IV
Seminario
Técnico
sobre:
INUNDACIONES
FLUVIALES
Y
COSTERAS.
RIVER
AND
COASTAL
FLOODS.
Metodología
y
herramientas
para
la
elaboración
de
los
mapas
de
peligrosidad
y
riesgo
de
inundación
costera.
Antonio Tomás, Raúl Medina, Fernando J. Méndez, Javier L. Lara,
Roberto Mínguez, Omar F. Castellanos, Francisco F. Jaime, Pablo Higuera,
Felipe Fernández, Sheila Abad
Madrid, 25 de Marzo del 2013. 14:15 – 14:45 h.
Directiva
de
Inundaciones
2007/60/CE
• Fase
1)
Evaluación
Preliminar
de
los
Riesgos
de
Inundación
(EPRI)
Æ
terminada
• Fase
2)
Elaboración
de
los
Mapas
de
Peligrosidad
y
Riesgos
de
Inundación
Æ
finales
2013
• Fase
3)
Planes
de
Gestión
Directiva
de
Inundaciones
2007/60/CE
Fase
2)
Elaboración
de
los
Mapas
de
Peligrosidad
y
Riesgos
de
Inundación
Asistencia Técnica
Directiva
de
Inundaciones
2007/60/CE
Fase
2)
Elaboración
de
los
Mapas
de
Peligrosidad
y
Riesgos
de
Inundación
C3E: Cambio climático en la costa española
Asistencia Técnica
Consultores: Elaboración de los mapas
Bases de
datos Metodologías
y
TRABAJOS A REALIZAR POR LA ASISTENCIA TÉCNICA:
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la extensión previsible de la inundación costera.
TRABAJOS A REALIZAR POR LA ASISTENCIA TÉCNICA:
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la extensión previsible de la inundación costera.
• Desarrollo de una metodología de verificación y contraste de la
TRABAJOS A REALIZAR POR LA ASISTENCIA TÉCNICA:
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la extensión previsible de la inundación costera.
• Desarrollo de una metodología de verificación y contraste de la
evaluación preliminar de riesgos de inundación costera.
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la influencia del
TRABAJOS A REALIZAR POR LA ASISTENCIA TÉCNICA:
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la extensión previsible de la inundación costera.
• Desarrollo de una metodología de verificación y contraste de la
evaluación preliminar de riesgos de inundación costera.
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la influencia del
cambio climático en la extensión previsible de la inundación costera. • Desarrollo de una metodología que permita incluir la evolución de la
TRABAJOS A REALIZAR POR LA ASISTENCIA TÉCNICA:
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la extensión previsible de la inundación costera.
• Desarrollo de una metodología de verificación y contraste de la
evaluación preliminar de riesgos de inundación costera.
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la influencia del
cambio climático en la extensión previsible de la inundación costera. • Desarrollo de una metodología que permita incluir la evolución de la
línea de costa en la estima de la extensión de la inundación costera. • Desarrollo de una metodología que permita incluir los datos de
vulnerabilidad desarrollados en el proyecto C3E en los mapas del
TRABAJOS A REALIZAR POR LA ASISTENCIA TÉCNICA:
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la extensión previsible de la inundación costera.
• Desarrollo de una metodología de verificación y contraste de la
evaluación preliminar de riesgos de inundación costera.
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la influencia del
cambio climático en la extensión previsible de la inundación costera. • Desarrollo de una metodología que permita incluir la evolución de la
línea de costa en la estima de la extensión de la inundación costera. • Desarrollo de una metodología que permita incluir los datos de
vulnerabilidad desarrollados en el proyecto C3E en los mapas del
SNCZI
• Desarrollo de una metodología y de un software para, a partir de la
peligrosidad y la vulnerabilidad, estimar el riesgo de inundación
TRABAJOS A REALIZAR POR LA ASISTENCIA TÉCNICA:
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la extensión previsible de la inundación costera.
