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MODELOS LLUVIA-ESCURRIMIENTO DE LOS RÍOS HUIXTLA,
HUEHUETÁN Y COATÁN EN LA COSTA DE CHIAPAS
Laura A. Ibáñez Castillo
Raúl Hernández Saucedo
Samuel Pérez Nieto
Noviembre 2007
En septiembre de 1998 y recientemente
en octubre de 2005, con la presencia del
huracán STÁN las áreas costeras de
Chiapas resultaron seriamente afectadas
por las inundaciones provocadas por el
desbordamiento de los ríos, causando
pérdida de vidas humanas y cuantiosos
daños materiales.
Las inundaciones afectaron
tanto a poblaciones urbanas
como rurales, y desde
luego, a la agricultura y
ganadería.
Entre los ríos que
destacaron por la
problemática de
inundaciones y arrastre de
sedimentos están los ríos
Huixtla, Huehuetán y
Coatán.
Experiencias en otros países, como los
Estados Unidos Americanos (EUA), han
demostrado que es posible prevenir y
manejar mejor las inundaciones, reduciendo
considerablemente las pérdidas humanas y
materiales.
En EUA se han realizado la prevención de
inundaciones, apoyado en la modelación
hidrológica e hidráulica de las avenidas de
sus ríos, para lo cual ha desarrollado
paquetes de cómputo electrónico como el
HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center -
Hydrologic Modelling System) y el HEC-RAS
(Hydrologic Engineering Center - River
Analysis System).
Los modelos hidrológico e hidráulico (HEC-HMS y HEC-RAS,
respectivamente) son herramientas que permiten realizar las siguientes
acciones, todas ellas tendientes a prevenir los efectos negativos de las
inundaciones:
1. Definir zonas de riesgo de inundación,
2. Evaluar los efectos de cambio de uso de suelo sobre las avenidas
extremas,
3. Evaluar la efectividad de medidas estructurales tales como bordos
para proteger de las inundaciones, y,
4. Constituir herramientas valiosas en la creación de un sistema de
alerta de inundaciones.
HMS: Hydrological Model System
RAS: River Analysis System
Efecto en los escurrimientos ante un cambio de
uso de suelo
Hidrograma de escurrimiento del área de influencia de la estación Esperanza.
Hidrograma de escurrimiento del área de influencia de la estación San Lorenzo.
Valera, 2006
Hidrograma de escurrimiento a lasalida de microcuenca.
Hidrograma de escurrimiento en la zona inundable.
OBJETIVO GENERAL
Valorar el impacto de los cambios de uso del suelo en el
comportamiento hidrológico de las cuenca de los ríos Huixtla,
Huehuetán y Coatán de la Costa del estado de Chiapas.
OBJETIVOS SECUNDARIOS
Estimar la magnitud de la avenida a la salida de las cuenca de los ríos
Huixtla, Huehuetán y Coatán con el paso del huracán Stán ocurrido
en octubre de 2005.
Construir un modelo lluvia-escurrimiento que sirva de base para en
un futuro cercano construir un sistema de alerta de inundaciones en
tiempo real.
