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Consejo Profesional de Ingeniería Civil

Charla Debate sobre Inundaciones en Grandes
Centros Urbanos

Inundabilidad y Gestión Integrada del Riesgo
Hídrico

Dr Rodolfo D Aradas
Alcance de la exposición

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 Conceptos generales sobre análisis
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 La gestión integral del sistema de
desagües
Inundabilidad
Inundabilidad
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sistemas fluviales ;
 La visión de progreso del siglo XIX y comienzos del XX y el
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 Inundabilidad es, en la mayoría de los casos, un reflejo de
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entre el desarrollo urbano y la impronta natural
geomorfológica de la red natural de desagües.
Desde la época de civilización antigua

5

29/11/2013
También pasa en el 1° mundo:
el estuario del Támesis
Inundabilidad y gestión integrada del riesgo hídrico
Lo esencial es invisible a los ojos...
Conceptos Generales sobre Sistemas de
Desagües
Evolución del concepto de análisis (y gestión) - I

Q=CiA

La gestión consistía básicamente en la conducción del
excedente para una recurrencia elegida;
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2 y máximo 10 años
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representación física de la red;
Evolución del concepto de análisis (y gestión) - II
Vertido
Vertido
Vertido

Río de La Plata
Río de La Plata

Boca de
Boca de
registro
registro

Conducto
Pluvial

Conducto
Pluvial
PERFIL
Luego se evoluciona hacia una gestión más emparentada con la realidad física
del problema;
Se entiende la importancia de analizar la interacción de la escorrentía superficial
y de conductos
Se abre paso a una serie de criterios de diseño más amplio;
Se pone de manifiesto la respuesta hidrológica e hidráulica del un sistema
CONCEPTOS
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CONCEPTOS
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CONCEPTOS
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CONCEPTOS
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CONCEPTOS
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Enfoque hidrológico e hidráulico - I
Caudal
hidrológico

Caudal

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Hidráulico

2

10

50

100
Enfoque hidrológico e hidráulico - II
Caudal

Enfoque hidrológico

Enfoque hidráulico
Evento 2013 en Cuenca Ao Medrano
Caracterización espacial de la tormenta
01:
00a
m

02:3
0am

03:3
0am

Fuente: Servicio Meteorológico Nacional, CARACTERÍSTICAS METEOROLÓGICAS DEL EVENTO DE
PRECIPITACIONES INTENSAS OCURRIDAS EL 2 DE ABRIL DE 2013 - 25 de Abril de 2013

Fuente: Dirección de Infraestructura Urbana - Ministerio de Desarrollo Urbano - Gobierno
de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires

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INTENSAS OCURRIDAS EL 2 DE ABRIL DE 2013 - 25 de Abril de 2013

21

29/11/2013
CONCEPTOS
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29/11/2013
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29/11/2013
Cuenco Villa Martelli (Abril 2013)

25

29/11/2013
Análisis hidráulico – Interacción en entorno Martelli
Cota
desborde

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26

29/11/2013
Análisis hidráulico – Entubamiento en CABA

Ramal
Gral Paz
Ingreso
Martelli
Holmberg

27

29/11/2013
Conceptos sobre Gestión Integral del
Riesgo de Inundación
Desafíos actuales de gestión


Cómo seleccionamos un estándar de protección a la luz de fenómenos
extremos más frecuentes?



Qué pasa cuando aumentar el período de protección encuentra un límite
de factibilidad técnica en las obras clásicas de ingeniería?



Se está agotando el modelo de equilibrio técnico-económico para la
justificación de estándares de protección que funcionó en décadas
pasadas



Es imperioso romper con la “sensación” de protección y suficiencia que
dan las obras;



Necesariamente hay que dar un nuevo impulso a los conceptos y
evaluaciones de tolerabilidad del riesgo; concientización; educación;
percepción del riesgo; alertas, etc.
Modelo de Riesgo

Riesgo = Probabilidad x Consecuencia

La PROBABILIDAD se refiere a la chance que ocurra un

determinado PELIGRO.
Las CONSECUENCIAS de la inundación dependen de los
tipos de PELIGROS y de la MAGNITUD de la
VULNERABILIDAD a la cual están EXPUESTAS las personas,
la infraestructura, las actividades y el medio ambiente.


