Análisis de riesgo por Inundación paratoma de decisiones en el Jarillón deAgua Blanca Río Cauca, en elmunicipio de Santiago de Cali,Colombia
Título 1
Área de Proyecto
Colombia Valle del CaucaSantiago de Cali
Antecedentes –Obras Control Inundaciones
Río Cauca
Lagunas
Estación BombeoN
RIO CAUCA - JARILLON AGUABLANCA
Objetivo: Control de Inundaciones
• ETAPA 1
• Año construcción: 1958 – 1961
• Ejecutor: CVC
• Longitud: 15 Kilómetros
• ETAPA 2
• Año construcción: 1979 - 1985
• Ejecutor: Instituto de Crédito Territorial
• Longitud: 2 Kilómetros (Cercanía Río Cali)
RIO CALI – JARILLON FLORALIA
Objetivo: Control de Inundaciones
• Año construcción: 1979 - 1985
• Ejecutor: Instituto de Crédito Territorial
• Longitud: 2 Kilómetros
SISTEMA DE DRENAJE ORIENTAL
Objetivo: Control de Inundaciones y Manejo Drenaje
• Año construcción: 1958 – 1961
• Ejecutor: CVC
• Obras:
• Canal Interceptor Sur: 9 Km
• Canal Oriental
• Lagunas Charco Azul y Pondaje – (EM)
• Estación de Bombeo Paso del Comercio: 8.5 m3/s
Problemática Diques
1981 1998 2013
Fuente: CVCFuente: CVC
PTAR
Problemática Lagunas
20121961
Lagunas Pondaje Charco Azul y Pondaje
Lagunas Pondaje Charco Azul y Pondaje
EscombrosOcupaciones Hormiga
Arriera
Problemática Diques y Lagunas
PROCESOS FÍSICOS:
- Lluvias, Erosión, Socavación
PROCESOS ANTRÓPICOS Y BIOLOGICOS:
- Escombreras
- Construcciones Vivienda -Infraestructura
- Hormiga arriera y árboles
CONDICIONES NATURALES:
- Topográficas (llanura aluvial)
- Sísmicas (alta)
(licuación)
- Geotécnicas
Registro de Inundaciones
POR BARRIOS ENTRE 2010-2011
Fuente
: D
esIn
venta
r(C
OSSO
, 2013).
POR COMUNAS Y BARRIOS ENTRE 1970 – 2012
Análisis de Riesgo
Modelación de amenaza por Inundación Río Cauca
Análisis Condiciones Naturales y Diques
1. ANÁLISIS DE CONDICIONES NATURALES Y DE INTERVENCIÓN DEDIQUES
Geología, corona, cercanía al cauce, erosión, invasiones, escombros, cruces depaleo drenajes, infraestructura atraviesa diques.
Cantidad de sitios: cruce de cauces, cruce tuberías, erosión, escombros, distanciacauce, puentes, rampas.
2. ANÁLISIS DE CONDICIONES DE FALLA GEOTÉCNICA DE LOS DIQUES.Con Programa PLAXIS 2D se evaluaron los modos de falla considerandosecciones transversales modificadas y con adición de cargas
Estabilidad estática, condición de flujo permanente, estabilidad pseudo-estática,estabilidad durante abatimiento repentino del nivel de agua, estabilidad de lacimentación bajo eventos sísmicos.
Dique Río Cauca y Canal Interceptor: cumplen con la seguridad mínima en todaslas condiciones de carga.
Los factores de seguridad disminuyen al cambiar la inclinación del dique en la carahúmeda y disminuyen al aumentar la carga.
Información Entrada Modelo: Hidrología
Hidrógramas de niveles y Caudales para cada periodo de retorno
Modelación Hidráulica
2. Definición de las fronteras del modelo
FRONTERA DE
ENTRADA
Río Cauca antes de la desembocadura del Canal
Interceptor –Sur. Hidrógrafas de caudales para
los periodos de retorno Tr= 100, 250 y 500 años.
FRONTERA DE
SALIDA
Curva de calibración del Río Cauca, 2.0 Km aguas
abajo de la desembocadura del río Cali
1. Esquematización del modelo geométricoA través de 2 bloques. En cada bloque seimplementaron los diferentes métodos numéricosy algebraicos disponibles en el modelo, evaluandoen cada caso la suavidad y la ortogonalidad.