Material Cartográfico: Topográfico (1; 50,000),
Edafológico, Usos de Suelo
Programas de Cómputo: ArcView, Geo-HMS, Spatial
Analyst, Idrisi Kilimanjaro, CartaLinx, HEC-HMS
Bases de Datos: BANDAS
Imágenes de Satélite Landsat 4: Febrero de 1990 con
resolución espacial de 28.5 metros
Imágenes de Satélite SPOT Febrero de 2005 con
resolución espacial 10 metros
Pluviogramas huracán STAN
MATERIALES
MÉTODOS
Delimitación de la cuenca del Río Huehuetán y de las
subcuencas que la conforman: Geo-HMS, Spatial
Analyst
Construcción del hietograma de la tormenta
Clasificación de usos del suelo entre los años 1990 y
2005. ArcView, IDRISI, CartaLinx
Construcción del modelo de simulación hidrológica
para la estimación de escurrimientos superficiales:
HEC-HMS
RECONOCIMIENTO Y DEFINICIÓN DE LAS ÁREAS DE ESTUDIO
En gabinete de definieron los límites de las cuencas
1 : 50000
DELIMITACIÓN DE LA CUENCA
15
DELIMITACIÓN DE LAS CUENCAS(no llegan hasta el mar por limitaciones del software)
CUENCA DEL R. HUIXTLA: definida hasta Huixtla (355 Km2)
CUENCA DEL R. HUEHUETÁN: definida hasta Estación HUehuetán (320 Km2)
CUENCA DEL R. COATAN: Incluye parte Guatemalteca, y definida hasta la “Perla del Sononusco”, aguas abajo de Tapachula (462 Km2)
Pluviografo-Pluviograma
LA HUELLA DEL HURACAN STAN EN
HUEHUETAN, CHIAPAS (OCT 4 2005)
21
HIETOGRAMAS PARA RIO HUIXTLA Y RIO COATAN
Dado que no se tenían pluviogramas para estas cuencas, se tomaron las precipitaciones en 24 horas y se distribuyeron de acuerdo a los patrones de distribución de la tormenta en la cuenca del R. Huehuetan que si conto con pluviografos en Finca Argovia y en Campo UNACH (28 Septiembre-7 Octubre)
Clases de uso del suelo para las cuencas en estudio
CATEGORÍAS DE USO DEL SUELO CLASIFICADAS EN LA CUENCAS DE ESTUDIO
USO 1990 USO 2005
GRUPO HIDROLÓGICO DE LOS SUELOS
+
ASIGNACIÓN DE NÚMEROS DE CURVA
CALCULO DE ESCURRIMIENTOS, SCS.
Sistema métrico
32.202032
08.5508
2
CNP
CNP
PLesc e
Pe = Lámina exceso de lluvia o lámina
escurrida en cm
P = Lámina precipitada acumulada en cm
CN = Número de curva (de tablas)
PRECIPITA = ESCURRE + PÉRDIDAS
27
Hidrogramas Unitarios Sintéticos
Chow
SCS (triangular y curvilíneo)
Snyder
Clark
28
H.U. Sintético Triangular del SCS
Duration of
excess
precipitation.
Tiempo de retraso, tr
Tiempo al pico, tp
Tiempo base, tb
H.U. SCS gasto pico
A Partir de la geometría de la figura y con la debida conversión de unidades:
m3/s/mmen unitario pico gasto q
horasen base tiempot
kmen cuenca la de area A
)1(,555.0
p
b
2
b
cp
t
Aq
H.U. SCS tiempos
TIEMPO BASE, tb TIEMPO AL PICO, tp TIEMPO DE RETRASO Ó LAG-TIME, tr
DURACIÓN EFECTIVA DE LA LLUVIA, de
TIEMPO DE CONCENTRACIÓN, tc
H.U. SCS tiempos
)5(1333.0
)4(6.0
:Mockus a acuerdo De
)3( 2
:figura la a acuerdo De
)2(67.2
:s)hidrograma de (analisis Mockus a acuerdo De
ce
cr
re
p
pb
td
tt
td
t
tt
H.U Triangular Del SCS
curva numero CN %;en cuenca de promedio pendienteY
path) flow(longest men ppal. cauce del Longitud L
)8(
91000
0203.0
:SCS (minutos),ión concentrac de tiempode empírica formula la Y
)7(208.0
:como oreformuladser puede , estimado vezUna
)6(3
2
:(3)en (5)y (4) dosustituyen tantoloPor
5.0
7.0
8.0
Y
CNL
t
t
Aq
qt
tt
c
p
cp
pp
cp
33
SCS
SCS Dimensionless UHG Features
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
T/Tpeak
Q/Q
pe
ak
Flow ratios
Cum. Mass
USO URBANO%
DE
PERMEABILIDAD
GRUPO HIDROLÓGICO
DEL SUELO