La inundabilidad está
fuertemente pautada por su
probabilidad de ocurrencia o
recurrencia. El análisis de riesgo
es la herramienta de análisis
ideal que permite ponderar la
magnitud del daño de un evento
de inundaciones en un marco
probabilístico;



La gestión del riesgo de
inundación propone mitigar los
riesgos de inundación a un nivel
aceptable o tolerable;



El análisis de riesgo es el que
permite sustentar dicho proceso
de toma de decisiones.

Gestión de Riesgo
Criterios de Toma de Decisión

• IGUALDAD:

“todos los individuos tienen
derecho incondicional a un
determinado nivel de protección”

• UTILIDAD:

“comparación de costos y
beneficios”
INDICADORES
Mapa de peligrosidad hídrica – Profundidades de afectación
INDICADORES
Mapa de peligrosidad hídrica – Extensión de afectación
INDICADORES
Mapa de peligrosidad hídrica – Producto VxD
INDICADORES
Criterios de zonificación – Producto VxD

Parámetro del Daño D x v (m2/seg)
Bajo

Medio

Alto

Niños

< 0,1

0,1 – 0,25

> 0,25

Adultos

< 0,3

0,3 – 0,70

> 0,70

Automóviles
personales

< 0,9

0,9 – 1,50

> 1,50

Viviendas
precarias

1,3

1,3 – 2,50

> 2,50

Viviendas de
madera bien
construidas

< 2,0; v > 2,0
m/s

2,0 – 5,0; v >
2,0 m/s

> 5,00

Viviendas de
mampostería

< 3,0; v > 2,0
m/s

3,0 – 7,0; v >
2,0 m/s

> 7,00
Mitigación y “Sensación de Seguridad”
Diagnóstico y diseño ante un espectro de eventos
100

90

80

100

Intensidad Media (mm/hs)

70

20

60

Inundación

10
50

30mm/hora durante
2 horas

5
40

2
30

1
20

30mm-1 hora

Sin Inundación

10

0
0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0
Duración (horas)

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0
Asentamiento y
drenaje
Buenos Aires en
1800
Alviadores 2012
Inundación en 1930

Inundación en 1985
Construcción de la red de
drenaje en 1940

Expansión de la
ciudad en 100 años
Problemas en zonas aluvionales
EL caso de la ciudad de Neuquén
Problemas en zonas aluvionales
Sólo funciona el combo de medidas …

Medidas estructurales (obras)
+
Medidas No Estructurales
+
Marco Institucional
Reflexiones y recomendaciones de gestión


Desarrollar planes integrales donde no los hay y luego darle continuidad a su
implementación; la ciudad de Buenos Aires cuenta con su PDOH aprobado desde el año
2006; un PDOH prescribe medidas pero más importante aún, sienta las bases para la
gestión futura;



Salvar definitivamente el paradigma de jurisdicción vs cuenca mediante la formación
de comités técnicos de análisis únicos;



Profundizar la concientización del riesgo de inundación; centrándonos más en el término
de vulnerabilidad que en la rigurosidad con la que cuantificamos peligros; en este
sentido desarrollar estrategias que apunten a aumentar resiliencia más que resistencia;



Planificar el uso de suelo poniendo en su justa medida la “seguridad” que brinda una
obra; rever la manera en que se comunica la frecuencia de ocurrencia de events
extremos;



La importancia de contar con registros meteorológicos que permitan una correcta
interpretación de los aspectos temporales y espaciales de la tormenta;



Intentar hacer nuevamente más visible los rasgos geomorfológicos de los sistemas de
desagüe.
Los mapas deberían
comenzar por
mostrar su realidad
de base que no es
su trama urbana
Gracias
Conceptos de gestión

• Los criterios de toma de decisiones;

• La complementariedad de estrategias de intervención;

• La concientización, percepción y comunicación del riesgo;

