Alternativa para la mitigación de las inundaciones fluviales en la quebrada La Reina, ubicada en el sector de Los Arenaless, Caracolí
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RESUMEN: en Colombia, debido a su geomorfología y condiciones climáticas, es común que se produzcan inundaciones fluviales a lo largo del año. Uno de los municipios afectados por este fenómeno es Caracolí, ubicado en el departamento de Antioquia. En particular, el barrio Los Arenales ha experimentado problemas recurrentes de inundación debido a la presencia de la quebrada La Reina. Con el fin de mitigar los efectos devastadores de las inundaciones en el barrio Los Arenales, se ha propuesto llevar a cabo una serie de medidas. En primer lugar, se realizará un diagnóstico exhaustivo de la situación actual de la quebrada La Reina. Este diagnóstico permitirá obtener información detallada sobre la hidrología y la geomorfología de la cuenca, así como identificar los factores que contribuyen a las inundaciones. Posteriormente, se llevará a cabo un estudio hidrológico y geomorfológico de la cuenca La Reina. Este estudio se enfocará en analizar los patrones de flujo de agua, las características del terreno y otros factores relevantes que influyen en las inundaciones. Con esta información, se podrá evaluar de manera más precisa la magnitud y la frecuencia de las inundaciones, así como comprender mejor los procesos hidrológicos y geomorfológicos involucrados. A continuación, se seleccionarán diversas alternativas de mitigación, las cuales serán analizadas mediante la modelación en HEC-RAS. Esta etapa involucrará la simulación computacional de diferentes escenarios y medidas de intervención, con el objetivo de evaluar su efectividad y determinar su impacto potencial en la reducción de las inundaciones. Se presentará la mejor alternativa de mitigación, basada en cuatro criterios principales: económico, social, ambiental y los resultados obtenidos a través de la modelación. Esta selección considerará tanto la viabilidad financiera de las medidas propuestas, como su impacto en la comunidad y el medio ambiente. Además, se tomará en cuenta el rendimiento de las alternativas según los resultados obtenidos en el modelo, lo que proporcionará una base objetiva para la toma de decisiones. La metodología empleada para abordar el estudio de mitigación de inundaciones en el barrio Los Arenales del municipio de Caracolí se divide en varias etapas. En primer lugar, se realiza un exhaustivo diagnóstico de la quebrada La Reina, donde se recopila información relevante y se realizan salidas de campo para identificar las intervenciones humanas presentes en la zona. Asimismo, se lleva a cabo un análisis detallado de la geomorfología del cauce y se realiza un levantamiento topográfico para obtener datos precisos. Se procede a la caracterización de la cuenca utilizando herramientas como ArcGIS y Google Earth. Estas herramientas permiten obtener parámetros geomorfológicos esenciales, como la forma de la cuenca, las características del relieve, la red de drenaje y el perfil del cauce principal. Estos parámetros son fundamentales para comprender la magnitud y el comportamiento de la cuenca, y se utilizan diversos métodos, como el Racional, SCS y el balance hídrico a largo plazo, para estimar los caudales. Con el fin de complementar el diagnóstico, se recopila información de estudios previos y registros de inundación. Esto proporciona datos históricos y contextualiza la problemática actual de inundaciones en el área de estudio. El diagnóstico final se basa en la evaluación del estado del cauce y la delimitación precisa de la cuenca, junto con la recopilación de parámetros relevantes para la modelación hidráulica. En cuanto a la estimación de los caudales, se emplean metodologías adecuadas para áreas con información limitada. Se recurre a diversas fuentes, como el IDEAM y la Secretaría de Planeación y movilidad del municipio de Caracolí, y se aplican métodos como el hidrograma unitario o el método racional, según las características particulares de la cuenca. Estos métodos permiten estimar los caudales con resultados aceptables en cuencas de menor extensión. Por último, se lleva a cabo la modelación hidráulica de las alternativas de mitigación de inundaciones utilizando el software HEC-RAS. Se dimensionan las diferentes opciones y se generan modelos que son evaluados en base a criterios económicos, ambientales y sociales, además de considerar los resultados obtenidos en el modelo. Este enfoque multidimensional garantiza la selección de la mejor alternativa de mitigación, que se ajuste a las necesidades específicas de la comunidad y minimice los impactos negativos en el entorno natural. En el proceso de análisis, se evaluaron cuatro alternativas para mitigar las inundaciones en el barrio Los Arenales del municipio de Caracolí. Estas alternativas consistieron en la construcción de diques, la creación de un parque inundable, la modificación de la rugosidad del cauce y la excavación a lo largo de la quebrada. Después de un exhaustivo análisis, se determinó que la opción de cambiar la rugosidad del cauce no resolvía de manera efectiva el problema de las inundaciones. Sin embargo, las otras tres alternativas mostraron viabilidad para abordar la situación. No obstante, al considerar los cuatro criterios de evaluación (económico, ambiental, social y resultado del modelo), se concluyó que la mejor alternativa era la excavación del cauce. Esta opción demostró un mejor desempeño en términos de costos, impacto ambiental, beneficios sociales y resultados obtenidos a través del modelo hidráulico utilizado. Por lo tanto, se recomienda implementar la excavación del cauce como la medida principal para mitigar las inundaciones en el barrio Los Arenales. Esta alternativa presenta una solución más integral y efectiva, brindando beneficios significativos en términos de reducción de riesgos, protección de la comunidad y preservación del entorno natural.
