiva, anticipando eventos científicamente posibles que pueden ocurrir en el futuro. Para el caso de eventos de precipitaciones se utiliza la información meteorológica disponible, por registros pluviográficos o pluviométricos disponibles de la zona de estudio. Debido a las altas incertidumbres inherentes a los modelos de análisis con respecto a la severidad y a la frecuencia de ocurrencia de los eventos, el modelo de riesgo se basa en formulaciones probabilistas que incorporan dicha incertidumbre en la evaluación del riesgo. El modelo de riesgo probabilista, construido a partir de una secuencia de módulos, cuantifica las pérdidas potenciales tal como se esquematiza en la Figura 32. Los resultados del análisis de riesgo permiten realizar una serie de actividades relacionadas con la gestión del riesgo entre las cuales se incluyen la reducción y mitigación del riesgo, la protección financiera y la preparación de planes de emergencia y de reconstrucción en caso de desastre.
estimación del riesgo debe enfocarse en modelos probabilistas los cuales pueden utilizar la limitada información histórica disponible para pronosticar, de la mejor manera posible, las consecuencias de futuros eventos considerando en forma simultánea las inevitables altas incertidumbres involucradas en los análisis
Dada la magnitud de la zona de estudio en la cuenca del río Grande y ante la imposibilidad de llevar a cabo visitas e inspecciones de campo detalladas, la base de datos de exposición para esta cuenca se construyó a partir de imágenes satelitales, obtenidas de WorldPop, y se consideró importante validar la información utilizando el Censo de Población y Vivienda de 2012. (INE, 2012). Se identificaron los municipios que conforman el área de estudio y se calculó el porcentaje de área total de cada municipio que está dentro de la zona expuesta (ver Figura 135). En la Tabla 41 la información del censo se ponderó respecto a dichos porcentajes para así relacionarla con la base de datos de componentes expuestos. El municipio de Santa Cruz de la Sierra se excluyó del análisis ya que la ciudad de Santa Cruz se encuentra fuera del área de estudio y por ende los valores de número total de viviendas y número total de habitantes de este municipio pueden distorsionar el análisis.
Pese a los problemas en escasez de datos hidrométricos y de aforos en la cuenca del río Rocha se puede contar con un modelo hidrológico eventual de transformación de lluvia en caudal, considerando aforos máximos y estudios previos realizados. Comparando el estudio previo del 2004 con el modelo actual, se encontraron valores similares de caudal.
Para el caso del río Grande, los resultados obtenidos satisfacen las expectativas, ya que para una cuenca de ese tamaño y considerando una modelación continua a nivel diario, se pudo representar los caudales observados en los últimos 12 años en la estación Abapó (Paraíso) y los últimos 4 años en la estación Pailas, los cuales mostraron una gran similitud. Se obtuvieron eficiencias en las calibraciones mayores a 0.6 para ambas estaciones.
Para cada una de las zonas de análisis se conforman bases de datos de exposición que incluyen los siguientes campos principales:
- ID
- Descripción
- Número de edificaciones
- Tipo estructural
- Estado de la edificación
- Número de pisos
- Área en (m2)
- Identificación del tipo constructivo para efectos de vulnerabilidad
- Valor humano
- Valor Físico (incluye construcción y contenidos)
La Tabla 51 presenta una información indicativa de una de las bases de datos conformada para el análisis. En los anexos digitales del proyecto se encuentran las bases de datos completas para cada una de las cuencas analizadas.
La caracterización de la vulnerabilidad de un componente cualquiera del inventario de activos se hace mediante la asignación directa de la función de vulnerabilidad correspondiente. Para el efecto se asignan funciones de vulnerabilidad únicas para la afectación física y para la afectación humana.