Modelo Digital de Elevación
ESTACIÓN HIDROMÉTRICA DE JUANCHITO
FRONTERA AGUAS ABAJO Curva de calibración trasladada desde la estación de Juanchito
FRONTERA AGUAS ARRIBA Hidrógrafa de caudales (200 horas =8.33 días)
Bloque 2 Plano
Bloque 1 río Cauca
Modelación Hidráulica
4. Calibración: Consiste en lamodificación de parámetros de simulaciónpara ajustar el modelo hasta lograrresultados de niveles de agua aceptablesen un punto de monitoreo seleccionado. Eneste caso en la sección de la estaciónhidrométrica de Juanchito. Parámetro decalibración Rugosidad de Manning.
3. Condiciones iniciales, parámetros generales, numéricos y de simulación
Metodología Inundación Río Cauca y Tributarios
MODELACION HIDRAULICA: Perfil de la margen izquierda dique del río Cauca
Modelación Hidráulica
Localización Tramos Desborde de 30 y 150 metros
12
34
56
Amenaza por Inundación Río Cauca
Seis roturas de 150 m y TR 500 años
Análisis Elementos Expuestos
ELEMENTOS EXPUESTOSPERIODO DE RETORNO
TR 100 TR 250 TR 500
Población en llanura de inundación 685.574 773.850 877.592
Población sobre los diques 14.799 14.799 14.799
Vivienda en llanura de inundación 146.340 163.660 184.432
Viviendas sobre los diques 2.620 2.620 2.620
Manzanas residenciales 3.863 4.290 4.822
Instituciones educativas 409 450 517
Instituciones de salud 2 2 5
Estaciones de bombeo 5 6 7
Sub-estaciones eléctricas 3 3 4
Sub-estaciones telefónicas 4 4 4
Plantas de tratamiento 4 4 4
Áreas agrícolas (hectáreas) 825 827 929
Metodología Inundación Río Cauca y Tributarios
ANALISIS DE VULNERABILIDAD
Funciones de vulnerabilidad (daño): para vivienda y para contenidos, bajo elcriterio de profundidad de agua, para diferentes TR
• Función de Vulnerabilidad de la estructura de viviendas.• Función de Vulnerabilidad de instituciones educativas.• Función de Vulnerabilidad de la estructura de hospitales.• Función de Vulnerabilidad de estaciones de bombeo.• Función de Vulnerabilidad de subestaciones eléctricas y telefónicas.• Función de Vulnerabilidad de áreas agrícolas
Estimación de la vulnerabilidad de viviendas y sus contenidos (por estrato)
Análisis Vulnerabilidad frente a Inundación
Análisis Vulnerabilidad frente a Inundación
ANALISIS DE VULNERABILIDAD - Daño: Contenido de usos residenciales, TR 500 años
Metodología Inundación Río Cauca y Tributarios
ANALISIS DE VULNERABILIDAD - Daño: Estructura usos residenciales, TR 500 años
Análisis Vulnerabilidad frente a Inundación
Metodología Inundación Río Cauca y Tributarios
1. Pérdidas Directas
• Viviendas: Se toma valor por estrato y por manzana (70% construida)
Valor Manzana = (Área Manzana x (0,70)) x Valor Metro Cuadrado
• Infraestructura:
Valor infraestructura = Área infraestructura x Valor Metro Cuadrado - EMCALI
2. Pérdidas Indirectas
• Afectación en la prestación de servicios públicos. • Atención de emergencia. Ayudas Humanitarias, arriendos y kits de
alimentos y aseo para los damnificados.• Afectación del Transporte masivo, MIO. Troncal Aguablanca• Comercio de base en los barrios, principalmente tiendas y panaderías• Afectación del empleo en infraestructura de salud. Personal médico.• Afectación económica por el no recaudo de megaobras
Análisis Riesgo por Inundación
Metodología Inundación Río Cauca y Tributarios
Pérdidas Directas Viviendas – TR 500 años
Análisis Riesgo por Inundación
Metodología Inundación Río Cauca y Tributarios
ANALISIS DE RIESGO: Pérdidas Totales
COSTOS DE EXPOSICIÓN TR 500 TR 250 TR 100
EXPOSICIÓN DIRECTA $ 6.928.542.120.887,00 $ 6.097.117.066.380,56 $ 4.877.693.653.104,45
EXPOSICIÓN INDIRECTA (4,5 mes) $ 835.645.862.627,45 $ 742.796.322.335,51 $ 612.806.965.926,80