Areas abiertas, parques, césped, campos de Golf,
cementerios, etcA B C D
Optimas condiciones: cobertura de pastos en 75% del
área o más39 61 74 80
Condiciones aceptables, cobertura de pastos de 50 a
75% del área49 69 79 84
Condición pobre: cobertura de pastos menor del 50%
del área68 79 86 89
Parqueaderos pavimentados, techos, accesos, etc, 98 98 98 98
Calles y carreteras 98 98 98 98
Grava 76 85 89 91
Tierra 72 82 87 89
Pavimentados con cunetas y alcantarillados 83 89 92 93
Areas empresariales y comerciales 85 89 92 94 95
Distritos industriales 72 81 88 91 93
Hileras de casas, poblados y áreas residenciales con
tamaño de 1/8 de acre o menos65 77 85 90 92
Residencial: Tamaño promedio del lote
¼ de acre 38 61 75 83 87
1/3 de acre 30 57 72 81 86
½ de acre 25 54 70 80 85
1 acre 20 51 68 79 84
2 acre 12 46 65 77 82
Desarrollo de áreas urbanas (vegetación establecida)
áreas recientemente clasificadas77 86 91 94
CoberturaCondición
HidrológicaGrupo Hidrológico del Suelo
Uso del suelo Tratamiento o práctica A B C D
Suelo agrícola
cultivado
Barbecho
Surcos rectos 77 86 91 94
Labranza de conservación Pobre 76 85 90 93
Labranza de conservación Buena 74 83 88 90
Cultivos en línea
Surcos continuos Pobre 72 81 88 91
Surcos continuos Buena 67 78 85 89
Labranza de conservación Pobre 71 80 87 90
Labranza de conservación Buena 64 75 82 85
Contorneado Pobre 70 79 84 88
Contorneado Buena 65 75 82 86
Contorneado y
conservaciónPobre 69 78 83 87
Contorneado y
conservaciónBuena 64 74 81 85
Contorneado y terrazas Pobre 66 74 80 82
Contorneado y terrazas Buena 62 71 78 81
Contorneado y terrazas Pobre 65 73 79 81
Cultivos de conservación Buena 61 70 77 80
Granos pequeños
Surcos continuos Pobre 65 76 84 88
Surcos continuos Buena 63 75 83 87
Cultivos de conservación Pobre 64 75 83 86
Cultivos de conservación Buena 60 72 80 84
Contorneado Pobre 63 74 82 85
Contorneado Buena 61 73 81 84
Contorneado y
conservaciónPobre 62 73 81 84
Cultivos Buena 60 72 80 83
Contorneado y terrazas Pobre 61 72 79 82
Contorneado y terrazas Buena 59 70 78 81
Contorneado y terrazas Pobre 60 71 78 81
Y cultivos de conservación Buena 58 69 77 80
Leguminosas
praderas con
rotación de cultivos
Surcos rectos Pobre 66 77 85 89
Surcos rectos Buena 58 72 81 85
Contorneo Pobre 64 75 83 85
Contorneo Buena 55 69 78 83
Contorneado y terrazas Pobre 66 73 80 83
Contorneado y terrazas Buena 51 67 76 80
Tierra agrícola no
cultivada, áreas de
pastoreo
Tratamiento no mecanizado Pobre 68 79 86 89
Tratamiento no mecanizado Media 49 69 79 84
Tratamiento no mecanizado Buena 39 61 74 80
Contorneado Pobre 47 67 81 88
Contorneado Media 25 59 75 83
Contorneado Buena 6 35 70 79
Pradera permanente - 30 58 71 78
Tierra forestales, césped o
huertos
siempre verdes o deciduos
Pobre 55 73 82 86
Media 44 65 76 82
Buena 32 58 72 79
Matorral Pobre 48 67 77 83
Buena 20 48 65 73
Bosque
Pobre 45 66 77 83
Media 36 60 73 79
Buena 25 55 70 77
Granjas - 59 74 82 86
Bosques – Pastos Pobre 79 86 92
HerbáceasMedia 71 80 89
Buena 61 74 84
Robles - álamos
Pobre 65 74
Media 47 57
Buena 30 41
Juniperus-pastos
Pobre 72 83
Media 58 73
Buena 41 61
Salvia - pastos
Pobre 67 80
Media 50 63
Buena 35 48
Instalación del Equipo Pivote CentralTransito de avenidas
Método de Muskingum
LK v5.1
K es una constante llamada parámetro de almacenamiento
x es un factor de peso que expresa la influencia relativa de las entradas y las
salidas del almacenamiento en el tramo.