• Resistencia vs Resiliencia

46

29/11/2013

Halcrow - Informe Hidraulico
Concepto general de funcionamiento
(y gestión) de una red de desagües

47

29/11/2013

Halcrow - Informe Hidraulico
Dinámica hídrica de la cuenca
Aliviador
Holmberg: 19 %
del Área total de la
cuenca

Barrio Mitre

Cuenco Villa
Martelli
Villa
Maipú

Mun. San Martín:
46% del Área total
de la cuenca

Rameles Huergo,
Gral. Paz y
Sarmiento: 15%
del Área total de la
cuenca

48

29/11/2013

Halcrow - Informe Hidraulico

Área Total de la
Cuenca del A°
Medrano = 5567Ha
Aspectos específicos del evento de Abril de 2013

• Lámina total de 159mm en 12 horas con intensidad máxima de 54mm/hr;
• Afectación generalizada en toda la red; con el entubamiento final
respondiendo primero al aporte de Provincia y luego al del ramal Gral Paz;
• El cuenco amortiguador responde conforme a lo esperado: responde ante el
primer aporte de escorrentía de provincia y luego su recesión está
condicionada por los elevados niveles de restitución en CABA(diferidos en el
tiempo)
• Las obras de intercepción y trasvase (Holmberg, Martelli) reduciendo en un
40% el volumen emergente en superficie

49

29/11/2013

Halcrow - Informe Hidraulico
Evento de Abril 2013 (comparación 2001 vs 2013)

24 de Enero de 2001 – P 144mm (4 horas)
1-2 de Abril de 2013 – P 159mm (12 horas)
Intervalo de Recurrencia (años)

Duración
minutos

2

5

10

20

50

100

5

11

14

17

19

23

25

10

17

22

26

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39

15

21

28

33

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50

20

24

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104

120

48

64

75

86

103

113

180

52

69

81

93

110

123

Nota: Es importante mencionar que para una estimación de mayor
precisión de la recurrencia de eventos de diferentes duraciones, resulta
necesaria una actualización de los estudios de relaciones I – D – R,
incorporando todos los eventos máximos registrados hasta la fecha.

50

29/11/2013

Halcrow - Informe Hidraulico
Análisis hidráulico – Cuenco Amortiguador

51

29/11/2013

Halcrow - Informe Hidraulico
Cuenco Villa Martelli (Abril 2013)

52

29/11/2013

Halcrow - Informe Hidraulico
Análisis hidráulico – relación Provincia - CABA
Caudales A°Medrano Ingreso CABA
80

70

DIA 1.00m
M18
Medrano Provincia
Medrano CABA
DIA 1.90m

60

Q [m3/s]

50

40

30

20

10

Tiempo [Fecha Hora]

53

29/11/2013

Halcrow - Informe Hidraulico

0
20
:0

0
18
:3

0
17
:0

0
15
:3

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21
:3

20
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0

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Inundabilidad
Implementación de áreas de atenuación

Nivel de agua en
calle

Nivel de afectación
en el interior de
una propiedad
Implementación de áreas de atenuación


Zonas de expansión natural del sistema;



Reimplementación del uso del suelo pero en cota más baja;



Conectividad hidráulica sin bombeo;



Clara señalización de la zona (“banners geomorfológicos”);



Gestión del excedente: direccionamiento de la acumulación de agua



Posibilidad de rápida implementación que permita dar un mensaje a la población
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

Gestión ambiental – first flash y screening
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Inundabilidad y gestión integrada del riesgo hídrico