EXPOSICIÓN TRANSITORIA (4,5 meses) $ 2.262.930.000.000,00 $ 1.972.360.000.000,00 $ 1.741.300.000.000,00
COSTO TOTAL $ 10.027.117.983.514,50 $ 8.812.273.388.716,07 $ 7.231.800.619.031,25
USD 5.515.466.437,58 USD 4.847.235.087,30 USD 3.977.888.129,28
Porcentaje expuesto en relación con el PIB 2011 1,7% 1,5% 1,2%
PIB de Colombia en 2011: USD 331.700.000.000
Análisis Riesgo por Inundación
Medidas de Reducción Riesgo: Río Cauca y Tributarios
INVERSIÓN ESTIMADA DE INTERVENCIÓN: DIQUES, REASENTAMIENTO E INFRAESTRUCTURA INDISPENSABLE
TRELEVACIÓN DIQUE* + RELOCALIZACIÓN DE
VIVIENDAS**
REFORZAMIENTO SÍSMICO
CIMENTACIÓN DIQUES***
PLANTA PUERTO MALLARINO
PLANTA DE TRATAMIENTO DE
AGUAS RESIDUALES -PTAR
PLANTA DE BOMBEO ESTACIÓN PASO DEL
COMERCIO
BASURO DE NAVARRO
TOTAL (PESOS)
100$105.884.875.000 $ 57.600.000.000 $ 11.000.000.000 $ 2.500.000.000 $ 21.300.000.000 $ 11.000.000.000 $ 209.284.875.000
250$110.181.226.563 $ 57.600.000.000 $ 11.000.000.000 $ 2.500.000.000 $ 21.300.000.000 $ 11.000.000.000 $ 213.581.226.563
500$112.859.635.000 $ 57.600.000.000 $ 11.000.000.000 $ 2.500.000.000 $ 21.300.000.000 $ 11.000.000.000 $ 216.259.635.000
2000$117.312.751.000 $ 57.600.000.000 $ 11.000.000.000 $ 2.500.000.000 $ 21.300.000.000 $ 11.000.000.000 $ 220.712.751.000
* Elevación dique (1 m mas alto)
**
2620 viviendas x $40.000.000 cada una
*** Dique aguablanca 10 km a (3600 millones x km)
Dique canal interceptor sur 6 km (2700 millones x km)
Dique Río Cali 2 km (2700 millones x km)
Optimización Económica
Curva de Optimización Económica: mejor inversión para la protección de los elementosconsiderados frente a inundaciones máximas con TR 100, 250, 500 y 2000 años. El análisispermite definir la altura optima de los diques a intervenir, que considera: (a) La inversión paraintervenir los diques; (b) El costo de perdida de los elementos expuestos; y (c) El costo total(A+B).
Análisis Inundación Sistema de Drenaje Pluvial Oriental
Escenarios de Análisis:
• Cuatro (4) escenarios deamenaza de inundaciónasociado aldesbordamiento delcanal oriental para TR de10, 20, 50 y 100 años.
• Lagunas del Pondaje yCharco Azul estánrecuperadas con unacapacidad dealmacenamiento de640.000 m3
Amenaza Inundación Sistema de Drenaje Pluvial Oriental
ANALISIS DE AMENAZA POR DEFICIENCIAS SISTEMATR: 50 AÑOS
Amenaza Inundación Sistema de Drenaje Pluvial Oriental
RESULTADOS
Periodo de retorno (años)
Volumen Total de agua que es
transportado por el sistema de drenaje
Oriental (m3)
Volumen de agua que se
desborda (m3)
Área inundación
(m2)
Tirante (m)Tiempo de la inundación
(horas)Mín. Max.
10 1 671 360 70 063 2 067 615 0,1 1,7 5,0
20 1 863 240 88 444 2 560 874 0,02 1,9 5,7
50 2 144 160 113 405 3 167 758 0,01 2 6,0
100 2 378 640 133 334 3 964 420 0,01 2,3 6,7
El sistema actual de drenaje de la zona oriental de Cali es insuficiente para TR
mayores de 5 años
Registro histórico: Recurrencia anual y semestral.
Metodología Inundación Sistema de Drenaje Pluvial Oriental
ANALISIS DE ELEMENTOS EXPUESTOS Y VULNERABILIDAD
EscenarioManzanas residenciales
expuestasValor de contenidos
(pesos)
Tr10 362 $ 90 935 916 731
Tr20 445 $ 1,26676E+11
Tr50 506 $ 1,48162E+11
Tr100 653 $ 2,10792E+11
Históricamente la mayoría de las pérdidas por inundaciones del sistema de drenajepluvial han estado asociadas a daños en los contenidos de las viviendas por lo que secentró en el análisis de vulnerabilidad de este sistema y aplicó la función devulnerabilidad en contenidos, usada en el informe de escenarios de riesgos para lavaloración de los daños por inundación asociada al desbordamiento del río Cauca sobreel dique..
