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ESTUDIO DE VULNERABILIDAD COSTERA: INUNDACIÓN Y EROSIÓN

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ESTUDIO DE VULNERABILIDAD COSTERA: INUNDACIÓN Y EROSIÓN

Dr. Adrian Pedrozo Acuña

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10.1 INFORME DONDE SE DESCRIBE EL RESULTADO DEL ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD DE LA COSTA DEL ESTADO DE TABASCO ANTE LA ACCIÓN DE FENÓMENOS HIDROMETEOROLÓGICOS EXTREMOS.

Adrián Pedrozo Acuña, Miguel Ángel Laverde Barajas, Amaia Ruiz de Alegría Arzaburu, Jorge Gustavo González Armenta,

Coordinación de Hidráulica

Los graves problemas de inundación y erosión costera que se han reportado a lo largo del estado de Tabasco, han hecho patente la necesidad de generar nuevas estrategias de mitigación ante la incidencia de fenómenos meteorológicos extremos. Para ello, se requiere en primer término de una cuidadosa evaluación de la incidencia de fenómenos extremos a lo largo de la línea de costa del estado.

El estudio de vulnerabilidad costera que se propone para esta tercera etapa del PHIT, comprende la evaluación de dos parámetros fundamentales que determinan la resistencia de la costa. Estos son: el potencial de inundación costera (debido a oleaje y marea de tormenta) a lo largo del estado y el potencial de erosión. Es bien sabido que ambos parámetros se han hecho presentes a lo largo de la costa del Estado de Tabasco, como se documenta en las pérdidas de la línea de costa cerca de la barra de Sánchez Magallanes (erosión, Figura 10.1.1), y la inundación por marea de tormenta que se ha registrado en la isla de Andrés García (ver Figura 10.1.2).

Cuando estos procesos se presentan en zonas urbanizadas o desarrolladas, el cambio en la morfología de la playa o el movimiento de la línea de costa, está usualmente acompañado de daños graves a la infraestructura existente (ej. carreteras, puertos, etc).

Figura 10.1.1. Habitantes de la costa de Tabasco muestran los daños causados por el oleaje (Tomadas de La Jornada, Martes 29 de Mayo de 2007, erosión y huracanes amenazan

comunidad costera de Tabasco

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Figura 10.1.2. Desalojan a habitantes de isla Andrés García, Tabasco debido a la presencia de marea de tormenta (tomadas del periódico La Cronica de Hoy,

http://www.cronica.com.mx/galeria/categories.php?cat_id=250)

En consecuencia, se requiere el diagnóstico estatal de las posibles amenazas consecuencias de la incidencia de eventos extremos sobre las costas del estado. La evaluación de estas amenazas parte de un reanálisis de las condiciones de oleaje de 60 años y de la integración de datos adquiridos por medio de dos campañas de campo (2009 y 2010). Además se contempla la utilización de imágenes de satélite recientes a fin de cuantificar los movimientos de la línea de costa a lo largo del estado.

10.1.1 OBJETIVOS DEL ESTUDIO

El objetivo principal de este estudio consiste en la evaluación de los procesos costeros que determinan la inundación costera en el Estado de Tabasco. Se propone una metodología a fin de evaluar la vulnerabilidad costera del estado, a fin de elaborar propuestas que permitan abordar los problemas ambientales y sociales asociados a este problema en la región.

Los objetivos específicos de este componente del proyecto son:

• Desarrollar una metodología para estimar un índice de vulnerabilidad de la costa del Estado de Tabasco

• Utilizar los modelos o ecuaciones hidrodinámicas operacionales para la determinación de las condiciones de operación del sistema durante condiciones extremas.

• Mejorar el estado del conocimiento de los procesos involucrados en la inundación costera del Estado.

10.1.2 ÁREA DE ESTUDIO

El Estado de Tabasco se encuentra localizado en el sureste del país, entre los 17° 15’ y 18° 39’ de latitud norte y entre los 90° 59’ y 94° 08’ de longitud oeste. Limita al norte con el Golfo de México, al sur con el estado de Chiapas, al oeste con el estado de Veracruz y al este con el estado de Campeche y la República de Guatemala.

La zona costera del estado de tabasco tiene una extensión de 191 km. Su territorio comprende una gran extensión de planicies planas, bajas y muy bajas, con pendientes menores a 0.5°. A lo largo de la línea costera existe una gran diversidad de formaciones morfológicas, entre las cuales predominan las playas bajas y arenosas (Hernández-Santana et al. 2008).

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En general el clima tabasqueño es muy cálido y húmedo, con lluvias durante la mayor parte del año, con precipitaciones anuales comprendidas entre los 1500 y 200 mm. El periodo de lluvias más fuerte es durante el verano y en otoño e invierno, las tormentas van acompañadas de fuertes vientos provenientes de Golfo de México, los cuales son responsables de las inundaciones en la zona. El clima promedio anual es superior a los 26°C y con una máxima temperatura de 42°C. Conforme a la magnitud del área estudiada, los análisis regionales de los índices de vulnerabilidad por inundación y erosión son evaluados a partir una división geográfica de la costa tabasqueña. Esta división se efectuó en base a los datos históricos de oleaje del Atlas de Clima Marítimo de la Vertiente Atlántica Mexicana de Silva, 2008. Conforme a estos datos, la costa se dividió en las siguientes cuatro regiones: a) Sánchez Magallanes, b) Cocohital, c): Comalcalco y d): Villa Vicente Guerrero. A lo largo de la costa del estado se determinan 39 puntos de análisis de las variables que inciden forzamientos de inundación sobre la línea costera (ver Figura 10.1.3 y 10.1.4).

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Figura 10ª.4. Imágenes a color de satélite georeferenciadas de las regiones de la cosa de Tabasco. Panel superior derecho: Región Tonalá -QuickBird 1: 100000, resolución 15m tomada 2000-01-01; panel Superior izquierdo: Región Sánchez Magallanes– QuickBird 1: 100000, resolución 15m tomada 2000-01-01; Panel inferior derecho: Región Comalcalco - QuickBird 1: 100000, resolución 15m tomada 2000-01-01; panel inferior izquierdo: Región

Villa Vicente Guerrero - QuickBird , 1: 100000, resolución 15m tomada 2000-01-01.

El informe se encuentra estructurado de acuerdo diferentes procedimientos establecidos para alcanzar la evaluación de la vulnerabilidad costera en el estado de Tabasco. Para su mejor comprensión este documento ha sido dividido en 5 secciones tal que:

10.2 Describe la campaña de campo realizada para la recolección de datos hidrodinámicos batimétricos y las características del sedimento a lo largo de la zona costera y la desembocadura del río Tonalá.

10.3 Contiene el cálculo de las variables para estimar el índice potencial de inundación (IPI), la metodología para evaluar el índice potencial de inundación y el índice de vulnerabilidad costera por inundación (IVI) para la costa del Estado de Tabasco.

10.4 Presenta el procedimiento y los para el cálculo de los índices potenciales de erosión (IPE) y los índices de vulnerabilidad por erosión (IVE) para la línea costera tabasqueña. También se muestra el procedimiento y los resultados del cálculo del nivel de retroceso de la línea costera, fundamental en la obtención de los valores de IPE.

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10.5 Esta sección presenta el análisis de las fotografías de satélite realizado a fin de cuantificar los movimientos de la línea de costa del estado de Tabasco. En el estado de Tabasco, el problema de erosión costera y los procesos que la inducen no están bien identificados, ni cuantificados. En consecuencia, esta sección incrementa el conocimiento sobre la naturaleza de los movimientos de la línea de costa en escalas temporales

asociadas a años y escalas espaciales del orden de kilómetros.

