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Luis Alejandro Sánchez, CIDRHI. Univ. Nac. Experimental Francisco de Miranda, Falcón, Venezuelae-mail: [email protected] Sahyris Méndez Escalante, CIDRHI. Univ. Nac. Experimental Francisco de Miranda, Falcón, Venezuelae-mail: [email protected]

Modelación y desarrollo de una base de datosespaciales del sistema de drenaje pluvialurbano de la ciudad de Coro

Resumen / Abstract INTRODUCCIÓNEn la Ciudad de Coro, el mantenimiento y crecimiento

de la red de drenaje consume todos los años un porcenta-je apreciable del presupuesto municipal. Aunado a esto,la falta de planificación, control y seguimiento de la infra-estructura de drenaje hace que cada vez los sistemas ylas gestiones fracasen. En el caso particular de la Ciudadde Coro, la municipalidad no cuenta con una herramientaque les permita manejar la gran cantidad de informaciónhidrológica y estructural del Sistema de Drenaje Urbanoexistente. La escasa sistematización de la información yel grado de dispersión de la misma, hace imposible sugestión mediante procedimientos tradicionales. (Gómezet al. 2009), afirma que la forma más económica y rápidade abordar la solución de esos problemas es con ayudade un modelo numérico de simulación de la realidad de lacuenca urbana y su red de drenaje. Para lograr esto, adiferencia de la gestión de inundaciones de origen fluvial,en los problemas de drenaje pluvial urbano se necesitatambién el disponer de un inventario de la infraestructuraexistente para la gestión y planificación de las redes deservicio, zonas de esparcimiento, áreas comerciales eindustriales y expansión urbana, por lo tanto, las herra-mientas informáticas para la gestión de esta base de da-tos espaciales debe permitir tales tareas (McKinney et al.1992).

Existen diferentes herramientas para gestionar y mo-delar el funcionamiento de un Sistema de Drenaje PluvialUrbano (SDPU), en tal sentido, los SIG, por su capacidadde integración y análisis de información proveniente dedistintas fuentes, es una de ellas. El uso de este tipo deherramientas informáticas en este campo, se ha limitadoexclusivamente a los paquetes comerciales incluso enlos casos donde se utiliza el modelo matemático SWMM

En este trabajo se presenta una breve recopilación del es-tado del arte y perspectivas futuras de las herramientascomputacionales destinadas a la evaluación de un Sistemade Drenaje Pluvial Urbano (SDPU). Se desarrolla la pro-puesta de un sistema de modelación basado en la aplica-ción de herramientas informáticas representadas por losSistemas de Información Geográfica (SIG) y unos modelosde simulación integrados. En el artículo, se presenta labase de datos espaciales del SDPU de Coro capital delEstado Falcón (pre- procesamiento), y adicionalmente, semuestran los resultados obtenidos al aplicar la herramien-ta en el análisis de inundaciones pluviales de un subsistemade drenaje superficial localizado al Este de la Ciudad.

Palabras clave: base de datos espaciales, drenaje pluvial,inundaciones urbanas.

This paper presents a brief compilation of the state of artand future advances with regard to computational toolsaimed at evaluation of an Urban Stormwater System. It alsodevelops a proposal based on advanced urban floodmodeling system by integrating the information in aGeographic Information System (GIS) with integratedsimulation models. This work aims at presenting the GISdatabase of Coro Stormwater System, and also shows someresults obtained by applying the tool to a major pluvialdrainage system located East of the City. Finally, it isexpected that this tool, incorporating GIS technologies, isable to create a logical and centralized database whichalso serves as input data for mathematical models.

Keywords: GIS, database, urban stormwater system, urbanfloods.

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como motor de cálculo para la modelación (Barber et al.1994).