x varía entre 0.0 y 0.5. Para cauces
naturales se recomienda x=0.2
Aparicio, 2004
ω es la velocidad promedio del pico de la avenida
L es la longitud del tramo de cauce
CONSTRUCCIÓN DEL PROYECTO PARA HEC-HMS
PROYECTO HEC-HMS
MODELO DE CUENCA
Pérdidas Transformación
Tránsito de Avenidas
en Cauces Naturales
ESTACIÓN COORDENADAS DURACIÓN DEL EVENTO
X Y
Finca Argovia 575159 565061
28-Septiembre-2005 (13:20 h)
al
06-Octubre-2005 (21:50 h)
Campo UNACH 1672366 1659435
03-Octubre-2005 (13:20 h)
al
06-Octubre-2005 (22:20 h)
MODELO METEOROLÓGICO
R E S U L T A D O S
SUBCUENCAS DELIMITADAS
RIO HUEHUETAN
SUBCUENCAS DELIMITADAS
RIO HUIXTLA (25 SUBCUENCAS)
Instalación del Equipo Pivote CentralSUBCUENCAS DELIMITADAS
RIO COATAN (31 SUBCUECAS)
CLAVE DESCRIPCIÓN FEBRERO DE 1990 FEBRERO DE 2005 TENDENCIA
Superficie
(ha)%
Superficie
(ha)%
BP Bosque de pino 625.59 1.958 622.44 1.947 Permanecer
BPQ Bosque de pino-encino 1353.33 4.235 2072.42 6.483 Aumentar
BQP Bosque de encino-pino 4064.58 12.719 2875.39 8.995 Disminuir
SMC/VS
Selva mediana
caducifolia con
vegetación secundaria
12091.50 37.838 9163.57 28.667 Disminuir
PAST-RAS Pastizal rasante 2647.53 8.285 6852.91 21.438 Aumentar
S-DESN Suelos desnudos 1073.34 3.359 61.19 0.191 Disminuir
UA-SDESC
Suelos en descanso con
alguna cobertura 920.16 2.879 1635.74 5.117Aumentar
UA-CP
Uso agrícola-cultivos
permanentes (mango,
caña, café) 7491.60 23.443 7419.25 23.210
Permanecer
AUyPOB Areas urbanas y pobladas 130.59 0.409 642.84 2.011 Aumentar
USOS DE SUELO-RIO HUEHUETÁN
Instalación del Equipo Pivote CentralUSOS DE SUELO-RIO COATAN
USOS DE SUELO-RIO HUIXTLA
Resultados del análisis de suelos de los sitios de la Cuenca Huixtla
Resultados del análisis de suelos de los sitios de la Cuenca Huehuetán
Resultados del análisis de suelos de los sitios de la Cuenca Coatán
I D USO 1990 % USO 2005 % OBSERVACIONES
SC1
BQP
BPQ
BP
44
21
10
BQP
BPQ
PAST-RAS
30
29
16
Permanencia de zonas boscosas
SC2
BQP
BPQ
BP
52
29
14
BQP
BPQ
BP
37
35
11
Permanencia de zonas boscosas
SC3
BQP
BPQ
BP
50
21
15
BPQ
BQP
PAST-RAS
33
30
10
Permanencia de zonas boscosas
SC4
BQP
BPQ
BP
51
35
7
BPQ
BP
BQP
30
33
18
Permanencia de zonas boscosas
SC5
SMC/VS
BQP
UA-CP
39
25
16
UA-CP
PAST-RAS
SMC/VS
36
20
18
Aumento y/o mejoramiento de
la condición agrícola
SC6
SMC/VS
BQP
UA-CP
33
27
14
UA-CP
PAST-RAS
SMC/VS
34
24
19
Aumento y/o mejoramiento de
la condición agrícola
SC7
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
42
37
9
UA-CP
SMC/VS
PAST-RAS
46
31
14
Aumento y/o mejoramiento de
la condición agrícola
SC8
SMC/VS
BQP
UA-CP
37
33
17
UA-CP
SMC/VS
BQP
32
29
14
Aumento y/o mejoramiento de
la condición agrícola
SC9
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
42
29
11
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
40
33
14
Permanencia de los matorrales y
vegetación secundaria
SC10
SMC/VS
BQP
UA-CP
36
29
18
UA-CP
SMC/VS
BQP
37
26
13
Aumento y/o mejoramiento de
la condición agrícola
USOS DE SUELO-RIO HUEHUETÁN
POR SUBCUENCA
SC11
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
59
25
7
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
39
38
11