10.6 La última sección muestras los resultados de la evaluación de la vulnerabilidad costera por inundación y erosión ante el fenómeno de marea de tormenta. El análisis de la vulnerabilidad costera se encuentra establecido ante diferentes condiciones de marea de tormenta, como también ante la condiciones de norte y huracán

El informe está complementado por los siguientes anexos, los cuales se encuentran en la parte de Anexos de este informe. (ANEXOS 10 -Estudio de vulnerabilidad costera: Inundación y Erosión) Anexo A Se describe la metodología para el cálculo de los anchos de playa a partir de imágenes satelitales Quickbird.

Anexo B Contiene el análisis regional del cálculo del índice de vulnerabilidad costera por inundación para el Estado de Tabasco.

Anexo C Se describe el modelo numérico XBEACH para el cálculo de las distancias y volúmenes de retroceso de la línea costera.

Anexo D Se presentan los resultados del cálculo de las distancias y volúmenes de retroceso de la línea costera para la costa del Estado de Tabasco.

Anexo E Contiene el análisis regional del cálculo del índice de vulnerabilidad costera por inundación para el Estado de Tabasco.

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10.2 INFORME DE LAS ACTIVIDADES Y RESULTADOS DE LA CAMPAÑA DE CAMPO.

Ismael Mariño Tapia, Gabriela Medellín Mayoral, Adrián Pedrozo Acuña, Emanuel Uc, Aleph Jiménez.

Coordinación de Hidráulica

Con el fin de implementar modelos matemáticos y otras herramientas de análisis que permitan la valoración de los efectos de las inundaciones, de las posibles medidas de mitigación, y de la erosión de playas en la desembocadura del río Tonalá y otras regiones de la costa de Tabasco, se realizó una campaña de campo de ~ 15 días de duración donde se realizaron mediciones batimétricas y topográficas, mediciones de nivel del mar, flujos y condiciones termohalinas en el río y su desembocadura.

Algunas de las mediciones que se describen, como batimetría y caudales en puntos críticos, son necesarias para contar con las condiciones iniciales y las condiciones de frontera para el correcto forzamiento del modelo numérico hidrodinámico. Por otro lado, las mediciones de nivel del agua y flujos en sitios estratégicos, son indispensables tanto para calibrar como para validar los resultados numéricos y así permitir la simulación de escenarios hipotéticos. A continuación se describen brevemente las mediciones realizadas durante dicha campaña.

Mediciones topográficas y batimétricas

Es esencial contar con información topográfica y batimétrica precisa y detallada, ya que ésta condiciona en gran medida la hidrodinámica resultante de las modelaciones y permiten identificar aquellas zonas propensas a inundación.

Batimetría

Las mediciones de batimetría en el sistema estuarino del Río Tonalá es de suma importancia para lograr la adaptación del modelo numérico, cuyos resultados permitan estudiar los procesos involucrados que pudieran derivar en inundación en las laderas del río Tonalá.

Sistema de medición

Se utilizó una ecosonda de doble frecuencia sincronizado a un sistema de GPS diferencial (base y móvil) sobre una embarcación. La antena del GPS móvil se colocó en el extremo superior de una varilla de 2 m de longitud fijada a la embarcación (Figura 10.2.1). En el extremo inferior de la varilla se colocó el transductor de la ecosonda, el cual se ubicó algunos centímetros bajo el agua. Los datos que proporcionan la ecosonda y el GPS son complementarios. La ecosonda nos aporta datos de profundidad relativos a la posición del transductor (distancia entre el transductor y el lecho del río/laguna), y el GPS diferencial nos aporta datos de la posición geográfica del transductor respecto al elipsoide. Los datos resultantes de elevación pueden ser referidos posteriormente a distintos niveles de referencia (ej. nivel medio del mar, etc.).

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Figura 10.2.1. Sistema de medición de batimetría. Panel superior: Ecosonda controlada desde una computadora portátil. Panel inferior: antena del GPS diferencial (rover) sujetada a

la embarcación y al transductor de la ecosonda por medio de una barra metálica.

Elevación referida al elipsoide

Los datos batimétricos medidos por la ecosonda corresponden a la distancia entre el transductor y el lecho de la laguna/río. Esa distancia no puede ser considerada como la profundidad real de la laguna/río. El transductor va sujeto a la embarcación y no está ubicado exactamente en la superficie del agua, además de que el nivel del agua es variable por diversas causas: crecida de ríos, mareas, etc. Por lo tanto, es importante tener un nivel de referencia en el que los cambios de nivel del agua no influyan. Por medio del GPS diferencial es posible conocer la posición del transductor respecto a un nivel de referencia conocido, en este caso el elipsoide. Para esto, como se ha mencionado, el GPS diferencial se coloca unido al transductor de la ecosonda por medio de una varilla y mide continuamente la posición en el plano horizontal y la elevación respecto al elipsoide.

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Por lo tanto, conociendo la altura de la varilla que une al transductor con la antena del GPS diferencial, se puede calcular la posición del transductor en el plano horizontal y su elevación respecto al elipsoide. En base a esto, se obtiene la elevación del lecho del río/laguna referido al elipsoide, independientemente de los cambios en el nivel del agua.

Ahora, si lo que se desea es saber la distancia entre el lecho del río/laguna y el nivel medio del mar, es necesario conocer la distancia entre el nivel medio del mar (local) y el elipsoide.

Elevación referida al nivel medio del mar

Para referir los datos de elevación al nivel medio del mar (nmm) se utilizó la información de nivel del agua registrada con el sensor de presión del CTD diver que se instaló en la boca del río Tonalá, corregida con presión atmosférica registrada con el baro-diver afuera del agua. El valor promedio de profundidad durante el periodo correspondiente a la campaña de campo en el sitio donde se ancló el CTD diver (Figura 10.2 .7) es de 8.12 m. El punto más cercano de batimetría tiene un valor de -20.53 m respecto al elipsoide. Por lo tanto el nivel medio del mar se encuentra 12.41 m por debajo del elipsoide (para el periodo correspondiente a la campaña de campo). De esta manera, los datos batimétricos referidos al elipsoide pueden ser referidos al nivel medio del mar.

Línea de costa

Es esencial contar con datos de la línea de costa, ya que ésta es la que delimita los cuerpos de agua. La línea de costa se digitalizó a partir de una imagen satelital georeferenciada de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). En la Figura 10.2.2 se puede observar la imagen satelital y la línea de costa digitalizada, junto con las trayectorias de la embarcación durante el levantamiento batimétrico. Una vez digitalizada la línea de costa, se le asigna la elevación correspondiente al nivel medio del mar (z = 0).

Figura 10.2.2 Panel izquierdo: Imagen satelital del área de estudio. Panel derecho: línea de costa digitalizada (en azul) indicando las trayectorias de la embaracación registradas con el

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Mapa batimétrico

A partir de los datos de línea de costa y la información batimétrica descrita anteriormente, es posible determinar la configuración del Río Tonalá (Figura 10.2.3). Este proceso requiere la definición de una malla y la interpolación de los datos batimétricos de los transectos a los puntos de dicha malla. La resolución del mapa batimétrico dependerá tanto de la resolución de las mediciones, como de la resolución de la malla. Para fines de modelación, se pueden utilizar mallas con tamaño y forma de celda variable.

Figura 10.2.3 Mapa batimétrico del Río Tonalá, referido al nivel medio del mar.

A partir del mapa batimétrico se puede observar que las mayores profundidades se encuentran en el canal principal del río Tonalá, así como en el mar. En general, las lagunas no rebasan los 3 metros, excepto en las zonas donde se observan canales o pequeños tributarios.

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Perfiles de playa

Las playas actúan como una defensa natural de la costa debido a que disipan eficazmente la energía del oleaje. Por lo tanto, es necesario el contar con mediciones topográficas en esa zona que permitan evaluar el estado morfológico de la costa y su vulnerabilidad a la erosión costera y a la potencial inundación debida a esta pérdida de playa. En este estudio se concentró el esfuerzo en 5 regiones: Tonalá, Sánchez Magallanes, Barra de Sánchez Magallanes, Mecoacán-Dos Bocas, y Rio González (Figura 10.2.4). En cada una de estas regiones se tomaron muestras de sedimento, y se realizaron perfiles de playa para caracterizar la morfología de las zonas vulnerables del estado.