Medidas de Reducción Riesgo: Río Cauca y Tributarios
Análisis Vulnerabilidad frente Inundaciones
MANZANA RESIDENCIAL - TR 50 AÑOS
Análisis Riesgo Inundación Sistema de Drenaje Pluvial Oriental
Estimación de Pérdidas: Poca duración (horas) de inundación asociada a ladeficiencia del sistema de drenaje, en comparación con una inundación asociada adesbordamiento del río Cauca (meses), se estimaron solo aquellas pérdidas quepueden generan costos directos, (costo de reposición de los contenidos por tipo deestrato de las viviendas que pueden resultar afectados) para cada uno de losperiodos de retorno.
Escenario Perdidas en los contenidos (pesos)
Tr10 $ 62.796.360.021
Tr20 $ 71.090.313.325
Tr50 $ 74.229.276.226
Tr100 $ 1,21747E+11
Medidas Reducción Riesgo-Sistema de Drenaje Pluvial Oriental
Variables del modelamientoVolumen
desbordado (m3)
Porcentajedesbordado
Medida mitigación para controlar
desbordamiento
Porcentaje Volumen
controlado
Duración de la obra
Costo estimado
OPCIÓN 1Pondajes actuales recuperados
(640.000 m3) 113.405 100%
Solo muros laterales de 2km x 2 m
100% 8 meses $4.237.777.250
OPCIÓN 2Pondajes actuales recuperados
(640.000 m3) + Bombeo 20 m3/s97.210 86%
Solo bombeo de 20 m3/s
14% 22 meses $34.396.626.710
OPCIÓN 3
Pondajes actuales recuperados (640.000 m3) + desvío y
almacenamiento de parte del caudal de canal oriental
superior
35.307 31%
Solo almacenamiento libre de 515.040 m3
69% 18 meses $36.607.180.890
OPCIÓN 4
Pondajes actuales recuperados (640.000 m3) + desvío y
almacenamiento de parte del caudal de canal oriental
superior + Bombeo 20 m3/s
1.801 2%
Almacenamiento libre de 515.040 m3+ bombeo 20 m3/s + canal de 600 m.
100% 24 meses $66.766.030.350
OPCIÓN 5
Pondajes actuales recuperados (640.000 m3) + desvío y
almacenamiento de parte del caudal de canal oriental
superior + Bombeo 30 m3/s
Sin desbordeSin
desborde
Almacenamiento libre de 515.040 m3+ bombeo 30 m3/s
100% 24 meses $84.766.030.350
COSTOS ALTERNATIVAS DE DRENAJE
Asentamientos Humanos de Desarrollo Incompleto sobre el Jarillón y El Pondaje
Estación Bombeo Paso
del Comercio
Planta Tratamiento Aguas Residuales -
PTAR
Planta Tratamiento Agua Potable -
PATP
Fuente: IGAC
Laguna Pondaje Fase II y Fase III
Sistema Drenaje Pluvial Oriental
• 17 kms del Jarillón deAguablanca
• 2 kms del Rio Cali.• 7 kms Canal
Interceptor Sur.
ALCANCE DEL PROYECTO
Reducción de la Amenaza por inundación río Cauca y
tributarios Refuerzo
Realce
Columnas Grava
Gráficos tomados Diario El PaísMarzo 15 de 2015
Periodo retorno inundación : 100 años
Periodo retorno inundación : 500 años
• Llenado de cavernas deHormiga arriera en variostramos del Jarillón.
• Diseños para Reforzamiento de 26 Km de Jarillón.
• Estudio de riesgo porinundaciones para lasáreas vecinas al proyecto.
Elevación crestadel Jarillón
Barreracontinua
Columnas de grava
REDUCCIÓN DE AMENAZA DE INUNDACIÓN POR DESBORDAMIENTO DEL RÍO CAUCA
Reducción de Amenaza por inundación por
deficiencias Sistema de Drenaje Oriental
Situación actual Situación deseada-
REDUCCIÓN DE AMENAZA POR DEFICIENCIA DEL SISTEMA DE DRENAJE
Se reforzará y ampliará el sistema de manejo deaguas lluvias del Anillo Oriental de la ciudad.