Permanencia de los matorrales y vegetación
secundaria
SC12
SMC/VS
UA-CP
BQP
51
25
11
UA-CP
SMC/VS
BQP
39
31
12
Aumento y/o mejoramiento de la condición
agrícola
SC13
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
56
30
5
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
54
27
13
Permanencia de los matorrales y vegetación
secundaria
SC14
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
65
21
5
SMC/VS
PAST-RAS
UA-CP
64
16
13
Permanencia de los matorrales y vegetación
secundaria
SC15
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
42
26
11
SMC/VS
PAST-RAS
UA-CP
40
30
9
Permanencia de los matorrales y vegetación
secundaria
SC16
UA-CP
UA-SDESC
PAST-RAS
35
29
22
PAST-RAS
UA-SDESC
AUyPOB
40
40
8
Aumento de pastizales
SC17
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
43
33
14
PAST-RAS
SMC/VS
UA-CP
43
37
7
Aumento de pastizales
SC18
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
53
30
9
SMC/VS
PAST-RAS
UA-CP
43
26
21
Permanencia de los matorrales y vegetación
secundaria
SC19
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
41
31
13
PAST-RAS
SMC/VS
UA-SDESC
53
26
10
Aumento de pastizales
SC20
UA-SDESC
UA-CP
PAST-RAS
31
27
26
UA-SDESC
PAST-RAS
AUyPOB
41
40
7
Aumento de pastizales
SC21
PAST-RAS
UA-CP
UA-SDESC
33
28
19
UA-SDESC
PAST-RAS
AUyPOB
45
41
3
Disminución de las zonas agrícolas por
crecimiento de las urbanas
SC22
UA-CP
PAST-RAS
UA-SDESC
48
26
13
PAST-RAS
UA-SDESC
AUyPOB
45
36
6
Disminución de las zonas agrícolas por
crecimiento de las urbanas
SC23
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
50
29
11
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
39
30
20
Permanencia de los matorrales y vegetación
secundaria
SC24
SMC/VS
UA-CP
PAST-RAS
45
34
12
PAST-RAS
SMC/VS
UA-CP
32
30
27
Permanencia de los matorrales y vegetación
secundaria
SC25
UA-SDESC
UA-CP
S-DESN
43
15
11
AUyPOB
UA-SDESC
PAST-RAS
29
27
23
Disminución de las zonas agrícolas por
crecimiento de las urbanas
CLASES DE USO DEL SUELO Y VALORES DE NÚMERO DE CURVA
USO DEL
SUELO
CORRESPONDENCIA
CON EL SCS
CONDICIÓN
HIDROLÓGICA
TIPO
HIDROLÓGICO
A B C
BPBosque o selva
BuenaRegularPobre
303645
486066
657377
BPQBosque
o selva
Buena
Regular
Pobre
30
36
45
48
60
66
65
73
77
BQPBosque
o selva
Buena
Regular
Pobre
30
36
45
48
60
66
65
73
77
SMC / CPBosque
o selva
Buena
Regular
Pobre
30
36
45
48
60
66
65
73
77
PAST-RAS
Tierra agrícola
no cultivada,
áreas de
pastoreo
Tratamiento
no
mecanizado
Buena
Regular
Pobre
68
49
39
79
69
61
86
79
74
S-DESN Suelos desnudos ---- 77 86 91
UA-SDESCTierra agrícola
no cultivada
Pobre
Media
Buena
68
49
39
79
69
61
86
79
74
UA-CP Tierras forestales
Buena
Regular
Pobre
32
44
55
58
65
73
72
76
82
AUyPOB Uso urbano
Buena
Regular
Pobre
39
49
68
61
69
79
74
79
86
VC Carreteras y caminosTerracería
Pavimento
72
83
82
89
87
92
C- AGUA Cuerpos de agua Ninguna 92 92 92
ID NOMBREAREA
(km2)
1 9 9 0 2 0 0 5
NCTiempo de retraso
(min)
K(h)
NCTiempo retraso
(min)
K(h)
SC1 R. Cuilco - El Naranjo 12.99 82 30.86 0.12 81 31.23 0.12
SC2 R. Cuilco - Dos Hermanas 14.60 80 35.65 0.44 80 35.71 0.44
SC3 R. Cuilco - Flor El Naranjo 7.59 81 31.79 0.05 81 31.46 0.05
