Sensibilidad del coeficiente de Manning en la estimación de los niveles de crecida para el mapeo de inundaciones en un río de la región interandina de Ecuador

The Sensitivity of Manning’s Coefficient in Estimating Water Levels in an Ecuadorian River in The Inter-Andean Region for Flood Mapping

Los datos de entrada, parámetros y la estructura de los modelos matemáticos introducen incertidumbre en los resultados; siendo aconsejable realizar un análisis de sensibilidad cuando se implementan o antes de su uso. Este estudio evaluó la sensibilidad del coeficiente de Manning debido al tipo de cobertura de las planicies y el cauce del río, en el cómputo de los niveles de agua y en la delimitación de las áreas inundadas. El estudio usó el modelo unidimensional [1-D] MIKE 11 para la implementación de un tramo de cinco kilómetros del río Santa Bárbara en el sur de Ecuador. Para el análisis de sensibilidad se realizaron seiscientas simulaciones de Monte Carlo para cada evento de crecida, y los resultados sirvieron para evaluar la robustez del modelo 1-D. Este análisis reveló sensibilidad a los cambios en el coeficiente de Manning; hubo una diferencia de hasta 1,02 m. entre niveles máximos y mínimos de agua. Sin embargo, los resultados de los mapas de inundación revelaron diferencias casi imperceptibles en la extensión del área inundada. Los hallazgos indican que el valor medio de Manning recomendado en la literatura es confiable para estimar mapas de peligro de inundación en ríos de montaña de la región interandina.

Input data, parameters, and the structure of mathematical models introduce uncertainty in the results; thus, sensitivity analysis is required when implementing a model or as a preliminary step. This study evaluated the sensitivity of Manning’s coefficient based on landcover types in the floodplains and the main channel, for calculating water levels and defining flood extent. The MIKE 11 one-dimensional [1-D] model was used in this study on a five-kilometer stretch of the Santa Barbara River in southern Ecuador. Six hundred Monte Carlo simulations were run for each flood event, and the results were used to assess the robustness of the 1-D model. This analysis revealed that Manning’s coefficient was sensitive to changes: there was a difference of up to 1.02 m between maximum and minimum water levels. The resulting flood maps, however, revealed almost imperceptible differences in flood extent. These findings demonstrate that the recommended Manning’s mean value is reliable for flood hazard mapping of Mountain Rivers in the inter-Andean region.

Os dados de entrada, parâmetros e a estrutura dos modelos matemáticos introduzem incerteza nos resultados; sendo aconselhável realizar uma análise de sensibilidade quando forem implementadas ou antes de sua utilização. Este estudo avaliou a sensibilidade do coeficiente de Manning devido ao tipo de cobertura das planícies e do canal do rio, no cálculo dos níveis de água e na delimitação das áreas inundadas. O estudo utilizou o modelo unidimensional [1-D] MIKE 11 para a implementação de um trecho de cinco quilômetros do rio Santa Bárbara no sul do Equador. Para a análise de sensibilidade, 600 simulações de Monte Carlo foram realizadas para cada evento de inundação, e os resultados foram usados ​​para avaliar a robustez do modelo 1-D. Esta análise revelou sensibilidade a mudanças no coeficiente de Manning; houve uma diferença de até 1,02 m. entre os níveis máximos e mínimos de água. No entanto, os resultados dos mapas de inundação revelaram diferenças quase imperceptíveis na extensão da área inundada. Os resultados indicam que o valor médio de Manning recomendado na literatura é confiável para estimar mapas de risco de inundação em rios de montanha da região interandina.