• Desarrollo de una metodología de verificación y contraste de la
evaluación preliminar de riesgos de inundación costera.
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la influencia del
cambio climático en la extensión previsible de la inundación costera. • Desarrollo de una metodología que permita incluir la evolución de la
línea de costa en la estima de la extensión de la inundación costera. • Desarrollo de una metodología que permita incluir los datos de
vulnerabilidad desarrollados en el proyecto C3E en los mapas del
SNCZI
• Desarrollo de una metodología y de un software para, a partir de la
peligrosidad y la vulnerabilidad, estimar el riesgo de inundación
costera.
TRABAJOS A REALIZAR POR LA ASISTENCIA TÉCNICA:
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la extensión previsible de la inundación costera.
• Desarrollo de una metodología de verificación y contraste de la
evaluación preliminar de riesgos de inundación costera.
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la influencia del
cambio climático en la extensión previsible de la inundación costera. • Desarrollo de una metodología que permita incluir la evolución de la
línea de costa en la estima de la extensión de la inundación costera. • Desarrollo de una metodología que permita incluir los datos de
vulnerabilidad desarrollados en el proyecto C3E en los mapas del
SNCZI
• Desarrollo de una metodología y de un software para, a partir de la
peligrosidad y la vulnerabilidad, estimar el riesgo de inundación
costera.
• Elaboración de los mapas de un caso piloto.
TRABAJOS A REALIZAR POR LA ASISTENCIA TÉCNICA:
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la extensión previsible de la inundación costera.
• Desarrollo de una metodología de verificación y contraste de la
evaluación preliminar de riesgos de inundación costera.
• Desarrollo de una metodología que permita estimar la influencia del
cambio climático en la extensión previsible de la inundación costera. • Desarrollo de una metodología que permita incluir la evolución de la
línea de costa en la estima de la extensión de la inundación costera. • Desarrollo de una metodología que permita incluir los datos de
vulnerabilidad desarrollados en el proyecto C3E en los mapas del
SNCZI
• Desarrollo de una metodología y de un software para, a partir de la
peligrosidad y la vulnerabilidad, estimar el riesgo de inundación
costera.
• Elaboración de los mapas de un caso piloto.
ÍNDICE
•
Introducción
• Metodología
• Herramienta
para
los
consultores
• Conclusiones
• Desarrollo
de
una
metodología
que
permita
estimar
la
extensión
previsible
de
la
inundación
costera
Introducción
Las bases de datos de oleaje y nivel del mar (MM, MA y Ref),
generadas en le marco del proyecto C3E, permite caracterizar
correctamente las dinámicas en el litoral español.
Downscaled Ocean
Waves, DOW (Camus et
al., 2013):
Oleaje propagado
Δx = 200 m – 50 m
Δt = 1 hora
61 años (1948‐2008) Calibrada con satélites Validada con boyas
Validación DOW con:
16 boyas en aguas profundas (OPPE) 32 boyas costeras (OPPE y XIOM)
www.c3e.ihcantabria.com
www.maruca.ihcantabria.com
Introducción
Validación GOS con: 20 mareografos (OPPE)
www.c3e.ihcantabria.com
Introducción
www.c3e.ihcantabria.com
Introducción
www.ih2vof.ihcantabria.com
El modelo numérico bidimensional IH2VOF, que resuelve las
ecuaciones de Navier‐Stokes, es uno de los más avanzados en su
Introducción
ÍNDICE
• Introducción
•
Metodología
• Herramienta
para
los
consultores
• Conclusiones
Metodología
• Desarrollo
de
una
metodología
que
permita
estimar
la
extensión
previsible
de
la
inundación.