Figura 10.2.4. Localización de las zonas donde se tomaron perfiles de playa y muestras de sedimento (imagen tomada de Google Earth).

Los perfiles de playa se midieron desde la zona de dunas (parte alta) hasta la zona de rompientes (parte baja). Para dicho procedimiento se utilizó un GPS diferencial, el cual fue adaptado a un sistema mecánico con ruedas (Figura 10.2.5) a fin de obtener una línea homogénea del perfil playero; además de funcionar como soporte para mantener la antena en posición vertical.

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Figura 10.2.5. Instrumento para medición de los perfiles de playa: GPS diferencial (rover) adaptado a una estructura metálica sobre ruedas.

Los perfiles de playa fueron extendidos hasta la cota -15 m con ayuda de batimetría desde la zona de rompientes hasta ~2 km mar adentro (Figura 10.2.6). Se puede observar que los perfiles de Tonalá, Sánchez Magallanes, y la Barra de Sánchez Magallanes presentan una duna y una barra bien diferenciada a ~500 m mar adentro. Mientras que los perfiles de Dos Bocas y Río González existen evidencias claras de erosión, tales como la desaparición de la duna y la ausencia de la barra de arena sumergida.

Como se ha mencionado, a partir de los perfiles de playa y las muestras de sedimento recolectadas a lo largo de los mismos, se caracterizará el estado morfológico de la zona costera y se evaluará, con ayuda de un modelo numérico, la vulnerabilidad de la costa Estado de Tabasco a la erosión costera y la potencial inundación debida a la pérdida de playa.

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Figura 10.2.6. Perfiles de playa medidos en 5 regiones de la costa del Estado de Tabasco.

Mediciones hidrodinámicas y termohalinas

Las mediciones hidrodinámicas y termohalinas del sistema son necesarias tanto para caracterizar la situación actual de dicho sistema, como para forzar, calibrar, y validar el modelo numérico. Para la obtención de mediciones puntuales de flujo, nivel, y condiciones termohalinas, se anclaron instrumentos (Figura 10.2.7, panel izquierdo) en dos sitios: 1) en la desembocadura y 2) a 12 km de la desembocadura. Adicionalmente, se hicieron mediciones de flujo y condiciones termohalinas a través de 4 transectos dentro del sistema (Figura 10.2.7, panel derecho) para evaluar el caudal en la boca (ciclo de 12 hrs) y en distintas secciones transversales donde existen tributarios y así determinar la penetración de agua marina en el sistema.

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Figura 10.2.7 Panel izquierdo: Localización de los instrumentos anclados en el río Tonalá (). Panel derecho: Ubicación de los transectos recorridos con el corrientímetro ADP (a) en 

la desembocadura durante un ciclo de 12 horas, (b) en tributario al este del Río Tonalá, (c) en el tributario Agua Dulcita, y (d) en ubicación del corrientímetro vector. [Imagen obtenida

de GoogleEarth].

FLUJO Y CONDICIONES TERMOHALINAS EN LA DESEMBOCADURA DEL RÍO TONALÁ (ARGONAUTA Y CTD DIVER)

Sistema de medición

El argonauta es un corrientímetro monostátíco Doppler, el cual mide la velocidad de la corriente en toda la columna de agua y posee además un sensor giro compás para registrar la dirección de la corriente. Para la instalación del argonauta se utilizó una pirámide metálica (Figura 10.2.8), en la cual se colocó además un CTD diver. Los instrumentos se anclaron en la desembocadura (Figura 10.2.7), a una profundidad de aproximadamente 8.12 m.

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Figura 10.2.8. Configuración de la estructura utilizada para anclar el corrientímetro (argonauta) y el CTD diver en la desembocadura del río Tonalá.

El CTD diver es un pequeño instrumento (aprox. 15 cm de largo) que mide conductividad, temperatura, y profundidad (Conductivity-Temperature-Depth). Los datos de profundidad CTD diver deben ser corregidos por la presión atmosférica, ya este instrumento mide la

presión total (presión atmosférica + presión de la columna de agua). Estos datos, especialmente los de variación en el nivel del agua, son de gran utilidad para calibrar y

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Series temporales

Se obtuvieron series temporales de velocidad y dirección de flujo con el argonauta (Figura 10.2.9), así como de conductividad, temperatura, y presión con el CTD diver (Figura 10.2.10).

Figura 10.2.9. Series temporales de velocidad y dirección de flujo medidas con el argonauta en la desembocadura del río Tonalá.

Se observa que la velocidad del flujo (Figura 10.2.9, panel superior) depende en gran medida de la variación del nivel del mar (Figura 10.2.10, panel inferior), siendo éstas inversamente proporcionales. Es decir, al aumentar el nivel del mar, disminuye la velocidad de la corriente y viceversa. En algunas ocasiones el flujo disminuye notablemente, llegando incluso a detenerse al final del día 10/09. Durante el periodo correspondiente a la campaña de campo, se observó un valor medio de velocidad de la corriente de 0.65 m/s, un valor mínimo de 0.06 m/s, y un valor máximo de 1.05 m/s.

En cuanto a la dirección de la corriente, ésta se mantiene más o menos constante alrededor de los 20° azimutal, lo que corresponde a una dirección persistente hacia el NNE (Figura 10.9, panel inferior).

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Figura 10.2.10 Series temporales de conductividad, temperatura, y profundidad en la desembocadura del Río Tonalá.

Respecto a los series temporales de las condiciones termohalinas, se observa una conductividad prácticamente nula, propia del agua ‘dulce’ a lo largo de todo el periodo, excepto durante la pleamar en los días donde se presentan mareas vivas, que corresponde a la segunda mitad del día 10/8 y 10/9 (Figura 10.2.10, panel superior). En esos momentos se observa una conductividad de entre 32 y 42 mS/cm. El aumento considerable en conductividad podría indicar que existe intrusión de agua marina en los tiempos señalados, sin embargo no corresponde a agua de mar pura, ya que el agua de mar presenta una conductividad de aproximadamente 56 mS/cm, valor ligeramente mayor al observado.

Por otro lado, el aumento en conductividad coincide también con un aumento en temperatura, y el agua marina es generalmente más fría que el agua proveniente del río. Por tanto, si existiera intrusión de agua marina, ésta debería provocar un aumento en conductividad coincidente con una disminución en temperatura. En cuanto a las variaciones de temperatura, éstas son diurnas, por lo que lo más probable es que sean debidas a variación de la radiación solar. No parecen deberse a intercambio de agua con el mar, ya que no existe una relación clara con los cambios de nivel durante la campaña de campo.

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FLUJO Y CONDICIONES TERMOHALINAS A 12 KM DE LA DESEMBOCADURA DEL RÍO TONALÁ (VECTOR)

Sistema de medición

Para las mediciones de flujo a 12 km de la desembocadura se utilizó un corrientímetro tridimensional en forma de tripié conocido como vector (Figura 10.2.11). Este instrumento, además de aportar datos de la velocidad del flujo en las tres dimensiones, aporta datos del nivel del agua, ya que cuenta con un sensor de presión. Estos datos son de gran utilidad tanto para forzar el modelo (condiciones iniciales y de frontera) como para calibrarlo.

El instrumento se configuró para realizar mediciones cada 10 minutos y durante 1 minuto (a 1 Hz). Las 60 mediciones realizadas cada 10 minutos, se promedian para obtener un solo valor de velocidad cada 10 minutos. El instrumento mide la dirección y magnitud del flujo en u (W-E), v (N-S), y w (↑-↓).

Figura 10.2.11. Corrientímetro vector utilizado para medir flujo y nivel a 12 km de la desembocadura del río Tonalá.