  • 1. Consejo Profesional de Ingeniería Civil Charla Debate sobre Inundaciones en Grandes Centros Urbanos Inundabilidad y Gestión Integrada del Riesgo Hídrico Dr Rodolfo D Aradas
  • 2. Alcance de la exposición  Inundabilidad  Conceptos generales sobre análisis de sistemas de desagües  La gestión integral del sistema de desagües
  • 4. Inundabilidad  El dilema de ocupación de las llanuras de inundación;  La convivencia explícita de los asentamientos con los sistemas fluviales ;  La visión de progreso del siglo XIX y comienzos del XX y el desarrollo de grandes urbes comienza a dejar implícita dicha impronta natural;  Inundabilidad es, en la mayoría de los casos, un reflejo de la vulnerabilidad de base de las ciudades y de la puja entre el desarrollo urbano y la impronta natural geomorfológica de la red natural de desagües.
  • 5. Desde la época de civilización antigua 5 29/11/2013
  • 6. También pasa en el 1° mundo: el estuario del Támesis
  • 8. Lo esencial es invisible a los ojos...
  • 9. Conceptos Generales sobre Sistemas de Desagües
  • 10. Evolución del concepto de análisis (y gestión) - I Q=CiA La gestión consistía básicamente en la conducción del excedente para una recurrencia elegida; En general se trabaja con recurrencias variables entre 2 y máximo 10 años El análisis es primordialmente hidrológico sin representación física de la red;
  • 11. Evolución del concepto de análisis (y gestión) - II Vertido Vertido Vertido Río de La Plata Río de La Plata Boca de Boca de registro registro Conducto Pluvial Conducto Pluvial PERFIL Luego se evoluciona hacia una gestión más emparentada con la realidad física del problema; Se entiende la importancia de analizar la interacción de la escorrentía superficial y de conductos Se abre paso a una serie de criterios de diseño más amplio; Se pone de manifiesto la respuesta hidrológica e hidráulica del un sistema
  • 12. CONCEPTOS Doble red desagües Hay calles que almacenan Hay calles que conducen
  • 15. CONCEPTOS Almacenamiento en el interior de propiedades Nodo del modelo Nivel de agua en calle Nivel de afectación en el interior de una propiedad Almacenamiento en el interior de una manzana
  • 18. Enfoque hidrológico e hidráulico - I Caudal hidrológico Caudal Caudal Hidráulico 2 10 50 100
  • 19. Enfoque hidrológico e hidráulico - II Caudal Enfoque hidrológico Enfoque hidráulico
  • 20. Evento 2013 en Cuenca Ao Medrano
  • 21. Caracterización espacial de la tormenta 01: 00a m 02:3 0am 03:3 0am Fuente: Servicio Meteorológico Nacional, CARACTERÍSTICAS METEOROLÓGICAS DEL EVENTO DE PRECIPITACIONES INTENSAS OCURRIDAS EL 2 DE ABRIL DE 2013 - 25 de Abril de 2013 Fuente: Dirección de Infraestructura Urbana - Ministerio de Desarrollo Urbano - Gobierno de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires Fuente: Servicio Meteorológico Nacional, CARACTERÍSTICAS METEOROLÓGICAS DEL EVENTO DE PRECIPITACIONES INTENSAS OCURRIDAS EL 2 DE ABRIL DE 2013 - 25 de Abril de 2013 21 29/11/2013
  • 23. Agua en superficie (E2013-I2013) 23 29/11/2013
  • 24. Análisis hidráulico – Interacción en entorno Martelli 24 29/11/2013
  • 25. Cuenco Villa Martelli (Abril 2013) 25 29/11/2013
  • 26. Análisis hidráulico – Interacción en entorno Martelli Cota desborde Nivel vertedero 26 29/11/2013
  • 27. Análisis hidráulico – Entubamiento en CABA Ramal Gral Paz Ingreso Martelli Holmberg 27 29/11/2013
  • 28. Conceptos sobre Gestión Integral del Riesgo de Inundación