Ya se inició la Recuperación De La CapacidadHidráulica en la laguna del Pondaje
REDUCCIÓN DE AMENAZA POR DEFICIENCIA DEL SISTEMA DE DRENAJE
Refuerzo de la Infraestructura
Vital existente sobre El Jarillón:
• Obra Estación de Bombeo Pasodel Comercio – En ejecución.
• Diseños para obra PTARCañaveralejo.
• Diseños para obra PTAP PuertoMallarino. e drenaje oriental dela ciudad – En ejecución.
REDUCCIÓN DE LA VULNERABILIDAD DE LA INFRAESTRUCTURA DE SERVICIOS
Se Reasentarán más de 7.000familias, en condición de riesgo nomitigable por inundación.
Ya hay 1.130 hogares reubicadosen los proyectos habitacionalesLlanoverde, Potrero grande y RioCauca
REDUCCIÓN DE LA VULNERABILIDAD FISICA Y SOCIAL
4.COMPONENTE
REDUCCION DE LA VULNERABILIDAD SOCIAL-Acompañamiento Social
Reubicación de las familias yGarantía de liberación de terrenos para evitar la doble ocupación
BASE DE DATOS BENEFICIARIOS REASENTAMIENTO
6
2 5
4 3
1
NOTA: El sector 7 corresponde a obras deprotección de orilla del Río Cauca, las cualesno implican reasentamiento de familias.
DISTRIBUCIÓN DE LOS SECTORES DE INTERVENCIÓN SOBRE EL JARILLÓN
ANTESDESPUÉS
DURANTE
Escrituración yentrega de viviendas.
Recuperación desuelos ydesarrollo deprogramas defortalecimiento del tejido social, cultura deprevencióndel riesgo y reactivación Económica.
Identificación de lapoblación a intervenir,sensibilización ygeneración deacuerdos con lacomunidad para elproceso dereasentamiento defamilias y unidades denegocio.
Acompañamiento yseguimiento a losprocesos sociales,económicos y deriesgo, ejecutadosen las fasesanteriores.
FASES REASETAMIENTO POR RIESGO NO MITIGABLE
Cultura y gestión de
Riesgo
Fortalecimiento Social
Fortalecimiento Socioeconómico
Mitigación de efectos sociales
y socioeconómicos
Reasentamiento por Riesgo No Mitigable
Antes
Después
Reasentamiento por Riesgo No Mitigable
Entrega
Demolición Retiro Servicios
Trasteos
Acompañamiento Entrega VIP Boletines mensuales de avance
del proyecto. Videos sobre las familias
reasentadas y obras .
• Actividades de integracióncomunitaria y construcción deManuales de Convivencia.
• Concursos para promover laarmonía del entorno,construcción de buenasrelaciones y construcción deCiudadanía.
DIVULGACIÓN
Plan de Ordenamiento Territorial -Acuerdo 373 de 2014
Artículo 43: Zonas de Amenaza Mitigable por inundaciones del Río Cauca: Son las zonasinundables para el TR=500años ubicadas al occidente del dique protección, ya que mediante el realcede la corona y el reforzamiento de la estructura del jarillón, que se ejecutaran en el corto plazo, esposible mitigar la amenaza.
Suelos de Protección por Amenazas y Riesgos no Mitigables
Artículo 33: Zonas de Amenaza No Mitigable por inundaciones del Río Cauca: Son los terrenosubicados entre el dique y la orilla izquierda del río Cauca, desde la desembocadura del canalInterceptor Sur hasta la desembocadura del río Cali.Artículo 35: Zonas de Amenaza No Mitigable por inundaciones de los afluentes del RíoCauca: Son los terrenos ubicados entre los diques marginales del Canal Interceptor Sur, desde laintersección de la Calle 25 y la Cra 50 hasta su desembocadura, y del río Cali, desde la calle 70 nortehasta su desembocadura, incluyendo la estructura completa de dichos diques.Artículo 34: Manejo de las zonas de Amenaza no Mitigable: las viviendas existentes en la zonade amenaza no mitigable…..deberán ser relocalizadas
INTERVENCIÓN INTEGRAL PARA PROTEGER LOS HABITANTES DE AGUABLANCA Y SUS ALREDEDORES
• 900.000 habitantes en alto riesgo inundación
• Presupuesto $823.000 Millones de pesos
• 2.500.000 habitantes Cali sin servicio agua.
• 7 Billones perdidas directas