SC4 R. La Joya - El Mirador 8.84 80 22.49 0.13 81 22.13 0.12
SC5 R. La Joya – Sandino 23.95 82 47.10 1.05 82 47.21 1.05
SC6 R. La Joya – Chanjul 9.67 82 36.92 0.80 83 36.76 0.80
SC7 R. Cuilco – Zaragoza 5.04 84 23.12 0.54 83 23.85 0.56
SC8 Santa Rosalia 8.09 82 44.05 0.21 81 44.54 0.21
SC9 Finca Argovia 0.88 84 15.87 0.19 83 16.51 0.20
SC10 R. Cuilco - Las Maravillas 14.13 82 40.65 0.50 81 41.52 0.51
SC11 R. Cuilco - San Francisco 14.39 82 65.91 0.52 82 66.70 0.53
SC12 R. Escocia - Las Chicharras 23.36 90 53.88 0.76 90 54.43 0.76
SC13 R. Escocia - Fracc. Santa Rita 17.48 58 97.80 2.16 57 102.34 2.26
SC14 R. Tepacalapa -R. Nejapa 4.29 58 50.24 1.14 56 52.08 1.18
SC15 R. Escocia – Zaragoza 23.28 91 63.84 1.51 92 61.23 1.45
SC16 R. Huehuetán 13.93 87 65.75 1.11 89 60.46 1.02
SC17 R. Chalón 7.94 90 49.56 0.14 91 47.86 0.13
SC18 R. Santo Domingo 25.83 90 80.67 1.35 90 80.31 1.35
SC19 Estación Huehuetán 7.73 90 47.45 0.25 91 44.98 0.23
SC20 R. Nejapa - Cantón Nejapa 2.99 88 31.27 0.47 90 29.53 0.44
SC21 R. Chalito 0.25 88 10.18 0.17 90 9.41 0.15
SC22 Belisario Domínguez 1.37 86 23.33 0.49 89 20.99 0.44
SC23 R. Chalón - El Tivoli 26.75 90 83.32 1.35 90 83.39 1.35
SC24 R. Nejapa - R. Caracol 43.07 90 98.12 2.06 90 96.81 2.04
SC25 R. Nejapa 2.29 91 28.93 0.47 92 27.68 0.45
PARÁMETROS INTRODUCIDOS EN HEC-HMS-RIO HUEHUETAN
RIO COATAN
Valores del Número de Curva
IDENTIFICACIÓN ÁREA NC 1990 NC 2005NC
CLAVE NOMBRE (km2) NC2 NC2s NC3s NC2 NC2s NC3s
SC1 Río Chevolcán 8.446 71 76 95 79 83 97 2
SC2 Río Agua Fría 9.488 72 77 95 81 85 97 2
SC3 Tolimán Uno (Nuevo milenio) 2.609 72 77 95 80 84 97 2
SC4 24 de Febrero 11.872 36 42 75 42 49 80 6
SC5 Río Concepción 24.422 57 63 89 66 72 93 4
SC6 Sala Nueva 5.858 58 64 90 66 71 93 3
SC7 El Pozolero 7.600 57 63 89 64 70 92 3
SC8 Río Etzumú (Llano grande) 54.567 71 76 95 77 81 96 1
SC9 Río Ecumú-Justo Sierra 17.899 57 64 90 66 72 93 4
SC10 La Libertad 2.208 72 77 95 76 81 96 1
SC11 San Lucas 13.041 71 76 95 76 80 96 1
SC12 Río Checulé Alto (Nva. Esperancita) 13.383 57 63 89 64 69 92 3
SC13 Las Perlas 12.775 58 64 90 60 66 91 1
SC14 Belisario Domínguez 47.680 57 64 90 63 69 92 2
SC15 Río Huixtla (Parral) 0.061 65 71 93 70 75 94 1
SC16 Río Blanco 15.760 56 63 89 61 67 91 2
SC17 Río Pedregoso 10.542 72 77 95 74 78 95 0
SC18 Chapingo 11.924 72 77 95 75 80 96 1
SC19 Río El Cangrejero 9.692 36 42 75 39 46 78 3
SC20 Río Huixtla (Vado Ancho) 3.021 46 53 83 47 53 83 0
SC21 31 de Diciembre (El tarral) 9.742 57 64 90 61 67 91 2
SC22 Río Negro (Bremen) 36.490 57 64 90 61 67 91 2
SC23 La Lucha (Cementerio) 1.741 39 46 78 43 50 81 3
Promedios de los números de curva paras las tres cuencas y para los
años 1990 y 2005
MODELO HMS
RIO HUIXTLA
CONSTRUCCIÓN DEL PROYECTO PARA HEC-HMS
Instalación del Equipo Pivote CentralMODELO HMS
RIO COATAN
ID NOMBRE 1990 2005 DIFERENCIA COMPORTAMIENTO
SC1 R. Cuilco - El Naranjo 196.54 196.02 -0.52 Disminución
SC2 R. Cuilco - Dos Hermanas 215.33 215.33 0 Constante
SC3 R. Cuilco - Flor El Naranjo 113.98 114.47 0.49 Incremento
SC4 R. La Joya - El Mirador 141.69 142.10 0.41 Incremento
SC5 R. La Joya - Sandino 339.35 339.35 0 Constante