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El instrumento se colocó a una profundidad de aproximadamente 4.8 m y a ~12 km de la desembocadura. El instrumento proporciona información del flujo en tres dimensiones, además de datos de nivel del agua a partir de datos de presión. Los datos de presión están dados en decibares (db), y un db equivale aproximadamente a un metro de columna de agua (m.c.a.), por lo que la presión se presenta en unidades de metros. Por otro lado, a partir de las tres componentes de velocidad de flujo, se puede calcular la dirección y magnitud del flujo a cada paso de tiempo.

Series temporales

En la Figura 10.2.12 se muestran las series temporales de profundidad (variación del nivel), temperatura, velocidad y dirección de flujo. Se observa que la velocidad de la corriente depende claramente de la variación de nivel del mar aún a 12 km de la desembocadura, siendo estas inversamente proporcionales. La amplitud de la variación de ambas variables aumenta hacia el final del periodo correspondiente a la campaña de campo (mareas vivas). El valor medio observado de velocidad de la corriente fue de 0.53 m/s, el valor mínimo de 0.35 m/s, y el máximo de 0.69 m/s.

Figura 10.2.12. Series temporales de nivel, temperatura, velocidad, y dirección de la corriente, medidas con el corrientímetro vector a ~12 km de la desembocadura del río

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Por otro lado, la temperatura parece ser independiente a los cambios de nivel, es decir, al principio de la serie se encuentran en oposición de fase y al final se encuentran en fase, por lo que no se puede decir que exista intrusión de agua que modifique las condiciones termohalinas, sino que su variación parece depender de variaciones en la temperatura atmosférica (radiación solar), la cual comúnmente presenta una variación diurna.

Caudales

Es de suma importancia el conocer la cantidad de agua que entra y sale por la desembocadura en cuestión y su interacción con las corrientes generadas por los cambios en el nivel del mar. En este caso se analiza el caudal en 4 transectos del sistema del río Tonalá (Figura 10.2.7): (a) en la desembocadura del Río Tonalá, (b) en tributario al este del canal principal (c) en Agua Dulcita, y (d) a ~12 km de la desembocadura del río Tonalá coincidente con la ubicación del corrientímetro vector.

Sistema de medición

Se utilizó un correntómetro acústico ADP (Acoustic Doppler Profiler) de la marca Sontek con el propósito de obtener perfiles de velocidad a lo largo de la columna de agua y a través de cada transecto. La ubicación de los transectos recorridos se señala en la Figura 10.2.7. El ADP se instaló en una embarcación (Figura 10.2.13) con la cual se recorrió el transecto a través del transecto en cuestión.

Figura 10.2.13. Perfilador de corrientes (ADP) instalado en la embarcación utilizada para recorrer los 4 transectos señalados.

A partir de los datos de velocidad medidos con el ADP, es posible conocer la magnitud y dirección del caudal en la sección transversal indicada en cada caso. Estos datos son de gran utilidad para validar el modelo numérico y garantizar la obtención de buenos resultados a partir de las simulaciones.

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Los transectos mencionados se recorrieron varias veces seguidas por hora (Figura 10.2.14), para así obtener varios valores de caudal por hora. A partir de estos datos es posible contar con un valor de caudal más confiable al poder calcular un caudal promedio y máximo por cada hora durante el ciclo de 12 hrs en el transecto de la desembocadura del canal principal, lo que se traduce en una serie temporal de caudal promedio (Figura 10.2.15) y otra de caudal máximo (Figura 10.2.16). En el resto de los transectos se cuenta con un solo valor de caudal promedio y caudal máximo.

Figura 10.2.14. Ejemplo de datos obtenidos con el corrientímetro ADP a lo largo del transecto ubicado en la desembocadura del río Tonalá para una hora (17 hrs) durante el

ciclo de 12 h. Se muestran series temporales de flujo, gasto, y profundidad de los 7 recorridos que corresponden a las 17 hrs.

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Caudal en la desembocadura del Río Tonalá

El comportamiento del caudal medio, Qprom, y el caudal máximo, Qmax, en la desembocadura del Río Tonalá en relación con la variación del nivel del mar se ilustra en las Figuras 10.2.15 y 10.2.16. En la parte superior de cada figura se muestra la magnitud del caudal cada hora durante medio ciclo de marea (12 hrs aproximadamente), y en la parte inferior de la figura se muestra la variación del nivel del mar para el mismo periodo. Tanto para Qprom como para Qmax se observa que la magnitud y dirección del flujo que pasa por la desembocadura está condicionada en gran medida por la variación de nivel del mar, η, medida con el CTD diver en la desembocadura.

Figura 10.2.15 Serie temporal de caudal promedio, Qprom, en la desembocadura del Río Tonalá (panel superior), y nivel del mar, ηηηη, (panel inferior).

El valor del caudal en la desembocadura del río (Qprom y Qmax) es siempre positivo, es decir, el flujo dominante es siempre en dirección hacia el mar. En cuanto a la magnitud del caudal, ésta es máxima durante la bajamar, cuando el flujo del río es dominante y encuentra menor resistencia. Asimismo, durante la pleamar, el valor del caudal disminuye, cuando las corrientes del río y de la marea se oponen.

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Figura 10.2.16 Serie temporal de caudal máximo, Qmax, en la desembocadura del Río Tonalá (panel superior), y nivel del mar, ηηηη, (panel inferior).

El valor máximo de caudal promedio medido durante el ciclo de 12 horas fue de 1288 m3/s, el mínimo de 953.1 m3/s, y el valor medio de 1158.4 m3/s (Figura 10.2.15). Para la serie temporal de el caudal máximo registrado cada hora, se encontró un valor máximo de 1413 m3/s, mínimo de 953.1 m3/s y medio de 1212.3 m3/s (Figura 10.2.16).

Caudal en pequeños tributarios

Se realizaron mediciones de flujo a lo largo de dos transectos en tributarios del Río Tonalá, uno ubicado al este del canal principal del río y otro al suroeste denominado Agua Dulcita (Figura 10.2.7, panel derecho, (b) y (c)).

En el tributario al este del canal principal el caudal promedio es de 112.24 m3/s, y el caudal máximo es de 199.2524 m3/s. Mientras que en el tribuario Agua Dulcita los caudales son mucho menores, siendo el caudal promedio de 22.46 m3/s, y el caudal máximo de 33.91 m3/s.

Caudal a ~12 km de la desembocadura del Río Tonalá

Adicionalmente, se realizó un transecto de mediciones con el ADP coincidente a la ubicación del vector, señalado con una línea amarilla en la Figura 10.2.7. El valor promedio de caudal en este punto resultó de 894.65 m3/s y el valor máximo de 939.71 m3/s.

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El valor promedio (QADP de aquí en adelante) se utilizará posteriormente para obtener una serie temporal de Q en el transecto ubicado a ~12 km de la desembocadura.

El ADP también registra datos de profundidad y distancia entre los perfiles de velocidad. A partir de esta información se puede calcular el área total de la sección transversal de la cuenca del río frente a la ubicación del vector, A. Conociendo ese dato, es posible hacer un cálculo aproximado del caudal a partir de la serie temporal de velocidad medida con el vector, Qv. Ya que el vector se encuentra cerca del lecho y de la margen del río, la velocidad medida es menor que la que existe cerca de la superficie. En consecuencia, el cálculo de Q estará subestimado. Este error podría disminuir al utilizar un factor de corrección, fc = QADP/Qv, en base al cálculo de caudal a partir de las mediciones con el ADP frente a la posición del vector, QADP. El valor de QADP corresponde a una sola medición del vector.

En la Figura 10.2.17 se muestra la serie temporal de Q calculada en base a la velocidad del vector (Qv = Uv*A), el cálculo de Q con las mediciones del ADP (QADP), el cual es mayor que Qv en ese paso de tiempo, indicando que Qv subestima el valor de caudal. Por último se muestra la serie temporal de Q una vez aplicado el factor de corrección (Q = Qv*fc). Adicionalmente, se muestra la serie temporal de caudal observada en la desembocadura del río durante el ciclo de 12 horas. Se observa que la magnitud de Q en la desembocadura es mayor al estimado con el factor de corrección, lo que tiene sentido ya que se suman otros caudales al caudal principal del río antes de llegar a la desembocadura.

