INFORMACIÓN OBTENIDA DE LA CUENCA EN ESTUDIO

 Topografía.

Se debe hacer el levantamiento topográfico de los cuerpos de agua y población involucrada en el flujo de detritos a escala 1:10000 a 1:25000 y se debe amarar al sistema de cotas y coordenadas del Instituto Geográfico Agustín Codazzi – IGAC.

Para el análisis del comportamiento del flujo de detritos en la zona donde afectó el casco urbano, se debe emplear información topográfica para la generación del Modelo Digital de Elevación con pixeles cuadrados entre 5 m y 25 m de lado máximo .

Para la calibración de los parámetros en la modelación es recomendable obtener información de eventos anteriores, con alturas alcanzadas por el flujo dentro del casco urbano afectado y/o el volumen de detritos depositados a lo largo del cauce, casco urbano y zona de inundación.

En el estudio de caso de la cuenca de la Quebrada La Negra y el casco urbano del municipio de Utica, se elaboró el Modelo Digital de Elevación – DEM descrita en los capitulos anteriores de este estudio, y se obtuvieron a través del Servicio Geológico Nacional los tirantes de altura alcanzados por el flujo de detritos en el casco urbano de Útica, en el evento ocurrido en el año 1988, como se observa en la Figura 68.

PUNTO ALTURA REAL

(m) 1 1.5 2 0.8 3 1.5 4 0.5 5 0.3 6 0.9 7 1.5 8 0.3 9 0.9 10 0.7 11 1 12 0.5 13 0.4 14 1 15 0.5 16 0.3 17 0.2 18 1 19 0.5 20 0.5

Figura 68. Levantamiento de tirantes del flujo de detritos en Utica (Cundinamarca). Fuente: Servicio Geológico Nacional, (2009)

 Hidrogramas de caudal líquido en la cuenca del cuerpo de agua.

Se deben determinar los hidrogramas de caudal líquido en los diferentes puntos de entrega al cauce del cuerpo de agua principal de la cuenca en estudio que corresponden a los aportes de caudal de cada una de las subcuencas que componen la cuenca.

En el estudio de caso de la cuenca la Quebrada La Negra los hidrogramas de caudal líquido de las subcuencas El Descanso, La Papaya, Agua Clara, La Platanera, Los Reyes, La Esmeralda, Verbena, Seca, San Roque, Arboleda, Lázaro y la parte baja de la Quebrada La Negra, con períodos de retorno de 10, 25 y 50 años, los cuales fueron estimados a partir de los datos de precipitación de la región que fueron determinados en los capítulos anteriores de este estudio. No se consideraron más periodos de retorno mayores porque las series de datos hidrometeorológicos que existen en la zona de estudio no son lo suficientemente extensas (< 50 años) y consistentes para poder extrapolar a periodos de retorno mayores.

El caudal de río Negro donde desemboca la Quebrada La Negra es 34 m3_{/s que corresponde al}

medio diario en la estación limnigráfica de Tobia, localizado aguas arriba del área de estudio.

 Concentración volumétrica.

Determinar la concentración volumétrica de las subcuencas aportantes de detritos al cauce principal de la cuenca en estudio. Es necesario ajustar la concentración volumétrica en las diferentes corridas realizadas con el software FLO-2D, para contribuir en la calibración del modelo como ya se explicó anteriormente.

Para la cuenca de la Quebrada La Negra la concentración volumétrica de las cuencas aportantes de sedimentos ya fueron tratados en los capítulos anteriores.

 Parámetros para estimar esfuerzos cortantes y viscosidad en el flujo.

Balanta (2007), realizó el análisis comparativo de los datos obtenidos en las hidrometrías del material del lecho de la Quebrada la Negra y los resultados obtenidos por O´Brien (1988), en diferentes eventos de avalancha en los Estados Unidos de Norte América (Glenwood), donde se les ejecutaron pruebas reológicas para determinar los coeficientes, para establecer la viscosidad y los esfuerzos cortantes en el flujo de detritos.

Con base en lo anterior Balanta (2007) encontró que los parámetros para valorar tanto los esfuerzos cortantes y la viscosidad del flujo fueron los siguientes:

 Coeficiente α2 = 0.0345 dinas/cm2 (3.45x10-3 N/m2).

 Coeficiente β2 ₌ 20.1.

 Coeficiente

β

Estos coeficientes, fueron adoptados para la modelación del flujo en la Quebrada La Negra.

 Coeficiente de rugosidad en el cauce y en las planicies.

El coeficiente de rugosidad se debe calibrar por ensayo y error para toda la malla de cálculo, tratando de aproximarse a los tirantes levantados en campo y alcanzadas por el flujo.

Para el caso de la Quebrada La Negra para el evento de noviembre 17 de 1988 en Útica (Cundinamarca), se realizaron los ajustes a los parámetros de rugosidad durante la modelación.

 Condiciones de frontera para el modelamiento

La solución de la ecuación diferencial depende de las condiciones iniciales y de las condiciones de contorno. Las condiciones son aquellas que definen el comportamiento del modelo en sus límites. Las condiciones de contorno de una ecuación diferencial son los valores restringidos que toma la función para determinados valores particulares de la variable.

La condición de borde aguas arriba son los hidrógramas de entrada (INFLOW) de las subcuencas a la corriente principal de la cuenca en estudio.

La condición de borde aguas abajo es el flujo de salida (OUTFLOW), para ello se determinan celdas de salida para que el flujo no se estanque donde las curvas topográficas acaban en nuestra zona de simulación.

Para el caso de la cuenca de la Quebrada La Negra se establecieron las siguientes condiciones de frontera para el programa como se describe a continuación.

• Condición de borde aguas arriba de la Quebrada La Negra y los hidrogramas de entrada (INFLOW) de las subcuencas aportantes al cauce principal de la quebrada. Además se incluye las condiciones aguas arriba de Río Negro.

• Condición de borde aguas abajo en la salida del flujo (OUTFLOW) de Río Negro.

4.1.12.5 Aplicación del modelo matemático para flujo de detritos en la cuenca en