Resumen en inglés
ABSTRACT: In Colombia, due to its geomorphology and climatic conditions, it is common for river floods to occur throughout the year. One of the municipalities affected by this phenomenon is Caracolí, located in the department of Antioquia. In particular, the Los Arenales neighborhood has experienced recurring flood problems due to the presence of the La Reina stream. In order to mitigate the devastating effects of floods in the Los Arenales neighborhood, a series of measures have been proposed. First, a comprehensive diagnosis of the current situation of the La Reina stream will be carried out. This diagnosis will provide detailed information about the hydrology and geomorphology of the basin, as well as identify the factors that contribute to the floods. Subsequently, a hydrological and geomorphological study of the La Reina basin will be conducted. This study will focus on analyzing water flow patterns, terrain characteristics, and other relevant factors that influence floods. With this information, the magnitude and frequency of the floods can be more accurately assessed, as well as a better understanding of the hydrological and geomorphological processes involved. Next, various mitigation alternatives will be selected and analyzed through modeling in HEC-RAS. This stage will involve the computational simulation of different scenarios and intervention measures, with the aim of evaluating their effectiveness and determining their potential impact on flood reduction. The best mitigation alternative will be presented, based on four main criteria: economic, social, environmental, and the results obtained through modeling. This selection will consider both the financial feasibility of the proposed measures and their impact on the community and the environment. Additionally, the performance of the alternatives will be taken into account based on the results obtained from the model, providing an objective basis for decision-making. The methodology used to address the flood mitigation study in the Los Arenales neighborhood of Caracolí municipality is divided into several stages. First, a comprehensive diagnosis of the La Reina stream is conducted, where relevant information is collected and field trips are carried out to identify human interventions in the area. Furthermore, a detailed analysis of the channel's geomorphology is performed, and a topographic survey is conducted to obtain precise data. The basin is then characterized using tools such as ArcGIS and Google Earth. These tools allow for essential geomorphological parameters to be obtained, such as the shape of the basin, relief characteristics, drainage network, and the profile of the main channel. These parameters are fundamental for understanding the magnitude and behavior of the basin, and various methods such as Rational, SCS, and long-term water balance are used to estimate the flow rates. To complement the diagnosis, information from previous studies and flood records is collected. This provides historical data and contextualizes the current flood issues in the study area. The final diagnosis is based on the evaluation of the channel's condition, precise basin delineation, and the collection of relevant parameters for hydraulic modeling. Regarding flow rate estimation, appropriate methodologies are employed for areas with limited information. Various sources are consulted, such as IDEAM and the planning and mobility department of Caracolí municipality, and methods such as unit hydrograph or rational method are applied depending on the specific characteristics of the basin. These methods allow for acceptable flow rate estimations in smaller basins. Finally, hydraulic modeling of flood mitigation alternatives is carried out using HEC-RAS software. The different options are dimensioned, and models are generated and evaluated based on economic, environmental, and social criteria, in addition to considering the results obtained from the model. This multidimensional approach ensures the selection of the best mitigation alternative that meets the specific needs of the community and minimizes negative impacts on the natural environment. In the analysis process, four alternatives were evaluated to mitigate floods in the Los Arenales neighborhood of Caracolí municipality. These alternatives consisted of building levees, creating a floodable park, modifying the channel roughness, and excavating along the stream. After a thorough analysis, it was determined that modifying the channel roughness did not effectively solve the flooding problem. However, the other three alternatives showed viability in addressing the situation. Nevertheless, considering the four evaluation criteria (economic, environmental, social, and model results), it was concluded that the best alternative was the excavation of the channel. This option demonstrated better performance in terms of costs, environmental impact, social benefits, and results obtained through the hydraulic model used. Therefore, it is recommended to implement channel excavation as the main measure to mitigate floods in the Los Arenales neighborhood. This alternative provides a more comprehensive and effective solution, offering significant benefits in terms of risk reduction, community protection, and preservation of the natural environment.