Figura 10.2.17 Series de tiempo de caudal, Q, en el Río Tonalá, calculado sólo a partir de las velocidades medidas con el vector (Qv, línea azul), calculado a partir de las mediciones con

el ADP en un paso de tiempo (QADP, punto negro), aplicando un factor de corrección al QV (línea roja con cruces), y en la desembocadura del río (ciclo de 12 horas, línea negra). La

variación del nivel del mar se muestra en el panel inferior.

Esta información resulta muy valiosa, tanto para calibrar/validar el modelo en ese punto del río con la serie temporal de nivel, como para obtener un valor de caudal medio (≈957.77 m3/s) durante toda la campaña de campo que sirva como forzamiento para las modelaciones.

(25)

10.3 INFORME CON LOS RESULTADOS Y CONCLUSIONES DEL ANÁLISIS DEL POTENCIAL DE INUNDACIÓN COSTERA

Adrián Pedrozo Acuña, Miguel Ángel Laverde Barajas, Jorge Gustavo González Armenta, Amaia Ruiz de Alegría Arzaburu.

Coordinación de Hidráulica

Se describe al potencial de inundación a lo largo de la costa como la ocupación temporal de tierra por agua que se encuentra fuera de sus confines naturales y que puede producir una amenaza o un daño. Considerando esta definición, se puede caracterizar al potencial de inundación costera por medio de la elevación máxima del agua durante la tormenta. La cual puede ser estimada por medio de dos parámetros principales:

a) El ascenso máximo del oleaje y; b) La marea de tormenta.

En términos generales, se puede definir al ascenso máximo del oleaje como la extensión vertical máxima a la que llegan las olas sobre la playa, por encima del nivel medio del mar (NMM). El ascenso máximo es importante para los ingenieros de costas, dado que este movimiento es responsable de la energía disponible para activar la erosión de una playa o duna. Por lo tanto, esta metodología contempla la caracterización del ascenso máximo como un factor clave para la evaluación de la vulnerabilidad de una playa.

Los valores de ascenso máximo dependen de la pendiente de una playa, rugosidad, porosidad y la existencia o no de una berma o duna, además de la geometría del oleaje incidente (Shore Protection Manual, 1984). Por otra parte, se define a la marea de tormenta, como el incremento en el nivel medio del mar cerca de la línea de costa que es resultado del gradiente de presiones generado por el viento (ej. huracanes o frentes fríos) sobre la costa. A pesar de que en el Golfo de México, el rango de marea es micro-mareal, es importante señalar que el fenómeno asociado a la marea de tormenta en Tabasco, puede producir inundación severa en zonas bajas cerca de la costa, tal y como se ha observado en la isla de Andres García en la boca lagunar de Mecoacán. Para alcanzar el objetivo planteado, como eje central del análisis se espera conservar y restituir el balance entre la caracterización de los riesgos de inundación costera por un lado, así como la conservación de los hábitats costeros existentes que de alguna forma funcionan como un amortiguador natural de dichos eventos.

OBJETIVOS

Los objetivos específicos de este componente del proyecto son:

• Desarrollar una metodología para estimar un índice de vulnerabilidad de la costa del Estado de Tabasco (inundación por ascenso del oleaje y marea de tormenta).

• Utilizar los modelos o ecuaciones hidrodinámicas operacionales para la determinación de las condiciones de operación del sistema durante condiciones extremas.

• Mejorar el estado del conocimiento de los procesos involucrados en la inundación costera del Estado.

(26)

La organización de este informe es la siguiente: la sección 2 presenta una descripción del área de estudio, su morfología, condiciones climáticas y división de la zona para su análisis eficiente. La tercera sección introduce la metodología utilizada para cumplir con los objetivos descritos, esta sección incluye el tipo de información recabada y las ecuaciones y herramientas estadísticas utilizadas para la modelación de escenarios de inundación; por último, la sección 4 muestra los resultados de vulnerabilidad por inundación costera para el estado de Tabasco y la cuarta sección presenta un resumen de las conclusiones y recomendaciones encontradas de la investigación.

ZONA DE ESTUDIO

Para el estudio de la vulnerabilidad por inundación costera, el estado de Tabasco, fueron seleccionados 39 a lo largo de la costa conforme a sus características físicas y geográficas. Estos puntos fueron agrupados en 4 regiones establecidas a través de los datos de las condiciones mareales existentes (a) Sánchez Magallanes, b) Cocohital, c): Comalcalco y d) (Figura 10.3.1).

Figura 10.3.1. Zonificación de la zona costera del estado de Tabasco, México.

METODOLOGÍA

La determinación de la vulnerabilidad costera por inundación en la costa de Tabasco, se evalúa por medio de una metodología modificada que tiene como base la que se desarrolló en la Universidad Politécnica de Cataluña en 2008. Así, la vulnerabilidad por inundación costera, se encuentra determinada por los efectos del ascenso máximo del oleaje (runup) y la sobre-elevación del nivel medio del mar por la acción de marea de tormenta (MT).

Esta metodología permite evaluar la vulnerabilidad del medio natural mediante la relación dinámica de las variables costeras, en función a las presiones ambientales que se ejercen. Su enfoque se centra en un modelo PER (presión, estado y respuesta) y evalúa la vulnerabilidad costera a partir de relación de los índices potenciales de inundación y erosión, los cuales determinan cuál segmento de la playa es más susceptible ante una tormenta.

Conforme a lo anterior este reporte se centra en la estimación del índice de vulnerabilidad de inundación costera, como parte de la evaluación de la vulnerabilidad costera en la región de Tabasco.

(27)

La Figura 10.3.2 presenta la metodología propuesta para la estimación de la vulnerabilidad de las zonas costeras por inundación. Así, los principales pasos para la obtención de este indicador fueron los siguientes: caracterización de la playa, caracterización de las condiciones de oleaje en casos extremos, evaluación de la respuesta de la playa en función a un índice potencial de inundación y finalmente el cálculo del índice de inundación costera. En esta figura, se indican con diferentes colores el tipo de información empleada en este análisis, por ejemplo, bases de datos existentes (verde), variables definidas (azul) y ecuaciones establecidas (amarillo).

Figura 10.3.2 Esquema metodológico para estimar la vulnerabilidad de las zonas costeras por inundación

(28)

10.3.1 CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA COSTERA

Antes de evaluar el potencial de inundación, es necesario evaluar el estado de la zona costera de Tabasco. Para este propósito, se utilizan parámetros geométricos que definen el grado de estabilidad de las playas en los puntos seleccionados a lo largo de la costa del estado.

En esta fase del proyecto la caracterización de la playa se estableció en la determinación de los perfiles de la playa y el ancho de playa de cada punto estudiado. Para ello fue necesaria la utilización de herramientas geográficas, tales como las imágenes satelitales y fotografías aéreas. A continuación se describe la metodología para el cálculo de cada variable.

Pendientes de playa

Las pendientes de playa de la costa de Tabasco fueron obtenidas a través de diferentes modelos digitales de elevación DEM, elaboradas a partir de la información de la nube de puntos LIDAR ajustada al terreno de la zona costera. El procedimiento de generación de los DEM’s, para la medición de las pendientes de playa, se realizó mediante una herramienta de análisis de imágenes satelitales la cual permitió interpolar los datos de la nube de puntos LIDAR en imágenes DEM de una resolución espacial de diferentes resoluciones (5, 10 y 20 metros).

Una vez generados los DEM’s en toda la zona, fueron superpuestos en una imagen satelital LANDSAT del estado con el fin de medir las pendientes por diferencia de profundidades en la zona de playa. La Figura 10.3.3 muestra la imagen superpuestas de los DEM’s con la imagen satelital.