Un estudio comparativo realizado por el autor de losplanes directores de drenaje, entre municipalidades enpaíses de América latina y algunas ciudades de paísesindustrializados, permitió constatar que en general, algu-nos países latinoamericanos todavía predomina el enfo-que tradicional, es decir, Método Racional para la estima-ción de la escorrentía y la Ecuación de Manning para eltránsito en los conductos, sin contemplar, las técnicas deanálisis que permiten modelar el comportamiento real delsistema, en régimen no uniforme y no permanente. Latendencia general en lo que respecta a las técnicas deanálisis actuales empleadas tanto para el diseño comopara la evaluación, está orientada hacia los modelos ma-temáticos integrados. Los modelos integrados incluyendos componentes vinculados: el Modelo hidrológico y elhidráulico. El primero orientado a modelar procesos debaja escala como almacenamiento en depresiones, Inter-cepción, y el flujo sobre superficies impermeables en áreasurbanas con delgadas capas de suelo y baja capacidadde infiltración. En cambio, el componente de simulaciónhidráulica se ha caracterizado por la utilización de mode-los de tipo Simplificado por ejemplo la aproximación de laonda cinemática o Completo en el cual se resuelven com-pletamente las ecuaciones de Saint Venant.

En este trabajo, se presenta una propuesta basada enel uso de herramientas SIG en la preparación de la infor-mación básica de entrada al modelo y en la construcciónde la infraestructura de datos espaciales así como losModelos de Simulación Integrados que facilitan el manejoy tratamiento de la información espacial geo-referenciaday sus características descriptivas como apoyo al análisisy evaluación de la infraestructura de drenaje pluvial urba-no, aprovechando al máximo las herramientasinformáticas de fácil acceso en especial las de dominiopúblico como el modelo integrado EPA-SWMM. Los mo-delos más conocidos para drenaje urbano son el MOUSE(En Europa) y el SWMM (América), sin embargo el SWMMa diferencia del MOUSE es de acceso público. Cabe des-tacar que el modelo EPA SWMM 5.0 no tiene una integra-ción directa con SIG, no obstante, existen diversas em-presas comerciales que tienen softwares de cálculohidrológico e hidráulico que utilizan como motor de cálcu-lo a SWMM 5.0 y que además tienen integración con SIG,entre ellos: PCSWMM.NET, MIKE SWMM, INFOSWMM,MHWSoft, AGSWMM, SWMM CONNECT y el XPSWMM(Sánchez 2008).

La vinculación SIG-Modelo Integrado está orientadahacia dos objetivos centrales, uno de ellos es emplearlopara el pre-procesamiento de la información requerida porel modelo SWMM el cual será utilizado para cuantificar elriesgo asociado a las inundaciones urbanas y el otro, para

manipular una base de datos histórica con todos los atri-butos de las cuencas urbanas y la ubicación y caracteri-zación exacta de cada uno de los componentes del siste-ma.

El trabajo muestra además una breve recopilación delestado del arte sobre las herramientas computacionalespara la gestión de inundaciones pluviales urbanas, y pre-senta los resultados obtenidos de la aplicación de estatecnología en un caso de estudio del Sistema de Drenajede Coro. Este proyecto se encuentra en desarrollo, portanto, el caso de aplicación se circunscribe a una partedel SDPU de la Ciudad de Coro en el Estado Falcón, Ve-nezuela y solo se incluyen los métodos para el pre-proce-samiento de la información de entrada, sin embargo, lainvestigación también prevé el tratamiento espacial de lassalidas del modelo matemático utilizando el SIG. Los ob-jetivos del artículo son:

• Presentar la base de datos espaciales del SDPU enel sector oeste de la Ciudad de Coro soportado en plata-forma SIG.

• Mostrar los resultados obtenidos al aplicar la herra-mienta en el análisis de inundaciones pluviales de un Sub-sistema de drenaje superficial en la Ciudad de Coro.