Con respecto a la función de vulnerabilidad física, ésta debe incluir de ser necesario, la ponderación respectiva de los porcentajes de afectación y los valores relativos correspondientes a:
- Pérdidas directas
- Pérdidas en los contenidos
La valoración global del daño se calcula teniendo en cuenta las pérdidas directas y de contenidos sin desagregación de costos. Para efectos de caracterizar la vulnerabilidad ante eventos de inundación se requiere la siguiente información:
- Tipo de material de la estructura principal.
- Tipo de material de muros divisorios, fachadas y acabados.
- Tipo de material de pisos.
- Número de pisos
- Calidad y fragilidad de los contenidos.
- Edad y estado de la edificación
Para los cultivos se requiere información relacionada con el tipo de cultivo, la periodicidad de cosechas, la fragilidad del cultivo a la duración y profundidad de inundación y los costos asociados a la producción, la utilidad esperada y demás condiciones económicas. Con respecto a la vulnerabilidad humana, para el presente caso el análisis se orienta a determinar el número de personas afectadas por cada uno de los escenarios estocásticos de inundación y que corresponden a las personas que ocupan los componentes o las zonas de cultivo que quedan ubicadas dentro de las manchas de inundación.
Se presentan los resultados de la aplicación de una metodología desarrollada para obtener funciones de vulnerabilidad por inundación incluyendo las eventuales pérdidas en las construcciones mismas como en los contenidos en el caso de edificaciones, y las pérdidas de producción y costo de oportunidad en el caso de cultivos. Se proponen diferentes configuraciones y valores de los contenidos y elementos no estructurales para diferentes tipos de inmuebles identificados que incluyen viviendas de adobe, mampostería simple y confinada, pórticos de concreto, materiales precarios, y bodegas, entre otros, en las cuencas del río Rocha y del río Grande. En la calificación de los valores y de los niveles de daño fue necesario recurrir al criterio de expertos y a las observaciones de impactos en eventos pasados en las zonas de estudio ya que no se cuenta con información experimental o de casos históricos debidamente documentada. La Tabla 53 resume las características de la valoración de daños para cada uno de los sistemas constructivos típicos.
- a. Las funciones de vulnerabilidad dentro de la plataforma CAPRA (www.ecapra.org) relacionan el valor medio del daño medida en porcentaje con respecto al valor de exposición como función de la intensidad que se seleccione para el análisis.
- b. La función de vulnerabilidad ante una inundación se debe desarrollar para los diferentes tipos constructivos característicos, en función de dos parámetros principales: la profundidad de las aguas de inundación y la velocidad máxima del flujo.
- c. Las funciones de vulnerabilidad o daño por inundación se asignan a construcciones con diferentes usos teniendo en cuenta el número de pisos. Estas funciones no consideran los daños provocados por socavación, falta de resistencia por reblandecimiento del suelo o deficiencia de la cimentación que pueden producir el colapso de las estructuras.
- a. En las zonas donde se espera la ocurrencia de inundaciones lentas el parámetro de intensidad que se utiliza normalmente en los análisis es la profundidad máxima de inundación reportada en el modelo de análisis para cada uno de los escenarios considerados. Por otro lado cuando la inundación se produce por efectos de un flujo torrencial de alta velocidad, es evidente que, adicionalmente a los daños asociados al incremento en el nivel del agua, se generan una serie de daños asociados a la velocidad máxima del flujo de agua, lo cual puede generar daño estructural significativo.
- b. Estas áreas están clasificadas como áreas de amenaza por tránsito de flujos torrenciales y para su análisis se requiere de información de amenazas relacionada con la profundidad de agua de inundación y con la velocidad máxima del flujo en cada sector. Las observaciones recientes permiten establecer que, en general, en las áreas de alta velocidad de flujo el daño sobre la infraestructura expuesta es prácticamente total, especialmente para construcciones de tipo informal. También se puede establecer que usualmente para ciertos tipos de componentes el daño se presenta en consideración a la ocurrencia o no de efectos de construir las curvas de vulnerabilidad correspondientes se considera hasta cierto punto que la ocurrencia de una determinada profundidad de inundación está acompañada también por una cierta velocidad del flujo.