Figura 10.3.3 Superposición de imágenes DEM’s sobre imágenes satelitales para el cálculo de pendientes de la zona costera

Anchos de playa

Así mismo, en cada punto seleccionado a lo largo de la costa los anchos de playa fueron determinados por medio del archivo de imágenes de satélite georeferenciadas obtenidas para toda la costa del estado de Tabasco.

(29)

El ancho medido digitalmente se definió como la distancia horizontal entre la zona de dunas (inicio de la playa) y hasta la zona de lavado (frontera entre mar y playa). La Figura 10.3.4 presenta ejemplos de la estimación del ancho de playa para cuatro puntos distribuidos a lo largo de la costa tabasqueña.

Descripción de paneles:

a) ilustra la medición para la barra de Tonalá, en la desembocadura del río con el mismo nombre;

b) presenta la estimación en un punto ubicado en la barra de Sánchez-Magallanes;

c) muestra los resultados en la parte oeste de la desembocadura de la laguna de Mecoacán; d) exhibe los resultados al oeste de la desembocadura del río Grijalva.

Figura 10.3.4. Imágenes pancromáticas de satélite georeferenciadas para la estimación del ancho de playa. Panel a) – QuickBird 1:12000, resolución 0.5m tomada 2009-03-31; panel b)

– QuickBird 1:12000, resolución 0.5m tomada 2009-02-08; Panel c) QuickBird 1:12000, resolución 0.5m tomada 2008-08-17; panel d) QuickBird , 1:12000, resolución 0.5m

tomada2007-12-20.

Sensibilidad de la playa

Con el objetivo de considerarla importancia de las zonas socioeconómicas localizadas a lo largo de la línea de costa del estado, se definió una variable de sensibilidad de playa de tal suerte que se pudiera relacionar la vulnerabilidad por inundación con las características socioeconómicas de cada punto. Su definición se realizó a partir de la clasificación de cada sector de la línea de costa con un número que refleja la característica física de la zona.

b) Región Tonalá a) Región Sánchez-Magallanes

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Este coeficiente representa un valor de sensibilidad de playa con base en las repercusiones que se podrían tener, en caso de que se presente una inundación costera. En la ponderación se determinó como condiciones más sensibles a aquellas áreas donde existen zonas pobladas. Así entonces, si existe el riesgo de perder vidas humanas, se considera un incremento en el índice de vulnerabilidad respecto al que se calcula en áreas no urbanizadas.

La Tabla 10.3.1 muestra la definición de la clasificación utilizada, junto con su respectivo factor de ponderación, para el cálculo de esta variable. Mientras que la Figura 10.3.5 presenta un ejemplo de cada clasificación, otorgada en función de las características físicas observadas en cada playa.

Tabla 10.3.1 Valores de la variable SP conforme a las características de playa

No. CARACTERISTICA SP

1 Playas adosadas a zonas pobladas en

barras, islas de barrera etc. 0.1 2 Playas adosadas a zonas pobladas y/o de

importancia económica 0.5 3 Playas adosadas a formaciones de

islas-barrera, flechas litorales, deltas 0.75 4 Playas adosadas a planicies sedimentarias,

paleo dunas, humedales 1

Figura 10.3.5. Ejemplo de la definición del coeficiente de sensibilidad de playa para cuatro puntos seleccionados sobre la costa del estado de Tabasco.

(31)

10.3.2 DEFINICIÓN DE LAS CONDICIONES DE OLEAJE EXTREMO

Para la definición de las condiciones de oleaje extremo a lo largo de la costa del estado de Tabasco, se utilizaron los valores de altura de ola máxima registrados durante los últimos 60 años, a partir de la información de los puntos más cercanos a la costa, de acuerdo con el atlas de clima marítimo de la vertiente Atlántica Mexicana desarrollado por Silva (2008). La Figura 10.3.6 presenta la ubicación geográfica de los puntos seleccionados dentro del atlas.

Este atlas contiene la información histórica del comportamiento del oleaje extremo durante los últimos 60 años (1948 -2007). En este sentido, la definición de las condiciones de oleaje extraordinarias utilizadas en este estudio, fueron definidas a partir del valor de altura de ola máxima significante y su periodo asociado reportado en esos cuatro puntos. Para ello, se utilizó el valor promedio de un tercio de las 60 peores tormentas reportadas en toda la historia.

1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 1 2 3 4 5 6 H sme d ia ( m ) 19451 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2 3 4 5 6 H sme d ia ( m ) 19451 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2 3 4 5 6 H sme d ia ( m ) 19451 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2 3 4 5 6 año H sme d ia ( m ) P0126 P0149 P0172 P0195

Figura 10.3.6. Panel superior - Ubicación de los puntos de información de las condiciones de oleaje; panel inferior – Alturas de ola significante media registrada en cada punto a lo

(32)

10.3.3 EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE INUNDACIÓN

Para la evaluación de la respuesta de la playa ante una inundación fue realizada, se utilizó el ascenso máximo de la ola en condiciones de tormenta, y la marea de tormenta. Para el cálculo del índice de potencial de inundación, se consideraron los peores escenarios de ascenso máximo y se relacionaron con diferentes escenarios de marea de tormenta.

Ascenso Máximo (Run-up)

Los valores de ascenso máximo para el índice de inundación se obtuvieron por medio de 3 ecuaciones, que permitieron establecer diferentes escenarios de ascenso ante la posibilidad de incidencia; el escenario probable, fue obtenido a partir de la fórmula de Holman y Sallenger (1985); el escenario posible, a través de la ecuación de Stockdon et al. (2006), y el peor escenario, fue obtenido conforme a la fórmula de Nielsen y Hanslow (1991). Estas ecuaciones fueron seleccionadas con base en las conclusiones presentadas en un estudio reciente abocado al cálculo del ascenso máximo por oleaje (Hughes et al. 2010). A manera de ejemplo, la Figura 10.3.7 presenta el cálculo del ascenso máximo a lo largo de los 39 puntos sobre la costa del estado para una condición dada. En esta figura, se puede observar que el peor escenario está descrito por la ecuación de Nielsen y Hanslow dado que determina la mayor distancia de ascenso máximo sobre la playa.

Figura 10.3.7 Valores de ascenso máximo en condiciones extremas de oleaje para cada punto de control

A continuación se describen las ecuaciones utilizadas:

Holman Y Sallenger 1985: Utilizada en diversos estudios para determinar la vulnerabilidad, en su mayoría, para cálculos en playas con pendientes suaves. Su cálculo relaciona el número de Iribarren y la altura de ola significante tal que:

(33)

El número de Iribarren en aguas profundas ξo es calculado por medio de la siguiente expresión,

(10.3.2) donde β tan es la pendiente de la playa y Lo la longitud de onda en aguas profundas, definida por

(10.3.3) • Stockdon et al. (2006): Se definió a esta ecuación para ser utilizada en la elaboración de escenarios posibles de ascenso máximo de las olas dado que es la que ha reportado mejores predicciones en playas naturales alrededor del mundo. Por lo que su nivel de confiabilidad es mayor respecto a las otras dos que se emplean. El cálculo del ascenso máximo a través de esta ecuación se realiza mediante la relación del setup y el swash, a través de la siguiente ecuación.

(10.3.4) Sin embargo para playa con condiciones extremadamente disipativas (ξ >0.3), la estimación del ascenso máximo se calcula con la siguiente ecuación

(10.3.5) • Nielsen y Hanslow (1991): Para la estimación del peor escenario, se utiliza esta expresión ya que de todas las ecuaciones utilizadas es la que proporciona el mayor valor de ascenso sobre la playa. El cálculo se realiza con una excedencia de 2% a partir de la siguiente ecuación:

(10.3.6)

En donde Lzum es calculada mediante

Lzum=0.6 (HormsLo) 0.5tan f f > 0.1

(10.3.7) Lzum=0.05 (HormsLo) 0.5 f < 0.1

(10.3.8)

Marea de tormenta

Además del ascenso máximo, la metodología propuesta contempla la consideración de la sobre elevación del nivel medio del mar como resultado de la acción de frentes fríos, nortes y huracanes sobre las costas.