SC6 R. La Joya - Chanjul 142.86 143.21 0.35 Incremento
SC7 R. Cuilco - Zaragoza 80.87 79.94 -0.93 Disminución
SC8 Santa Rosalia 116.15 115.32 -0.83 Disminución
SC9 Finca Argovia 15.16 14.94 -0.22 Disminución
SC10 R. Cuilco - Las Maravillas 205.48 204.07 -1.41 Disminución
SC11 R. Cuilco - San Francisco 187.79 187.01 -0.78 Disminución
SC12 R. Escocia - Las Chicharras 325.72 325.72 0 Constante
SC13 R. Escocia - Fracc. Santa Rita 176.65 172.46 -4.19 Disminución
SC14 R. Tepacalapa -R. Nejapa 46.66 43.69 -2.97 Disminución
SC15 R. Escocia - Zaragoza 359.32 368.20 8.88 Incremento
SC16 R. Huehuetán 207.21 218.29 11.08 Incremento
SC17 R. Chalón 134.25 136.97 2.72 Incremento
SC18 R. Santo Domingo 357.89 359.93 2.04 Incremento
SC19 Estación Huehuetán 133.64 136.41 2.77 Incremento
SC20 R. Nejapa - Cantón Nejapa 58.53 59.82 1.29 Incremento
SC21 R. Chalito 6.56 6.72 0.16 Incremento
SC22 Belisario Domínguez 29.00 30.31 1.31 Incremento
SC23 R. Chalón - El Tivoli 366.56 366.56 0 Constante
SC24 R. Nejapa - R. Caracol 544.96 547.77 2.81 Incremento
SC25 R. Nejapa 46.63 47.36 0.73 Incremento
Salida 2566.40 2544.00 -22.4 Disminución
RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN RIO HUEHUETAN
GASTOS EN M3/S
RESULTADOS MODELO COATAN
Escurrimientos de las subcuencas
Escenario 1990
RESULTADOS MODELO COATAN
Escurrimientos de las subcuencas
Escenario 2005
SUBCUENCA ÁREANC
Tr Qmáx Tp qu
CLAVE NOMBRE (km2) (min) (m3/s) (fecha hora) (m3/s km2)
SC1 Che volcán 8.46 97 15.00 80.3 04 Oct 05 0756 9.5
SC2 Agua fría 9.46 97 15.60 89.0 04 Oct 05 0758 9.4
SC3 Nuevo milenio 2.602 97 7.44 27.2 04 Oct 05 0748 10.4
SC4 Concepción 24.419 93 26.16 204.9 04 Oct 05 0810 8.4
SC5 Salanueva 5.884 93 17.28 53.8 04 Oct 05 0758 9.2
SC6 24 de febrero 11.904 80 38.64 88.1 04 Oct 05 0832 7.4
SC7 El pozolero 7.601 92 25.92 63.7 04 Oct 05 0810 8.4
SC8 Justo sierra 17.861 93 25.14 150.9 04 Oct 05 0808 8.5
SC9 La libertad 2.209 96 9.30 22.5 04 Oct 05 0750 10.2
SC10 San lucas 13.05 96 21.60 114.6 04 Oct 05 0804 8.8
SC11 Llano grande 54.549 96 37.08 437.1 04 Oct 05 0830 8.0
SC12 Belisario Domínguez 46.553 92 44.28 358.9 04 Oct 05 0838 7.7
SC13 El parral 0.084 94 3.36 2.5 04 Oct 05 0730 29.3
SC14 Las perlas 13.001 91 23.46 110.8 04 Oct 05 0806 8.5
SC15 Nueva esperancita 13.371 92 28.56 110.1 04 Oct 05 0814 8.2
SC16 Rio blanco 17.38 91 36.24 138.0 04 Oct 05 0828 7.9
SC17 Chapingo 11.713 96 25.86 251.3 04 Oct 05 0746 21.5
SC18 Pedregoso 10.551 95 22.26 91.9 04 Oct 05 0804 8.7
SC19 El tarral 9.774 91 31.74 78.9 04 Oct 05 0820 8.1
SC20 El cangrejero 9.683 78 39.66 70.2 04 Oct 05 0834 7.2
SC21 Vado ancho 2.982 83 22.32 62.4 04 Oct 05 0744 20.9
SC22 Cementerio 1.739 81 17.94 37.9 04 Oct 05 0740 21.8
SC23 801 Nueva Tenocht. 2.642 80 26.04 51.3 04 Oct 05 0748 19.4
Resumen de los resultados de las simulación con el
HEC-HMS para las tres cuencas para 1990 y 2005
Hidrograma generado con la simulación con el HEC-
HMS a la salida de la cuenca Huixtla
1990 2005
Hidrograma generado con la simulación con el HEC-
HMS a la salida de la cuenca Huehuetán
1990 2005
Hidrograma generado con la simulación con el HEC-