  • 29. Desafíos actuales de gestión  Cómo seleccionamos un estándar de protección a la luz de fenómenos extremos más frecuentes?  Qué pasa cuando aumentar el período de protección encuentra un límite de factibilidad técnica en las obras clásicas de ingeniería?  Se está agotando el modelo de equilibrio técnico-económico para la justificación de estándares de protección que funcionó en décadas pasadas  Es imperioso romper con la “sensación” de protección y suficiencia que dan las obras;  Necesariamente hay que dar un nuevo impulso a los conceptos y evaluaciones de tolerabilidad del riesgo; concientización; educación; percepción del riesgo; alertas, etc.
  • 30. Modelo de Riesgo Riesgo = Probabilidad x Consecuencia La PROBABILIDAD se refiere a la chance que ocurra un determinado PELIGRO. Las CONSECUENCIAS de la inundación dependen de los tipos de PELIGROS y de la MAGNITUD de la VULNERABILIDAD a la cual están EXPUESTAS las personas, la infraestructura, las actividades y el medio ambiente.
  • 31.  La inundabilidad está fuertemente pautada por su probabilidad de ocurrencia o recurrencia. El análisis de riesgo es la herramienta de análisis ideal que permite ponderar la magnitud del daño de un evento de inundaciones en un marco probabilístico;  La gestión del riesgo de inundación propone mitigar los riesgos de inundación a un nivel aceptable o tolerable;  El análisis de riesgo es el que permite sustentar dicho proceso de toma de decisiones. Gestión de Riesgo
  • 32. Criterios de Toma de Decisión • IGUALDAD: “todos los individuos tienen derecho incondicional a un determinado nivel de protección” • UTILIDAD: “comparación de costos y beneficios”
  • 33. INDICADORES Mapa de peligrosidad hídrica – Profundidades de afectación
  • 34. INDICADORES Mapa de peligrosidad hídrica – Extensión de afectación
  • 35. INDICADORES Mapa de peligrosidad hídrica – Producto VxD
  • 36. INDICADORES Criterios de zonificación – Producto VxD Parámetro del Daño D x v (m2/seg) Bajo Medio Alto Niños < 0,1 0,1 – 0,25 > 0,25 Adultos < 0,3 0,3 – 0,70 > 0,70 Automóviles personales < 0,9 0,9 – 1,50 > 1,50 Viviendas precarias 1,3 1,3 – 2,50 > 2,50 Viviendas de madera bien construidas < 2,0; v > 2,0 m/s 2,0 – 5,0; v > 2,0 m/s > 5,00 Viviendas de mampostería < 3,0; v > 2,0 m/s 3,0 – 7,0; v > 2,0 m/s > 7,00
  • 37. Mitigación y “Sensación de Seguridad”
  • 38. Diagnóstico y diseño ante un espectro de eventos 100 90 80 100 Intensidad Media (mm/hs) 70 20 60 Inundación 10 50 30mm/hora durante 2 horas 5 40 2 30 1 20 30mm-1 hora Sin Inundación 10 0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Duración (horas) 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
  • 39. Asentamiento y drenaje Buenos Aires en 1800 Alviadores 2012 Inundación en 1930 Inundación en 1985 Construcción de la red de drenaje en 1940 Expansión de la ciudad en 100 años
  • 40. Problemas en zonas aluvionales EL caso de la ciudad de Neuquén
  • 41. Problemas en zonas aluvionales
  • 42. Sólo funciona el combo de medidas … Medidas estructurales (obras) + Medidas No Estructurales + Marco Institucional
  • 43. Reflexiones y recomendaciones de gestión  Desarrollar planes integrales donde no los hay y luego darle continuidad a su implementación; la ciudad de Buenos Aires cuenta con su PDOH aprobado desde el año 2006; un PDOH prescribe medidas pero más importante aún, sienta las bases para la gestión futura;  Salvar definitivamente el paradigma de jurisdicción vs cuenca mediante la formación de comités técnicos de análisis únicos;  Profundizar la concientización del riesgo de inundación; centrándonos más en el término de vulnerabilidad que en la rigurosidad con la que cuantificamos peligros; en este sentido desarrollar estrategias que apunten a aumentar resiliencia más que resistencia;  Planificar el uso de suelo poniendo en su justa medida la “seguridad” que brinda una obra; rever la manera en que se comunica la frecuencia de ocurrencia de events extremos;  La importancia de contar con registros meteorológicos que permitan una correcta interpretación de los aspectos temporales y espaciales de la tormenta;  Intentar hacer nuevamente más visible los rasgos geomorfológicos de los sistemas de desagüe.