Tendencias en el análisis de Sistemas de DrenajePluvial Urbano

Una revisión general de la evolución histórica en el de-sarrollo de los modelos para el análisis y diseño de infra-estructura de drenaje pluvial en ambientes urbanos, per-mite afirmar que el avance ha sido desigual en diferentespaíses o regiones. Los modelos hidrológicos más poten-tes, han ido mejorando su campo de aplicación enfocán-dose en la simulación del transporte de la escorrentía su-perficial para estimar la producción y evolución de cargascontaminantes asociadas a dicha escorrentía. En gene-ral, los modelos han sido ampliamente usados en el cam-po de la Ingeniería y su complejidad ha aumentado a me-dida que se descubren nuevas herramientascomputacionales para resolver con rapidez las ecuacionesmatemáticas representativas de fenómenos físicos de-terminados. (Riccardi 2001), afirma que en la actualidadlas mayores limitaciones en el modelado hidrológico-hi-dráulico de los procesos lluvia-escorrentía están vincula-dos a insuficiencia de datos, especialmente en países endesarrollo. En el caso de Venezuela, la aplicación se hacentrado en mayor medida en el diseño ydimensionamiento de componentes de la redes de drena-je para prevenir inundaciones en el medio urbano y enmenor medida en como herramienta para la planificacióndel crecimiento urbano en las grandes ciudades.

Uno de los aspectos que diferencia el análisis de losprocesos hidrológicos lluvia-escorrentía en ambientes ru-rales con los ambientes urbanos, tiene que ver con laescala de estudio y la consideración de procesos

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Modelación y desarrollo de una base de datos espaciales del sistema de drenaje pluvial urbano de la ciudad de Coro

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Luis Alejandro Sánchez y Luisana Sahyris Méndez Escalante


hidrológicos e hidráulicos predominantes. (Achleitner2006).

ción integral de modelos y a analizar los progresos cientí-ficos en la modelación Hidrológica en cuencas urbanas,fueron presentadas por (Papadakis et al. 1973); (Marsaleket al. 1974). El autor resalta los aportes realizados porestos trabajos para demostrar las bondades de uno u otromodelo, aunque para la época no existían muchos mode-los integrados. Sin embargo, ninguno de los trabajos esconcluyente ni ofrece un criterio aceptable para la compa-ración objetiva y multicriterio de los modelos evaluados.

En la última década, numerosas investigaciones sobreel análisis del flujo en la superficie de la ciudad, han sidodesarrolladas orientados a la creación de nuevos mode-los de simulación, y a la comparación de sus atributos.Como ya se menciono, los modelos más conocidos paradrenaje urbano son el MOUSE y el SWMM , ambos per-miten trabajar con la planeación ya que están diseñadospara proporcionar una perspectiva de los efectos en lacantidad y calidad del agua pluvial en ambientes urbanos,sin embargo el SWMM a diferencia del MOUSE es dedominio público. La primera versión del SWMM fue desa-rrollado en 1971 por Metcalf and Eddy , de la Universidadde Florida (Resources Engineers for the U.S.Environmental Protection Agency EPA).

Es preciso resaltar que gran parte de los estudios don-de se aplican modelos de simulación en ambientes urba-nos, no se contempla la etapa de calibración y validaciónde los resultados. En este sentido, Urbonas (2007), rea-lizó un estudio exhaustivo en el que analizó cuán segurosy precisos son los resultados de los modelos para drenajeurbano, en aspectos como: el efecto de la distribuciónespacial y temporal de la lluvia, la magnitud de los errorescuando no se tienen datos para calibrar o el origen de lasdatos es sospechoso, la Incertidumbre inducida por la lon-gitud de registros de lluvias máximas, entre otros aspec-tos. En el trabajo se concluye que menos del 5% de lassimulaciones en ambientes urbanos realizadas en losEstados Unidos son contrastados con datos de campo yque el principal elemento para obtener resultados confiablesen el modelado de sistemas de drenaje urbano es la des-treza del modelador, en segundo lugar está la seleccióndel modelo apropiado, y por último está el motor matemá-tico del modelo. A pesar que este investigador se limita alos casos de aplicación en Norte América, las limitacio-nes y las dificultades para calibrar y validar los modelospara drenaje urbano coinciden con las que enfrentan lospaíses en desarrollo en cuanto a la información de campodisponible. Finalmente, se están desarrollando investiga-ciones orientadas a mejorar las metodologías para la esti-mación del riesgo asociado a la inundaciones de origenpluvial (localizadas) en ambientes urbanos (flujo en ca-lles), a partir de la construcción de mapas temáticos depeligrosidad y vulnerabilidad física. El autor considera quelos aportes realizados por (Kamal et al. 2004) representanun referencia importante.