HMS a la salida de la cuenca Coatán
1990 2005
ESCURRIMIENTOS A LA SALIDA
RIO HUEHUETAN
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
13:20 01:50 14:20 02:50 15:20 03:50 16:20 04:50 17:20 05:50 18:20 06:50 19:20 07:50 20:20 08:50 21:20
Q (
m3/s
)
1990
2005
Se realizó un analísis estadistico para demostrar si existendiferencias significativas entre los escenarios analizados de uso desuelo de 1990 y 2005.
Prueba t de student
Comparar medias de dos poblaciones
Previa comparación de que las varianzas son iguales
Nivel de significancia: 0.05
Análisis Estadístico
C O N C L U S I O N E S
No se encontraron diferencias significativas entre los escurrimientos bajo
el uso de suelo de 1990 y bajo el uso de suelo del 2005 en las cuencas de los
ríos Huixtla, Huehuetán y Coatan, ambas bajo la misma tormenta. Las
posibles razones son tres: (a) efectivamente no ha habido cambios de uso
de suelo sustanciales, (b) la resolución de las imágenes de satelite
LANDSAT 1990 y SPOT 2005 son diferentes lo cual no permitió detectar
cambios y, © el coeficiente llamado número de curva (NC) y que está
involucrado en varios cálculos necesita una tabla más amplia para elegir
valores para diversos tipos de uso de suelo.
Los gastos picos a la salida de cada uno de los tres ríos durante la
tormenta tropical STAN de Octubre del 2005 fueron:
• Rio Huixtla, 2147 m3/s (el histórico está registrado en 1963 con
702 m3/s)
• Rio Huehuetán, 2544 m3/s (el histórico está registrado en 1994
con 1032 m3/s)
• Rio Coatán, 2795 m3/s (el histórico está registrado en 1973 con
1327 m3/s)
C O N C L U S I O N E S
No se aforaron las avenidas de 1998 ni la del 2005. No se afora desde
1996.
No se realizó la calibración de los modelo hidrológico por no contar
con datos de aforo a la salida de la cuencas para el año 2005. Y no se
calibró el de 1990 por no tener pluviogramas de 1990.
Revisar los usos de suelo interpretados en las imágenes de satélite.
Calibrar los modelos, poniendo especial énfasis a los parámetros de
número de curva y de tránsito de avenidas en cauces.
Utilizar los modelos hidrológicos aquí generados, pero ahora con una
tormenta sintética (duración de 24 horas y periodo de retorno de 100 años)
para definir las zonas inundables de acuerdo a los criterios de Estados
Unidos. Esto requerirá simular el flujo permanente en el río con software
como el HEC-RAS.
Establecer pluviografos o estaciones automatizadas en las partes medias y
altas de las cuencas de los ríos Coatán y Huixtla. Actualmente solo hay
pluviografo en la cuenca del R. Coatan, en Tapachula.
No se afora desde 1996, por lo que es conveniente restablecer los aforos.
RECOMENDACIONES
Se recomienda preparar el modelo en HEC-HMS para que reciba
información de precipitación de estaciones automatizadas para finalmente
implementar un sistema de alerta en tiempo real. La Cuenca del R.
Huehuetán cuenta con pluviografos y su automatización está en vías de
establecimiento.
Adecuar los valores de los Números de Curva del SCS que son generados
bajo las condiciones de los Estados Unidos de Norteamérica a las
condiciones de México.
RECOMENDACIONES