Metodología
en
dos
fases:
Fase
1:
Inundación
con
nivel
del
mar (3D)
Fase
2:
Inundación
con
nivel
del
mar
y
oleaje en
la
costa
(perfiles
2D)
Nivel
del
Mar
Æ
Cota
Æ
Mapa
Inundación
Metodología
Nivel
del
Mar
Cota
de
Inundación
=
Marea
Astronómica
+
Marea
Meteorológica
+
Ref
(NMM
local
– NMM
Alicante)
Bases
de
datos
horarias
de
más
de
60
años
(1948
‐
2008)
del
Metodología
Nivel
del
Mar
Series
de
datos
de
Nivel
del
Mar:
Metodología
Nivel
del
Mar
Metodología
Nivel
del
Mar
La
cota
de
inundación
de
cada
periodo
de
retorno
se
corta
con
el
Modelo
Digital
del
Terreno.
Resumen
Fase
1:
Metodología
Nivel
del
Mar
Metodología
Nivel
y
Oleaje
Fase
2
Cota
de
Inundación
=
Marea
Astronómica
+
Marea
Meteorológica
+
Ref
(NMM
local
– NMM
Alicante)
+
Run
‐
up
del
Oleaje
Bases
de
datos
horarias
(1948
‐
2008)
del
Metodología
Nivel
y
Oleaje
Estudio
bidimensional
de
la
inundación
por
nivel
del
mar
y
oleaje
cada
200
m
(resolución
espacial
del
DOW)
Se
considera
inundada
la
parte
de
la
sección
que
es
alcanzada
por
el
2%
de
las
olas
en
cada
estado
de
mar
Ru2%
Ref
CI
CI
=
Ref
+
MA+MM+Ru
2%Nivel del mar
NMMA Nivel del mar
• Delimitación
de
la
costa
en
tramos
cada
200
m
Se
eliminan
los
puertos,
rías
y
estuarios
(zonas
donde
no
incide
directamente
el
oleje)
Metodología
Nivel
y
Oleaje
Metodología
Nivel
y
Oleaje
Metodología
Nivel
y
Oleaje
• Se
calcula
la
profundidad
de
cierre
h*
y
la
dirección
media
del
flujo
de
energía
en
temporal
(
θ
FE)
θFE
Metodología
Nivel
y
Oleaje
• Se
calcula
la
profundidad
de
cierre
h*
y
la
dirección
media
del
flujo
de
energía
en
temporal
(
θ
FE)
θFE
h*
Metodología
Nivel
y
Oleaje
• Corte
de
los
perfiles
del
terreno
y
definición
de
las
dinámicas
en
cada
perfil.
Se corta el MDT (P.
Emergido) y se junta
con el perfil de Dean
(P. Sumergido)
En total 30000 perfiles
En cada perfil se
seleccionan los 183
temporales (3 al año)
que mayor run‐up se
obtiene con la fórmula
• Simulación
numérica
con
modelo
IH2VOF
Ejecucion
de
30000
perfiles
y
183
estados
de
mar
horarios
cada
uno
(
5000000
ejecuciones).
Tiempo
de
simulación
de
cada
estado
de
mar
horario
aprox
4
días
¡¡¡ Inviable
hacer
todas
las
ejecuciones
!!!
Se
desarrolla
un
novedoso
método
de
clasificación
para
seleccionar
un
número
factible
de
ejecuciones
(del
orden
de
1000)
representativas
del
total
(5000000)
Metodología
Nivel
y
Oleaje
Metodología
Nivel
y
Oleaje
1 10 5 1 Hs=1m; Tp=12s Hs=4m; Tp=12s X (m) Y (m) X (m) Y (m)Formulaciones semi-empíricas:
Ru / Hs ~ Ir
Stockdon (2006), EurOtop (2007),…
Ru=1.1m Ru=4.4m Ru / Hs = 1.1 5 . 1 tan 0 = = L Hs Ir α 0 tan 1.5 Ir Hs L α = = tanα =1 10 tanα =1 5 0 0 0 0 tan tan Hs L y Hs L y Ru x Hs Ir x Hs Hs Hs Hs Hs L L α α ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = = = = ⋅
Ru / Hs = cte
Æ
Ir =cte
Æ
Pendiente Adimensional = cte
Pendiente
Adimensional
1.5 1 X / √(Hs*L0) Y / HsMetodología
Nivel
y
Oleaje
Playas reales:
Se
incorpora
la
información
de
la
geometría
real
del
perfil
(dunas,
cambios
de
pendientes,
etc.)