Figura Nº1. Stefan Achleitner (2006), "Modular conceptualmodelling in urban drainage development and application of citydrain", Innsbruck, Austria

El alto nivel de detalle, que requiere la simulación delmovimiento del agua en ambientes urbanos, ha sido estu-diado ampliamente (Zaghloul 1983), (Maksimovic 2001),(García et al. 2004). A criterio del autor, los resultadosobtenidos por estos investigadores están enfocados aanalizar solo el grado de discretización, y no dejan clarolos criterios óptimos que el modelador debe asumir paradicha discretización. El efecto de escala sobre la simula-ción del Flujo de Agua Superficial en Áreas Urbanas usan-do modelos basados en la Onda Cinemática fue estudia-da por (Pedraza 2006), en este trabajo se desarrollo unproceso de agregación espacial aplicable solo a cuencasurbanas pequeñas, en el que se demostró que en estetipo de cuencas el efecto del flujo superficial predominasobre el efecto del flujo en cauces y para escalas mayo-res, el proceso dominante corresponde al efecto del flujoen cauces por encima de el efecto del flujo superficial, porlo que la respuesta hidrológica pasa a depender más delos parámetros geométricos e hidráulicos de la red de dre-naje.

Las primeras investigaciones orientadas a la evalua-

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MATERIALES Y MÉTODOSEl presente trabajo se estructuró con una metodología

que comprende cuatro etapas comenzando por la recolec-ción y sistematización de Información de Campo, actuali-zación de la cartografía municipal, levantamiento topo-gráfico e inventario de la infraestructura de drenaje exis-tente (Sánchez 2009). Luego, se utilizó el SIG con dosobjetivos fundamentales, el primero fue crear la Infraes-tructura de datos espaciales y el segundo como base dedatos espacial para pre-procesar la información de entra-da al Modelo. Finalmente, se implementó el modelo dedominio público EPA-SWMM para el diagnóstico del fun-cionamiento hidráulico del Sistema Oeste de la Ciudad.Dichas etapas se detallan a continuación:

Recolección de la Información de Campo y DatosBásicos del Sistema de Drenaje Pluvial Urbano

En primer lugar, se delimitó el área de estudio el cual,se divide de manera general en dos zonas: el SistemaOeste (SO) conformado por la Quebrada de Coro y laQuebrada de Chávez y, el Sistema Este (SE) constituidopor el Rio Coro y la Laguna de Fundaparques. (Ver figura1). Dentro de estos grandes Sistemas, existen otrossubsistemas de drenaje formados por algunos canalessecundarios, obras de captación superficial y colectoresenterrados, que en su totalidad conforman el Sistema deDrenaje mayor y menor de la Ciudad. Esta etapa prelimi-nar permito definir la estructura de base de datos gráfica yno gráfica, así como identificar los atributos que debíanrecopilarse para cada uno de los sistemas (Sánchez 2009).

Luego, se realizó el trabajo de campo incluyendo ellevantamiento de la topografía urbana, y el inventario de-tallado de la infraestructura de drenaje en la zona de es-tudio, dicho trabajo permitiría también la validación de losdatos existentes. Para ello, se diseñó una planilla que

permite sistematizar los datos estructúrales y funciona-les y que además, integra una inspección visual con elanálisis técnico cualitativo de las estructuras con el fin deobtener resultados fiables y de calidad. Este formularioademás, permitió elaborar la memoria fotográfica de lainfraestructura del Sistema de drenaje mayor y menor. Eltrabajo de campo se realizó a través de recorridos por lazona de estudio; estos recorridos se hicieron en diferen-tes ocasiones y condiciones; es decir, en períodos delluvia y en períodos de sequia durante varios meses paraconocer la evolución de las condiciones físicas de la redy así realizar el análisis multi-temporal de los sistemas.