(34)

La acción de estos eventos extremos se toma en cuenta por medio del nivel de marea de tormenta asociado a estos fenómenos meteorológicos. A fin de establecer diferentes escenarios de posibles sobre elevaciones del nivel medio en las costas, se consideraron 3 niveles de marea de tormenta para el análisis.

Esto permite la evaluación del impacto de este fenómeno sobre el cálculo de un potencial de inundación costera. Para este estudio los niveles de marea de tormenta considerados son de 0.5m, 1.0m y 1.5 m sobre el nivel del mar. La justificación en la selección de estos valores se hizo con base en el análisis estadístico presentado por Durán (2010) para el análisis del peligro por marea de tormenta en la vertiente atlántica mexicana, en el que estas sobre elevaciones en el nivel medio del mar tienen asociadas probabilidades de (100, 500 y 1000 años de periodo de retorno).

10.3.4 CALCULO DEL INDICE POTENCIAL POR INUNDACIÓN (IPI)

El potencial de inundación de una tormenta puede definirse como el potencial temporal de inundación de las zonas costeras, debido a la acción de las olas durante una tormenta (Figura 10.3.8). La evaluación de la vulnerabilidad a las inundaciones consiste básicamente en evaluar qué extensión de la zona costera es susceptible a ser inundada por la acción de una tormenta. Así el cálculo del IPI se define por medio de la ecuación 10.3.9.

(10.3.9) Donde

Ru= es el ascenso máximo estimado para el tipo de playa = es la desviación estándar del ascenso máximo, = es un factor de seguridad deseado en la playa BH= es la máxima altura de la cresta de la playa o duna.

Figura 10.3.8 Esquema de variables de interés en función de la vulnerabilidad por inundación

(35)

Para el desarrollo del presente trabajo, la ecuación presentada en (10.3.9) fue modificada de tal suerte que se pudiera incorporar un nuevo elemento en el análisis que influye en los niveles de vulnerabilidad obtenidos en cada punto. Este parámetro se define como el nivel de sensibilidad del área de influencia.

En consecuencia la ecuación para determinar el índice potencial de inundación, utilizada se encuentra determinada por:

(10.3.10) Donde SP, representa el parámetro de sensibilidad de playa que varía de 0 a 1 de acuerdo a la clasificación presentada en la sección 2.1.3 de este informe.

10.3.5 ÍNDICE DE VULNERABILIDAD POR INUNDACIÓN COSTERA PARA EL ESTADO DE TABASCO

Una vez calculados los índices potenciales de inundación en cada punto, estos valores fueron evaluados según la intensidad y los niveles de daño a fin de obtener un índice de vulnerabilidad por inundación asociado.

Esta evaluación se realizó por medio de la gráfica que relaciona los índices potenciales de inundación con los niveles de daño que se pueden tener. La Figura 10.3.9, presenta de forma gráfica la asociación de esta información.

Para una mejor representación gráfica de la información obtenida, se definió una escala de colores que permitiera identificar, de forma clara y concisa los rangos de vulnerabilidad por inundación a lo largo de la costa tabasqueña. La tabla 2 presenta la clasificación de colores seleccionada para cada nivel de daño, identificando las zonas de mayor vulnerabilidad (muy alta) con color rojo, alta con color naranja, media con amarillo, baja con verde claro y muy baja con verde oscuro. La organización de los resultados de esta forma, permitió que los diferentes índices de vulnerabilidad costera obtenidos para cada punto, fueran representados a lo largo de toda la línea de costa.

Figura 10.3.9 Función de relación entre los índices potenciales y los parámetros de vulnerabilidad V IV III II I Niveles de

(36)

Tabla 10.3.2. Clasificación por colores de los índices de vulnerabilidad por inundación costera.

10.3.6 RESULTADOS

ANÁLISIS GENERAL PARA TODA LA COSTA Resultados sin marea de tormenta

Los resultados del análisis de la vulnerabilidad por inundación costera en el estado de Tabasco se obtuvieron para los 3 niveles de marea de tormenta seleccionados y descritos en la sección anterior. Así se tienen cuatro posibles resultados que resultan de los escenarios de no considerar marea de tormenta y de tomar en cuenta tres niveles de sobre-elevación 0.5, 1.0 y 1.5m.

La Figura 10.3.10 presenta los resultados de la estimación del IVI para un los escenarios que no consideran la influencia de la marea de tormenta sobre las costas. Los valores de IVI están establecidos conforme a tres escenarios de acuerdo con las ecuaciones utilizadas para el ascenso máximo del oleaje. Esta figura proporciona información sobre la vulnerabilidad por inundación costera del estado en condiciones normales de nivel medio del mar.

Figura 10.3.10 Índice de Vulnerabilidad por Inundación (IVI) en condiciones normales (ej. sin marea de tormenta).

NIVEL DE DAÑO

ÍNDICE DE DE

VULNERABILIDAD COLOR

V Muy alta Rojo

IV Alta Naranja

III Media Amarillo

II Baja Verde Claro

(37)

En ella se pueden identificar a las zonas de la desembocadura del río Tonalá, la barra de Sánchez-Magallanes, la boca de la laguna de Mecoacán y la desembocadura del río Grijalva como las zonas más susceptibles a fenómenos de inundación costera. A partir de los resultados presentados en esta gráfica, se realizó el cálculo porcentual en términos de la longitud total de la costa del estado.

La Figura 10.3.11 presenta de forma gráfica los resultados obtenidos para este análisis en el que se presentan resultados en función del porcentaje de la costa expuesto a un determinado índice de vulnerabilidad por inundación bajo los tres escenarios de ascenso máximo estudiados. El panel izquierdo presenta la longitud en kilómetros de la costa tabasqueña caracterizada por un índice de vulnerabilidad por inundación dado. Mientras que el panel derecho presenta un resumen en términos del porcentaje de la costa expuesta a un determinado valor de vulnerabilidad.

A partir del estudio de esta figura, se puede determinar que (sin considerar la marea de tormenta) en el mejor de los escenarios (posible), cerca del 75% de la costa tabasqueña está caracterizada por una vulnerabilidad muy baja ante fenómenos de inundación por oleaje. Mientras que en el peor de los escenarios esta cifra ronda el 28%. En el caso de un índice de vulnerabilidad por inundación con valores de bajo y medio, se encontraron porcentajes de entre el 7% y 18% de la costa para los escenarios posible y peor, respectivamente.

Para el caso de las zonas de vulnerabilidad alta, cabe señalar que estas tienen asociadas regiones urbanizadas o áreas de mucha fragilidad como es el caso de barras arenosas y deltas. En el peor de los escenarios calculados, un 42.77% de la costa está expuesta a una vulnerabilidad alta por inundación costera, mientras que en el escenario probable un 19.81% de la costa quedaría expuesto.

Evidentemente, estos resultados no consideran la sobre elevación del nivel medio del mar por la presencia de eventos extremos sobre las costas (nortes y huracanes). Dado que la costa tabasqueña está expuesta a la acción de huracanes y nortes durante los últimos meses del año, es probable que los porcentajes reportados en este caso, subestimen el valor real de vulnerabilidad por inundación. Para complementar el análisis, la siguiente sección presenta los resultados considerando la acción conjunta de marea de tormenta y oleaje extremo sobre las costas.