y
de
la
dinámica
actuante
(Hs,
Tp,
Nivel)
en
el
perfil
adimensional
;
de
manera
que
los
que
tengan
la
misma
forma
tendrán
el
mismo
Run
‐
Up
adimensional
(Ru
/
Hs).
Se
seleccionan,
de
los
5000000
perfiles
adimensionalizados
los
tipos
o
“clusters” para
ejecutar
con
IH2VOF
con
algoritmos
de
selección
(MaxDiss)
y
clasificación
(K
‐
mean)
para
variables
de
alta
dimensionalidad
(Camus
et
al.
2011)
Metodología
Nivel
y
Oleaje
En
cada
“cluster” o
tipo
de
perfil
se
seleccionan
los
10
‐
15
estados
de
mar
(Hs,
Tp
y
Nivel)
más
distintos
entre
si
(MaxDiss)
y
se
determina
su
perfil
real.
Metodología
Nivel
y
Oleaje
Se
ha
hecho
un
análisis
de
sensibilidad
con
los
resultados
del
cluster
1
basada
en
35
ejecuciones,
verificándose
que
con
10
era
suficiente
para
representarlos
correctamente
Se
realizan
1000
ejecuciones
numéricas
de
estados
de
mar
horarios
para
sacar
Ru
2%e
I
2%Z
Æ
Ru
2%X
Æ
I
2%Metodología
Nivel
y
Oleaje
Metodología
Nivel
y
Oleaje
• Fórmulas
IH2VOF
para
Ru
2%Metodología
Nivel
y
Oleaje
• Fórmulas
IH2VOF
para
I
2%Metodología
Nivel
y
Oleaje
• Se
genera
una
colección
de
fórmulas
IH2VOF
para
Ru
2%e
I
2%válidas
para
todas
las
dinámicas
actuantes
en
las
costas
españolas
y
geometrías
de
perfil
(salvo
acantilados)
Modo
de
uso:
‐ Se tiene un perfil real y un estado de mar (nivel, Hs y Tp)
‐ Se adimensionaliza el perfil para ver que cluster le corresponde
‐ Se entra en la fórmula IH2VOF del cluster correspondiente con Hs y L0
‐ Se obtienen los valores de Ru2% e I2%
Metodología
Nivel
y
Oleaje
• Se
ajusta
el
régimen
extremal
POT
con
todos
los
estados
de
mar
en
cada
perfil
Metodología
Nivel
y
Oleaje
• Generación
de
los
mapas
de
inundación
Metodología
Nivel
y
Oleaje
• Generación
de
los
mapas
de
inundación
Resumen:
Metodología
Nivel
y
Oleaje
ÍNDICE
• Introducción
• Metodología
•
Herramienta
para
los
consultores
Software
Carpeta donde están todos los perfiles .csv Se ven los perfiles por defecto o se cargan nuevos .csv o ascii
Software
Generación
y
guardado
automático
de:
• Figuras
de
diagnóstico
de
ajustes
(.png)
• Archivos
de
resultados
en
ascii
(.dat)
ÍNDICE
• Introducción
• Metodología
• Herramienta
para
los
consultores
• Se ha generado una novedosa metodología para elaborar los mapas de
peligrosidad, de forma eficiente y con suficiente precisión a lo largo del
litoral español (200 m).
• Se ha generado una novedosa metodología para elaborar los mapas de
peligrosidad, de forma eficiente y con suficiente precisión a lo largo del
litoral español (200 m).