En esta etapa se busca obtener una base de datosdetallada de las características físicas y funcionales delas estructuras del área en estudio (usos del suelo). Cabedestacar que, la clasificación de los Sistemas de drenajepluvial urbano adoptada en esta investigación, coincidecon la clasificación adoptada por la mayoría de los inves-tigadores a nivel internacional. El resultado relevante deesta fase, consistió en el inventario sistematizado y deta-llado de las estructuras de drenaje mayor y menor tantodel sistema Este como del sistema oeste de la Ciudad deCoro.

Por otra parte, otro de los procedimientos tomados encuenta para la validación de los datos, partió desde elmapa base de la ciudad en formato digital. Para ello, sedescargaron una serie de imágenes de satélite con altaresolución a través del programa de dominio público GoogleEarth las cuales fueron escaladas, geo-referenciadas ysuperpuestas con el mapa base de Coro enlazado con lospuntos de la red geodésica municipal a fin de corregirlo yactualizarlo, tomando en cuenta que existen muchas zo-nas que han sido urbanizadas de forma acelerada y noplanificada en los últimos años.

Figura 2.- Localización Geográfica de la Zona de Estudio.

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Base de Datos EspacialesEn esta fase, se utilizó el SIG como herramienta princi-

pal para construir un conjunto de capas con las caracte-rísticas de la infraestructura de drenaje pluvial. Para sis-tematizar y simplificar el proceso de recolección de infor-mación la ciudad se dividió en dos sectores, el este y eloeste. El catastro informatizado del sistema de Drenaje,se apoyó en las planillas con la información levantada encampo, en cada planilla se contemplo un volumen impor-tante de información, la cual es necesaria para alimentarla base de datos. Entre los datos que incluye están: laubicación, la geometría de las estructuras, las caracterís-

Figura 3.- Imagen de Satélite Georeferenciada y Superpuesta sobre la cartografía digital de Coro.

ticas físicas y funcionales así como un reporte fotográficomulti-temporal, entre otros tópicos.

Una vez creada la base de datos topográfica y de infra-estructura de drenaje pluvial, se procedió a lainformatización de la base de datos del SIG. Para lainformatización, fue necesaria la identificación, caracteri-zación y codificación de las estructuras. En este sentido,la identificación, consistió en localizar todas las estructu-ras de drenaje existentes en la zona de estudio, determi-nando así el número y tipo de estructuras de captación decada sistema. Con la base de datos topográfica y de in-

Figura 4.- Mapa Temático del Tipo de Estructura (Sistema de Drenaje Mayor).

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fraestructura de drenaje cargadas en el SIG, se pasó a lacreación de los diferentes mapas temáticos, los cualescontemplan la conjugación de mapas cartográficos, ele-mentos gráficos de la red, información alfanumérica entreotros elementos asimismo, estos permiten al usuariovisualizar y cuantificar cualquier tipo de información de-seada relacionada con el estudio y la existente dentro dela base de datos. Como por ejemplo: visualizar y cuantifi-car los tipos de estructura existentes, su forma, estadofísico, estado funcional entre otros atributos. La ventajade estos mapas temáticos es que con ellos, se puedenrealizar rápidos análisis de algún objeto o característicade la estructura con el fin de facilitar los planes de mante-nimiento así como cuantificar alguna característica enparticular de los mismos.

Por último, se construyó una base de datos con lascotas de pavimento de calles debidamente geo-referenciadas y enlazadas a la red geodésica municipalde la ciudad. Siendo esto fundamental por una parte, paratener idea de los cambios en las condiciones topográficasde la zona en estudio a fin de proyectar en base a elloestudios futuros, y por otra parte, como insumo principalpara la construcción del Modelo Digital de Elevación y lageneración semi- automática de los mapas con patronesde flujo en calles así como también los datos de entrada alos modelos de simulación hidrológicos e hidráulicos.