  • 44. Los mapas deberían comenzar por mostrar su realidad de base que no es su trama urbana
  • 46. Conceptos de gestión • Los criterios de toma de decisiones; • La complementariedad de estrategias de intervención; • La concientización, percepción y comunicación del riesgo; • Resistencia vs Resiliencia 46 29/11/2013 Halcrow - Informe Hidraulico
  • 47. Concepto general de funcionamiento (y gestión) de una red de desagües 47 29/11/2013 Halcrow - Informe Hidraulico
  • 48. Dinámica hídrica de la cuenca Aliviador Holmberg: 19 % del Área total de la cuenca Barrio Mitre Cuenco Villa Martelli Villa Maipú Mun. San Martín: 46% del Área total de la cuenca Rameles Huergo, Gral. Paz y Sarmiento: 15% del Área total de la cuenca 48 29/11/2013 Halcrow - Informe Hidraulico Área Total de la Cuenca del A° Medrano = 5567Ha
  • 49. Aspectos específicos del evento de Abril de 2013 • Lámina total de 159mm en 12 horas con intensidad máxima de 54mm/hr; • Afectación generalizada en toda la red; con el entubamiento final respondiendo primero al aporte de Provincia y luego al del ramal Gral Paz; • El cuenco amortiguador responde conforme a lo esperado: responde ante el primer aporte de escorrentía de provincia y luego su recesión está condicionada por los elevados niveles de restitución en CABA(diferidos en el tiempo) • Las obras de intercepción y trasvase (Holmberg, Martelli) reduciendo en un 40% el volumen emergente en superficie 49 29/11/2013 Halcrow - Informe Hidraulico
  • 50. Evento de Abril 2013 (comparación 2001 vs 2013) 24 de Enero de 2001 – P 144mm (4 horas) 1-2 de Abril de 2013 – P 159mm (12 horas) Intervalo de Recurrencia (años) Duración minutos 2 5 10 20 50 100 5 11 14 17 19 23 25 10 17 22 26 30 35 39 15 21 28 33 38 44 50 20 24 31 37 42 50 56 25 26 35 41 47 55 62 30 29 39 45 52 61 68 60 37 49 58 66 78 87 90 44 59 69 79 93 104 120 48 64 75 86 103 113 180 52 69 81 93 110 123 Nota: Es importante mencionar que para una estimación de mayor precisión de la recurrencia de eventos de diferentes duraciones, resulta necesaria una actualización de los estudios de relaciones I – D – R, incorporando todos los eventos máximos registrados hasta la fecha. 50 29/11/2013 Halcrow - Informe Hidraulico
  • 51. Análisis hidráulico – Cuenco Amortiguador 51 29/11/2013 Halcrow - Informe Hidraulico
  • 52. Cuenco Villa Martelli (Abril 2013) 52 29/11/2013 Halcrow - Informe Hidraulico
  • 53. Análisis hidráulico – relación Provincia - CABA Caudales A°Medrano Ingreso CABA 80 70 DIA 1.00m M18 Medrano Provincia Medrano CABA DIA 1.90m 60 Q [m3/s] 50 40 30 20 10 Tiempo [Fecha Hora] 53 29/11/2013 Halcrow - Informe Hidraulico 0 20 :0 0 18 :3 0 17 :0 0 15 :3 0 14 :0 0 12 :3 0 11 :0 0 09 :3 0 08 :0 0 06 :3 0 05 :0 0 03 :3 0 02 :0 0 00 :3 0 23 :0 0 21 :3 20 :0 0 0
  • 55. Implementación de áreas de atenuación Nivel de agua en calle Nivel de afectación en el interior de una propiedad
  • 56. Implementación de áreas de atenuación  Zonas de expansión natural del sistema;  Reimplementación del uso del suelo pero en cota más baja;  Conectividad hidráulica sin bombeo;  Clara señalización de la zona (“banners geomorfológicos”);  Gestión del excedente: direccionamiento de la acumulación de agua  Posibilidad de rápida implementación que permita dar un mensaje a la población en el lapso de desarrollo de obras de mayor envergadura  Gestión ambiental – first flash y screening
  • 57. Evaluación preliminar de alternativas de almacenamiento