7.2 Validación del modelo
7.2.3 Pre-Calibración y Validación del modelo para otros eventos de precipitación
De acuerdo a lo observado y en base a los resultados obtenidos es posible concluir que las consideraciones realizadas y parámetros adoptados para la modelación hidrológica son válidas para el evento ocurrido entre el 05 y 06 de agosto de 2015 toda vez que el modelo permite reproducir adecuadamente el fenómeno en escala temporal y con niveles de precisión aceptables para el estudio de crecidas.
Sin embargo, para el pronóstico de crecidas y niveles de agua es necesario calibrar y validar los parámetros adoptados de manera que el modelo sea aplicable para otros eventos. Con este objetivo, se analizará la crecida del día 17 de abril de 2016.
7.2.3.1 Análisis de crecidas para tormenta del 17 de abril de 2016
Se realizó la simulación hidrológica en base al Modelo de Cuenca en HEC-HMS ya elaborado modificando el Modelo Meteorológico, Especificaciones de Control; Series de Datos de Precipitación y condiciones particulares.
7.2.3.1.1 Precipitación
Se consideró los pluviogramas de tormenta registrados en las Estaciones Las Salinas, Rodelillo y Villa Alemana, los que fueron procesados e ingresados como series de tiempo ( "Time-Series data" ).
7.2.3.1.2 Especificaciones de Control
Para realizar la modelación de la Cuenca del Estero Marga-Marga para el evento de precipitación del 17 de Abril de 2016 se establecieron las siguientes especificaciones de control:
Fecha de inicio: 16 de abril de 2016 a las 13:00 hrs Fecha de término: 18 de abril de 2016 a las 0:00 hrs Intervalo de tiempo: 15 minutos
7.2.3.1.3 Series Temporales de Datos para la Cuenca del Estero Marga-Marga Las Series de Precipitación consideradas se incluyen en Anexo D.
7.2.3.1.4 Pares de Datos
Los pares de datos considerados para la modelación (Hidrogramas Unitarios y Curvas de descargas de embalses) no dependen del evento de precipitación. La única salvedad es que la condición inicial de los estanques debe ser modificada a fecha del evento.
7.2.3.1.5 Resultados
Se realizó la simulación hidrológica obteniendo los resultados que se incluyen en anexos. En la tabla 7-3 se presenta un resumen de los resultados obtenidos
Tabla 7-3 Caudal de Crecida tormenta 17/04/2016 con Modelo Original
Elemento Área de
Caudal
Máximo Fecha y Hora
Hidrológico Drenaje Instantáneo Caudal Máximo
(km2) (m3/s)
Junta-S48 413.7 38.8 17abr2016, 14:15
Junta-S49 427.2 43.1 17abr2016, 14:45
Para la validación de los resultados obtenidos se realizó aforos en el tramo de estero estudiado durante el día 17 de abril de 2016 entre 16:00 hrs y 17:00hrs. En la Tabla 7- 4 se indican los caudales estimados en los aforos realizados.
Tabla 7-4 Caudal estimado en aforos el día 17/04/2016
Aforo Área de Velocidad Caudal Estimado
Sección
(m2) (m/s) Q (m3/s) Fecha, Hora
Pte. Libertad 8 2 16 17abr2016, 16:00
Desembocadura 6.6 2.5 16.5 17abr2016, 17:00
La Tabla 7-5 presenta los caudales simulados en las secciones próximas a los aforos en el horario en que estos fueron se realizados.
Tabla 7-5 Caudal simulado con Modelo Original
Sección Caudal Simulado
Q (m3/s) Fecha, Hora
Junta S-48 / Pte. Libertad 36.4 17abr2016, 16:00 Junta S-49 / Desembocadura 37.4 17abr2016, 17:00
Como se observa a partir de las Tablas 7-4 y 7-5 existe una gran diferencia entre el caudal de crecida simulado con respecto al medido. Con el fin de reducir la diferencia se calibró la infiltración considerando el efecto de las condiciones precedentes de humedad. Para esto se varió en diferentes porcentajes los valores de Curva Número adoptados en el modelo original obteniendo como conclusión que con una reducción del 10% del valor de ésta se obtiene una diferencia de caudal estimado versus medido menor al 5%.
La Tabla 7-6 resume los caudales obtenidos para esta condición.
Tabla 7-6 Caudal simulado con CN Original reducida en 10%
Sección Caudal Simulado
Q (m3/s) Fecha, Hora
Junta S-48 / Pte. Libertad 15.5 17abr2016, 16:00 Junta S-49 / Desembocadura 15.8 17abr2016, 17:00
7.3 Conclusiones y Comentarios
En base a los resultados obtenidos es posible concluir que el Modelo de la Cuenca del Marga-Marga implementado en HEC HMS permite estimar el caudal de crecida del Estero Marga-Marga en el sector Viña del Mar modificando los parámetros del modelo de infiltración cuando corresponda.
Se estima que para eventos de precipitación ocurridos durante los meses del junio a septiembre el modelo original es capaz de predecir el caudal simplemente modificando las condiciones del Modelo Meteorológico y Especificaciones de Control en función de los registros de precipitación. Para eventos de precipitación ocurridos en otros meses se debe modificar valor de la Curva Número considerando las condiciones de humedad precedentes.
Con los antecedentes que se tienen para la elaboración de esta memoria no es posible recomendar parámetros para otras condiciones de humedad pues no se tienen suficientes registros de eventos de precipitación ni tampoco registros continuos de los niveles de agua en el estero para dichos eventos.
Pese a las limitaciones que se tienen para la calibración cuantitativa del modelo, la calibración "cualitativa" realizada constituye una herramienta de gran utilidad en la estimación de crecidas y posibles desbordes invernales. En efecto, mediante el modelo calibrado y validado es posible estimar los caudales de crecidas y niveles de agua en el Estero Marga-Marga ingresando los pluviogramas pronosticados por los modelos numéricos descritos en el Capítulo 3.
8 PRONÓSTICO DE CRECIDAS Y NIVELES DE AGUA EN
ESTERO MARGA-MARGA
8.1 Introducción
En el presente capítulo se estimará caudales de crecidas del Estero Marga-Marga en el sector Viña del Mar en base al modelo hidrológico implementado en HEC HMS y considerando los pronósticos generados por los modelos meteorológicos GFS, ECMWF y WRF. Los caudales obtenidos permitirán estimar la variación de los niveles de agua en el Estero mediante el modelo de Ejes Hidráulicos implementado en HEC RAS.
Se considerará como caso de análisis, el evento de precipitación del 05-06 de agosto de 2015 por tratarse del evento que produjo mayor crecida y niveles de agua en el Estero durante ese año.
Los resultados obtenidos mediante el uso de los pronósticos de precipitaciones serán comparados con los valores observados durante el evento