Cabe destacar que, la importancia del MDE en la esti-mación y construcción de mapa de riesgo asociado a lasinundaciones pluviales, es vital, sobre todo con una topo-grafía tan plana como la de Coro. Sin embargo, el MDE enesta investigación se utilizó exclusivamente para obtenerun mapa de patrones de flujo lo cual ayuda en gran medi-da a la delimitación de las sub-cuencas en cualquier cuen-ca urbana.

Finalmente, se implementó la herramienta SIG en va-rios casos de aplicación como: control y seguimiento delestado físico estructural de las estructuras de los siste-mas de drenaje pluvial, en los cuales se evaluó la geo-metría de los canales y el análisis multi-temporal de lasestructuras, luego se hizo la definición de las cuencas ysub-cuencas vertientes por medio de los patrones de flujohaciendo la comparación entre una metodología manual yuna metodología automática usando el software Surferv8, y como última aplicación se implementó para obtenerlos datos de entrada para alimentar modelos de simula-ción.

Uso del SIG como base de datos espacial para modelar SDPUEn el estudio de los Sistemas de Drenajes Urbanos, la

relación entre los modelos de aguas pluviales y los SIGpueden tomar muchas formas o bien, ser usados en dossentidos: a) como un preprocesador de almacenamientosimple de los datos espaciales b) como preprocesador

para estimar parámetros de entrada a los modelos (Martinet al. 2005). Actualmente, la mayoría de los modelos ana-líticos permiten realizar el análisis hidrológico y el transitohidráulico en un solo modulo o interface grafica. El aco-plamiento de estos modelos con SIG representa una he-rramienta efectiva para la gestión de inundaciones urba-nas especialmente cuando no se tienen suficientes regis-tros de estaciones hidro-metereológicas y cuando se re-quieren mapas de zonificación. En este sentido el autordestaca como ejemplo, las extensiones (scripts) desarro-lladas por (Kopp 1998) específicamente para el ArcViewGis. El manejo de los parámetros hidrológicos de entradaal modelo, fue posible a partir de la base de datos espa-cial a través de un archivo compatible con un fichero deentrada al SWMM. Los modelos de datos en los archivosde intercambio fueron diseñados para el Pre procesa-miento de la geometría, parámetros de las cuencas y dela distribución espacial de los nodos (bocas de inspec-ción) del sistema menor.

Figura 5.- Esquema de la Metodología para el Pre-procesamiento.

Implementación del Modelo Matemático en el Diagnósticodel Funcionamiento Hidráulico del Sistema Oeste

El sistema de drenaje de la zona este de la ciudad estáconstituido principalmente por sumideros de ventana paracaptar el agua y colectores enterrados para conducirla alos sitios de descarga. En este sector de la ciudad, seaplicó el modelo SWMM para analizar y evaluar el funcio-namiento del drenaje superficial y subterráneo para dife-rentes escenarios de lluvia. Con los resultados del SWMM,se construyó la curva de evolución de caudales para toda

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la vía, para ello se dividió en tramos respondiendo a latopografía y la direcciones del flujo. Estas gráficas, repre-sentan el patrón de comportamiento del agua a lo largo dela vía (caudal vs distancia) y (tirante vs distancia), restrin-gido a un valor máximo de tirante y ancho mojado permi-sible para establecer su capacidad máxima de conduc-ción. Con la condición de calado admisible, y con los ni-veles simulados en cada tramo de la vía, se determinaronlas zonas de amenaza en las cuales se supera la capaci-dad de la vía y se pone en peligro la libre circulación depeatones y vehículos.

Aprovechando las potencialidades el SWMM, se pro-cedió a formular una propuesta de solución que compren-de la incorporación de nuevas estructuras de captaciónen los puntos críticos. Para ello, solo se agregaron en elmodelo conceptual las posibles obras de captación en lospuntos de interés en función de lo observado en las cur-vas de evolución tanto de flujo como de calados, simulan-do reiteradamente para observar el comportamiento hi-dráulico de la vía, una vez incorporada cada estructura,hasta obtener la curva de evolución modificada.

