Memoria, Volcán Popocatépetl (1994-1995) - Protección Civil

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El gasto líquido que entrará en cada sección del cauce por la acción de la lluvia es aproximadamente de: q — 0.20 m3/s. Este valor se obtiene de multiplicar el área de captación de la sección de la barranca por la lámina de lluvia, y de suponer un coeficiente de escurrimiento de 0.30 (para suelos areno-arcillosos escarpados). Por otra parte, el gasto líquido que llega a la primera sección de la barranca por la aportación de la ladera es de 10 m3/s. Para determinar el arrastre de material sólido en el fondo del cauce, se utiliza la fórmula de Engelund2. donde: qHT V 9BT 0.05 V 2 y (RS)312 Nrg ^Y s - Y)2 D50 gasto sólido, en m3/s. velocidad del flujo, en m/s, que se obtiene de las fórmulas típicas de la hidráulica para canales trapeciales, en función del gasto, pendiente, rugosidad y sección de la barranca, suponiendo flujo establecido. Y peso específico del agua, equivale a 1000 kg/m3. Y , peso específico del material sólido, equivale a 2650 kg/m3. R radio hidráulico, en m. S pendiente del cauce, adimensional. D50 diámetro medio de las partículas, equivale a 0.00018 m. Con estos valores se obtuvo la tabla 5.1, donde se muestra el número de secciones en que se separó el cauce para su análisis. Además se presentan los valores obtenidos para la pendiente de cada sección, el gasto liquido, el radio hidráulico y el tirante normal para flujo establecido, obtenido con la fórmula de M anning. También se indica la velocidad del flujo, el gasto sólido obtenido con la fórmula de Engelund, el volumen del material sólido que pasa por una sección de la barranca, así como el material sólido retenido, para finalmente hacer un análisis de los valores obtenidos. La tabla 5.1 muestra en la penúltima columna el volumen de material sólido que fue arrastrado hasta el final de cada sección una vez terminada la lluvia. Estos valores se obtuvieron al multiplicar el gasto sólido qaT por 3600 seg, que es el tiempo que dura la lluvia. En la misma tabla, la última columna indica el material sólido retenido en cada tramo y se obtiene al restar el volumen sólido que entra en la sección menos el volumen sólido arrastrado al final. Si esta operación da un valor negativo, indica que no se retiene material y por consiguiente todo el que llega es arrastrado hasta el final del tramo. Por ej. en el primer tramo llegan 10,000 m 3 de material sólido que aporta la ladera y salen 51.622 m 3, de tal forma que el material retenido es igual a 9,948.378 m3. Algunas consideraciones que se hicieron en las dos primeras secciones de la barranca fueron: en la primera sección disminuye la rugosidad a n = 0.03 debido a la acumulación de ceniza, la cual tapa en gran parte la vegetación, y el aumento de la pendiente natural a 0.65. En la segunda sección por los mismos motivos se tiene que n = 0.04 y S = 0.64. En las secciones siguientes, se considera que no tendrá efecto importante el arrastre de la ceniza, por lo que conservan sus características originales de rugosidad y pendiente. 117 2
TABLA No. 5.1. RESULTADOS DEL MATERIAL SÓLIDO ARRASTRADO EN EL CAUCE, ASÍ COMO DEL RETENIDO ELEV. msnm LONG. ( m ) S q, ( m'Js ) R Yn ( m ) V (mis) q13T (m'is) Vol. sol. ( m3 ) Vol. sol. ;Ret. (mi) 3900 316 0.6500 10.2 0.0921 0.0930 5.4820 0.01434 51.622 9948.378 3800 335 0.6400 10.4 0.1112 0.1123 4.6235 0.01322 47.596 4.0265 3700 189 0.6250 10.6 0.1549 0.1589 3.3352 0.01092 39.301 8.295 3600 316 0.3333 10.8 0.1880 0.1939 2.7852 0.00396 14.249 25.052 3500 354 0.2941 11.0 0.1970 0.2035 2.7031 0.00332 11.950 2.299 3400 383 0.2702 11.2 0.1882 0.1941 2.8849 0.00311 11.193 0.7569 3300 354 0.2941 11.4 0.2248 0.2332 2.4445 0.00331 11.909 0 3200 297 0.3570 11.6 0.2345 0.2437 2.3720 0.00447 16.093 0 3100 510 0.2000 11.8 0.2293 0.2380 2.4787 0.00197 7.075 4.1187 3000 569 0.1786 12.0 0.2496 0.2600 2.3078 0.00163 5.879 1.1958 2900 510 0.2000 12.2 0.2552 0.2661 2.2926 0.00197 7.108 0 2800 658 0.1538 12.4 0.2598 0.2710 2.2874 0.00136 4.901 0.9779 2700 687 (1.1471 12.6 0.2817 0.2949 2.1363 0.00125 4.514 0.3865 2600 707 0.1428 12.8 0.3120 0.3242 1.9501 0.00116 4.193 0.3210 2500 906 0.1111 13.0 0.3210 0.3342 1.9221 0.00081 2.918 1.2754 2400 1254 0.0800 13.2 0.3433 0.3630 1.8182 0.00049 1.765 1.1529 6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Del análisis del arrastre de ceniza en la ladera se determinó que todo el volumen de ceniza acumulado será arrastrado hacia la barranca, para una lluvia con las características similares a las tomadas en cuenta aquí; esto se debe a la gran pendiente en la ladera. Una vez hecho el estudio del arrastre de la ceniza en el cauce, se encontró que la mayor parte de ella quedará retenida en la primera sección del cauce (a una elevación entre los 4,000 y 3,900 msnm), como se puede ver en la tabla anterior. El volumen retenido en ese tramo será de 9,948 m 3, que es prácticamente el que se arrastró en la ladera y que se cálculo previamente como 10,000 m3. Después, este material se irá depositando paulatinamente aguas abajo, hasta llegar ala población únicamente un volumen de ceniza de 1.765 m 3, que para cuestiones prácticas se considera despreciable. 7. CONCLUSIONES Como conclusión del estudio se puede decir que: *El volumen de ceniza que se ha acumulado en las laderas del volcán <strong>Popocatépetl</strong> a causa de la actividad posterior al 21 de diciembre de <strong>1994</strong>, al ser arrastrado en forma de lodo por la acción de la lluvia, no causará problema a la población de San Pedro Benito Juárez, debido a la abundante vegetación que se encuentra a lo largo de la barranca "El Aguardientero", que servirá para retener la mayor cantidad de ceniza. 118
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