- c. inundación en el sitio y no tanto en relación a la velocidad máxima del flujo alcanzado. Para el presente caso y considerando las condiciones reales de los eventos de inundación que pueden presentarse se utiliza la profundidad de inundación como variable de control para el daño.
El análisis probabilista del riesgo tiene como objetivo fundamental determinar la distribución de probabilidad de las pérdidas que se pueden llegar a presentar en los componentes expuestos, como consecuencia de la ocurrencia de amenazas naturales, integrando de manera racional las incertidumbres que existen en las diferentes partes del proceso. Adicionalmente se requiere conocer la frecuencia con que pueden presentarse diferentes valores de pérdidas económicas o humanas.
Puesto que la frecuencia de los eventos catastróficos es particularmente baja, no es posible estimar dichas pérdidas mediante la formulación de modelos puramente empíricos del proceso de ocurrencia de estos eventos. Debe recurrirse por lo tanto a la construcción de modelos probabilistas para la estimación del riesgo. El procedimiento de cálculo probabilista consiste en evaluar las pérdidas en el grupo de componentes expuestos durante cada uno de los escenarios que colectivamente describen la amenaza. Con base en esto se pueden integrar probabilísticamente los resultados obtenidos con el fin de obtener la frecuencia de ocurrencia de diferentes niveles de pérdida económica y las frecuencias anuales esperadas, la cual se estima mediante la ponderación de las pérdidas de cada escenario con las frecuencias anuales de ocurrencia promedio de cada evento.
Para el análisis de riesgo se requiere contar con la evaluación de la amenaza de inundación, la base de datos de componentes expuestos, conjuntamente con las funciones de vulnerabilidad ya descritos con anterioridad.
- a. Los resultados de riesgo se presentan para una duración de tormentas de 1 día para el rio Rocha y para 5 días en el caso de río Grande. Estas duraciones se consideran adecuadas en cada caso debido a lo siguiente:
- Corresponden a las tormentas de mayor recurrencia y las más representativas de cada zona.
- Los resultados indican que una vez que se sobrepasan los umbrales para que se produzcan inundaciones, unas duraciones mayores difícilmente generarán un aumento significativo en los impactos. Este análisis sin embargo puede requerir un tratamiento más detallado en el caso de la cuenca del río Grande dada su gran extensión.
- b. Considerando la calidad y confiabilidad de la información disponible, los análisis se limitan hasta periodos de retorno de 100 años.
- El escenario que presenta la pérdida económica máxima con la siguiente información complementaria:
- Pérdida económica esperada en US$.
- Tabla con las estadísticas principales de afectación con el número de edificaciones, personas y hectáreas de cultivos afectados por el escenario crítico.
- Tabla y gráfico de barras con distribución relativa de pérdidas esperadas para los diferentes tipos de componentes. .
- Distribución geográfica de las pérdidas en términos de valores económicos absolutos y relativos.
- El escenario que presenta la pérdida económica máxima con la siguiente información complementaria:
- c. Complementariamente a lo anterior y de manera ilustrativa se cuantifican las pérdidas por interrupción de flujos económicos debido a la afectación de cultivos en las zonas inundadas, a la interrupción de vías de comunicación y a los eventuales gastos relacionados con ayuda humanitaria e indemnizaciones. También se presentan unos estimativos de pérdida de vidas humanas en caso de eventos catastróficos en las cuencas estudiadas.
- a. Los resultados del análisis de riesgo se presentan para cada una de las cuencas de acuerdo con lo siguiente:
- b. Una tabla que resume el valor total expuesto, la pérdida anual esperada (PAE) en US$ y los valores de pérdida máxima probable (PML) expresada como pérdida económica absoluta en US$ para diferentes periodos de retorno.
- c. La curva de pérdidas máximas probables (PML) para diferentes periodos de retorno.