Este tipo de análisis con el SWMM sería trabajoso desdeel punto de vista de la recopilación de la información bási-ca, es en este aspecto, en la infraestructura de datosespaciales de la zona y el catastro digitalizado de lasáreas tributarias hacia la Avenida, es donde se aprove-chan las ventajas que ofrece esta nueva herramienta.

RESULTADOS Y DISCUSIONESEn función del trabajo de campo para la obtención del

catastro de la infraestructura de drenaje pluvial urbano de

Figura 6.- Mapa de Contornos MDE.

la Ciudad de Coro, en total, se digitalizaron 193 formula-rios de campo y 234 memorias fotográficas solo en elSistema Oeste. Para construir el MDE se levantaron alre-dedor de 6000 puntos. Este catastro informatizado delsistema de Drenaje puede emplearse para el control y lagestión de activos del municipio. Entre los datos que in-cluye están: la ubicación, la geometría de las estructuras,las características físicas y un reporte fotográfico. A con-tinuación se muestra el Modelo de Elevación Digital co-rregido y construido con las cotas de pavimento y repre-sentado a través de curvas de contorno, y además semuestran los principales mapas temáticos.

Resultados del ModeloLa zona analizada correspondiente a la Avenida Inde-

pendencia, cuyo sistema de drenaje es fundamentalmen-te superficial con algunos puntos de descarga en canalesrevestidos a largo de la vía.

Con los resultados del SWMM, se construyó la curvade evolución de caudales para toda la vía, para ello sedividió en tramos respondiendo a la topografía y la direc-ciones del flujo. Estas gráficas, representan el patrón decomportamiento del agua a lo largo de la vía (caudal vsdistancia), restringido a un valor máximo de tirante y an-cho mojado permisible para establecer su capacidad máxi-ma de conducción. Con la condición de calado admisible,y con los niveles simulados en cada tramo de la vía, sedeterminaron las zonas específicas en las cuales se su-pera la capacidad de la vía y se pone en peligro la librecirculación de peatones y vehículos.

En la curva de evolución se observa que el tramo ana-lizado cuya longitud es de 580 m, la capacidad de con-

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Figura 7.- Mapa Temático con las subcuencas del Sistema Oeste.

Figura 8.- Consulta a los elementos de una capa

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Figura 9.- Modelo Conceptual

Figura 10.- Curva de Evolución de Caudales Tr = 10 años.

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Figura 11.- Curva de evolución modificada Tr = 10 años.

ducción de la vía se supera en un 76,50%, lo que equivalea 443,71 m, evidenciando las deficiencias en el sistemasuperficial existente, así como el déficit en la cantidad deestructuras de captación existentes, que no tienen la ca-pacidad de interceptar la cantidad de escorrentía que seproduce durante un evento de lluvia como el simulado. Esobvio, que el comportamiento de la curva de calados vsdistancia es similar, es decir, se producen calados quesuperan los 20 cm de acera en la mayor parte del tramo.

Finalmente, se procedió a formular una propuesta desolución que comprende la incorporación de nuevas es-tructuras de captación en los puntos críticos. Para ello,solo se agregaron en el modelo conceptual las posiblesobras de captación en los puntos de interés en función delo observado en las curvas de evolución tanto de flujocomo de calados, simulando reiteradamente para obser-var el comportamiento hidráulico de la vía, una vez incor-porada cada estructura, hasta obtener la curva de evolu-ción modificada.

Este tipo de análisis con SWMM sería trabajoso desdeel punto de vista de la recopilación de la información bási-ca, es en este aspecto, en la infraestructura de datosespaciales de la zona y el catastro digitalizado de lasáreas tributarias hacia la Avenida, es donde se aprove-chan las ventajas que ofrece esta nueva herramienta.

CONCLUSIONESLa función fundamental del sistema de vinculación de-

sarrollado es mejorar la gestión de la información, siendola misión de su interface la simplificación y automatización

de las tareas más habituales realizadas por los usuarios.La herramienta constituye una innovación tecnológica aescala nacional, ya que su utilidad va mas allá de la mo-dernización en la gestión de los Sistema de Drenaje delMunicipio Miranda, es decir, el sistema está concebidopara ser aplicado inicialmente en Coro pero como un pro-yecto piloto, porque está siendo estructurado en formageneral de modo de poder extenderlos a otras regiones.