(38)

0.00 50.00 100.00 150.00 MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO 2.61 5.02 17.06 23.97 143.84 38.17 13.80 13.88 31.40 95.25 82.33 0.00 19.94 36.03 54.21

SIN MAREA DE TORMENTA

Peor Escenario Esc. Probable Esc. Posible 1.36%2.61% 8.86% 12.45% 74.72% Esc. Posible MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO 19.83% 7.17% 7.21% 16.31% 49.48% Esc. Probable MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO 42.77% 0.00% 10.36% 18.72% 28.16% Peor Escenario MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO

Figura 10.3.11 Distribución de niveles del IVI de acuerdo a la longitud de la costa

Resultados de vulnerabilidad por inundación incluyendo la acción de marea de tormenta de +0.5m, +1.0m y +1.5m

Esta sección presenta los resultados del análisis de vulnerabilidad por inundación costera considerando la acción conjunta de oleaje extremo y marea de tormenta sobre las costas del estado. Los resultados se presentan para tres casos de sobre elevación definidos por 0.5, 1.0, y 1.5 m.

La Figura 10.3.12 presenta los resultados obtenidos para el caso de marea de tormenta de +0.5m. Notablemente, la sobre elevación del nivel medio del mar por la presencia de una marea de tormenta sobre las costas, acentúa los valores de vulnerabilidad por inundación. Esto se observa de forma más clara, en la región central de la costa donde se ubica la barra de Sánchez-Magallanes, en donde los índices de vulnerabilidad se incrementan sustancialmente. Por otra parte, la Figura 110.3.13 presenta los resultados obtenidos en función del porcentaje de la costa expuesto a un determinado índice de vulnerabilidad por inundación. El panel izquierdo presenta la longitud en kilómetros de la costa tabasqueña caracterizada por un índice de vulnerabilidad por inundación dado. Mientras que el panel derecho presenta un resumen en términos del porcentaje de la costa expuesta a un determinado valor de vulnerabilidad.

A partir del estudio de esta figura, se puede determinar que (considerando una marea de tormenta de +0.5m) en el mejor de los escenarios (posible), cerca del 59.75% de la costa tabasqueña está caracterizada por una vulnerabilidad muy baja ante fenómenos de inundación por oleaje. Mientras que en el peor de los escenarios esta alrededor del 19%.

(39)

En el caso de un índice de vulnerabilidad por inundación con valores de bajo y medio, se encontraron porcentajes de entre el 2% y 27% de la costa para los escenarios posible y peor, respectivamente.

En el peor de los escenarios calculados, las zonas de vulnerabilidad alta por inundación costera representan un 42.77% de la costa, mientras que en el escenario probable un 27% de la costa queda expuesto.

Figura 10.3.12 Índice de Vulnerabilidad por Inundación (IVI) en condiciones de marea de tormenta de +0.5m.

(40)

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO 10.38 22.75 18.83 25.51 115.03 51.97 1.73 28.63 19.94 90.24 82.33 4.90 15.04 53.34 36.90

MAREA DE TORMENTA DE 0.5

Peor Escenario Esc. Probable Esc. Posible 42.77% 2.54% 7.81% 27.71% 19.17% Peor Escenario MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO 27.00% 0.90% 14.87% 10.36% 46.88% Esc. Probable MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO 5.39% 11.82% 9.78% 13.25% 59.75% Esc. Posible MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO

Figura 10.3.13 Distribución de niveles del IVI de acuerdo a la longitud de la costa

La Figura 10.3.14 presenta los resultados obtenidos para el caso de marea de tormenta de +1.0m. En este caso, la sobre elevación del nivel medio del mar por la presencia de esta marea de tormenta sobre las costas, hace aun más evidente la vulnerabilidad por inundación de las costas del estado. Esto se observa de forma más clara, en la región central de la costa donde se ubica la barra de Sánchez-Magallanes, en donde los índices de vulnerabilidad se incrementan sustancialmente. Por otra parte, la Figura 10.3.15 presenta los resultados obtenidos en función del porcentaje de la costa expuesto a un determinado índice de vulnerabilidad por inundación. El panel izquierdo presenta la longitud en kilómetros de la costa tabasqueña caracterizada por un índice de vulnerabilidad por inundación dado. Mientras que el panel derecho presenta un resumen en términos del porcentaje de la costa expuesta a un determinado valor de vulnerabilidad.

A partir del estudio de esta figura, se puede determinar que (considerando una marea de tormenta de +1.0m) en el mejor de los escenarios (posible), cerca del 54.63% de la costa tabasqueña está caracterizada por una vulnerabilidad muy baja ante fenómenos de inundación por oleaje. Mientras que en el peor de los escenarios esta cifra ronda el 18.98 %.

(41)

En el caso de un índice de vulnerabilidad por inundación con valores de bajo y medio, se encontraron porcentajes de entre el 4% y 27% de la costa para los escenarios posible y peor, respectivamente. En el peor de los escenarios calculados, las zonas de vulnerabilidad alta por inundación costera representan un 42.77% de la costa, mientras que en el escenario probable un 27% de la costa queda expuesto.

Figura 10.3.14 Índice de Vulnerabilidad por Inundación (IVI) en condiciones de marea de tormenta de +1.0m.

(42)

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO 26.87 4.98 16.35 34.54 109.77 44.36 11.41 21.97 34.64 80.13 77.75 11.84 15.04 45.05 35.06

MAREA DE TORMENTA DE 1.0

Peor Escenario Esc. Probable Esc. Posible 42.77% 5.15% 5.21% 27.71% 19.17% Peor Escenario MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO 27.00% 4.79% 10.98% 15.55% 41.68% Esc. Probable MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO 19.83% 2.58% 5.49% 17.47% 54.63% Esc. Posible MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO

Figura 10.3.15 Distribución de niveles del IVI de acuerdo a la longitud de la costa

La Figura 10.3.16 presenta los resultados obtenidos para el caso de marea de tormenta de +1.5m. Este caso representa el forzamiento más desfavorable para el cálculo de la vulnerabilidad por inundación en la costa del estado. La sobre elevación del nivel medio del mar está asociada a la presencia de un huracán clase 3 sobre la costa.

Los valores de vulnerabilidad son notablemente incrementados en la región central de la costa donde se ubica la barra de Sánchez-Magallanes, y en las zonas de las desembocaduras de los ríos al mar. Así mismo, la Figura 10.3.17 presenta los resultados obtenidos en función del porcentaje de la costa expuesto a un determinado índice de vulnerabilidad por inundación. El panel izquierdo presenta la longitud en kilómetros de la costa tabasqueña caracterizada por un índice de vulnerabilidad por inundación dado. Mientras que el panel derecho presenta un resumen en términos del porcentaje de la costa expuesta a un determinado valor de vulnerabilidad.

A partir del estudio de esta figura, se puede determinar que (considerando una marea de tormenta de +1.5m) en el mejor de los escenarios (posible), cerca del 49.48% de la costa tabasqueña está caracterizada por una vulnerabilidad muy baja ante fenómenos de inundación por oleaje.

(43)

Mientras que en el peor de los escenarios esta cifra ronda el 17.6%. En el caso de un índice de vulnerabilidad por inundación con valores de bajo y medio, se encontraron porcentajes de entre el 2% y 16% de la costa para los escenarios posible y peor, respectivamente. En el peor de los escenarios calculados, las zonas de vulnerabilidad alta por inundación costera representan un 42.77% de la costa, mientras que en el escenario probable un 27.90% de la costa queda expuesto.

Figura 10.3.16 Índice de Vulnerabilidad por Inundación (IVI) en condiciones de marea de tormenta de +1.5 m.

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0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO 43.13 8.84 17.94 27.35 95.25 53.70 24.72 3.91 29.94 80.23 82.33 9.91 15.04 51.35 33.88

MAREA DE TORMENTA DE 1.5

Peor Escenario Esc. Probable Esc. Posible 42.77% 5.15% 7.81% 26.67% 17.60% Peor Escenario MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO 27.90% 12.84% 2.03% 15.55% 41.68% Esc. Probable MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO 22.41% 4.59% 9.32% 14.21% 49.48% Esc. Posible MUY ALTO ALTO MEDIO BAJO MUY BAJO

Figura 10.3.17 Distribución de niveles del IVI de acuerdo a la longitud de la costa km de costa

Referencias

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