• La existencia de las bases de datos meteo‐oceanográficas de gran calidad
(generadas en el marco del proyecto C3E) ha permitido definir la
metodología rápidamente y de forma homogénea.
• Se ha generado una novedosa metodología para elaborar los mapas de
peligrosidad, de forma eficiente y con suficiente precisión a lo largo del
litoral español (200 m).
• La existencia de las bases de datos meteo‐oceanográficas de gran calidad
(generadas en el marco del proyecto C3E) ha permitido definir la
metodología rápidamente y de forma homogénea.
• Los complicados procesos de inundación costeros se han simulado con el
modelo numérico IH2VOF (no se han utilizado formulas semi‐empíricas
para estimarlos).
• Se ha generado una novedosa metodología para elaborar los mapas de
peligrosidad, de forma eficiente y con suficiente precisión a lo largo del
litoral español (200 m).
• La existencia de las bases de datos meteo‐oceanográficas de gran calidad
(generadas en el marco del proyecto C3E) ha permitido definir la
metodología rápidamente y de forma homogénea.
• Los complicados procesos de inundación costeros se han simulado con el
modelo numérico IH2VOF (no se han utilizado formulas semi‐empíricas
para estimarlos).
• Con base en los resultados de las ejecuciones, se han realizado fórmulas para el cálculo del Ru2% e I2%, válidas para todo el rango de dinámicas y
geometrías de las costas españolas.
• Se ha generado una novedosa metodología para elaborar los mapas de
peligrosidad, de forma eficiente y con suficiente precisión a lo largo del
litoral español (200 m).
• La existencia de las bases de datos meteo‐oceanográficas de gran calidad
(generadas en el marco del proyecto C3E) ha permitido definir la
metodología rápidamente y de forma homogénea.
• Los complicados procesos de inundación costeros se han simulado con el
modelo numérico IH2VOF (no se han utilizado formulas semi‐empíricas
para estimarlos).
• Con base en los resultados de las ejecuciones, se han realizado fórmulas para el cálculo del Ru2% e I2%, válidas para todo el rango de dinámicas y
geometrías de las costas españolas.
• Se ha desarrollado una herramienta que permite aplicar de forma fácil y
cómoda la metodología expuesta.
• Se ha generado una novedosa metodología para elaborar los mapas de
peligrosidad, de forma eficiente y con suficiente precisión a lo largo del
litoral español (200 m).
• La existencia de las bases de datos meteo‐oceanográficas de gran calidad
(generadas en el marco del proyecto C3E) ha permitido definir la
metodología rápidamente y de forma homogénea.
• Los complicados procesos de inundación costeros se han simulado con el
modelo numérico IH2VOF (no se han utilizado formulas semi‐empíricas
para estimarlos).
• Con base en los resultados de las ejecuciones, se han realizado fórmulas para el cálculo del Ru2% e I2%, válidas para todo el rango de dinámicas y
geometrías de las costas españolas.
• Se ha desarrollado una herramienta que permite aplicar de forma fácil y
cómoda la metodología expuesta.
• Se integran los resultados mediante Sistemas de Información Geográfica.
Metodología
y
herramientas
para
la
elaboración
de
los
mapas
de
peligrosidad
y
riesgo
de
inundación
costera.
Antonio Tomás, Raúl Medina, Fernando J. Méndez, Javier L. Lara,
Roberto Mínguez, Omar F. Castellanos, Francisco F. Jaime, Pablo Higuera,
Felipe Fernández, Sheila Abad
Agradecimientos:
IV Seminario Técnico sobre INUNDACIONES FLUVIALES Y COSTERAS Madrid, 25 de Marzo del 2013. 14:15 – 14:45 h.
Metodología
Nivel
y
Oleaje
• Se
calcula
H
s12,
la
profundidad
de
cierre
h*
y
la
dirección
media
del
flujo
de
energía
en
temporal
(
θ
FE)
Cuando batimetría z=1.57*Hs12 Æ h*