Al disponer de la infraestructura de datos espacialesse puede tener un control y seguimiento del estado físicoy estructural tanto del sistema mayor como el menor. Deesta forma, es posible proponer actividades de manteni-miento preventivo y correctivo en cualquiera de los com-ponentes del sistema. Esta fase, comprende la formula-ción de soluciones y actuaciones concretas sobre el sis-tema para mejorar su funcionamiento.

La actualización de los datos estructurales ehidrológicos es factor clave para respaldar las futurasdecisiones en lo que se refiere a rehabilitaciones del sis-tema y para la definición del Plan Urbanístico en el Muni-cipio Miranda.

Con la posibilidad de migrar los resultados del modelomatemático al SIG, se facilitan los procesos para cuanti-ficar la amenaza, vulnerabilidad y riesgo de inundación enla zona de estudio, lo cual permitirá llevar a cabo análisisexhaustivos del impacto socio- económico de las inunda-ciones pluviales en las áreas más críticas.

Otro de los productos importantes, es que con el uso delas aplicaciones del SIG, pueden obtenerse resultados

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rápidos y confiables de cualquier componente del siste-ma con tan sólo hacer uso de la base de datos a través delos mapas temáticos o con las aplicaciones implementadaspara este estudio. En este sentido, para el caso de lageometría de los canales, es posible tener un conocimientopreciso de los cambios morfológicos de las estructuras sise cuenta con una base de datos topográfica y a su vez,se mantiene un registro futuro de ellas.

Este estudio demuestra que los SIG para abordar pro-blemas de inundaciones en ambientes urbanos, represen-tan una herramienta valiosa para diseñar un Plan directorde Drenaje como instrumento que brinda respaldo técnicoa la implementación de ordenanzas locales.

El pre-procesamiento y gestión de datos espacialesdel modelo de simulación de pre- y post-procesamiento ygestión de datos y comunicación, mediante el uso de fun-ciones básicas y de fácil manipulación disponibles enlínea.

Es claro que existen muchos paquetes informáticos enel mercado que cuentan con las características matemá-ticas y de programación necesarios para modelar adecua-damente la dinámica de cuerpos de agua naturales. Sinembargo, el espectro de búsqueda debe ser adecuadopara cumplir con los objetivos del proyecto. Es preciso,resaltar que los softwares más costosos del mercado nonecesariamente generan resultados más confiables, esconveniente seleccionar el que se pueda ajustar de mejormanera a las características particulares de un problemaespecífico. Es de vital importancia, que en el proceso demodelación y la herramienta informática seleccionada seafamiliar para él y se ajuste a la cantidad y calidad de lainformación técnica existente y disponible.

Como análisis comparativo entre el enfoque tradicionaly la vinculación SIG-Modelo Integrado puede decirse quela aplicación SIG desarrollada permite tener una base dedatos espacial con toda la información del Sistema deDrenaje Pluvial Urbano de una forma estructurada y cohe-rente, a diferencia del enfoque tradicional adoptado por elmunicipio en el que predomina el desconocimiento abso-luto del estado físico de la infraestructura y la dispersiónde la información. Un problema recurrente en los proyec-tos de drenaje es la incertidumbre inducida por el desco-nocimiento total de las rasantes de pavimentos en la ciu-dad y por ende de la dirección del flujo en calles, no obs-tante, la base de datos topográfica obtenida con las cotasde pavimento es actualizable, por lo es posible conocerlos patrones de flujo en calles ante cualquier modificaciónen dichas cotas a partir del MDE.

La vinculación entre el SIG y el Modelo de simulaciónintegrado representa un herramienta confiable para dise-ñar un plan director de drenaje pluvial en la ciudad, ya que

entre otras potencialidades permitiría el modelaje del sis-tema en conjunto con flujo impermanente, y no como serealiza actualmente, empleando el Método Racional parael análisis hidrológico y la ecuación de Manning para eltránsito en conductos.

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