Riesgo de inundación

1. Resumen ejecutivo

Se delimitó una carta = ventana de 0,05° centrada en el sitio (30,8 km²) sobre el sitio y se analizó: hidrología HEC‑HMS, inundación por HAND, 2D inercial sobre FABDEM, 34 modelos CMIP6 con corrección de sesgo, ENSO, GEI. El paquete HEC‑RAS 2D queda listo para la corrida oficial.

30,8 km²

Carta 0,05° centrada en el sitio

59,7 km

Estación de referencia M0502 al sitio

+13%

Factor IDF de diseño

561 m³/s

Caudal pico Tr100 +CC

1,7 m

Calado p99 2D (FABDEM)

7,7 km²

Área inundada Tr100 (25%)

6,8 km

Vías afectadas Tr100+CC

+7,2%

Precip. anual SSP5-8.5 (ensamble)

Modelos CMIP6 evaluados

Agua JRC contenida por el modelo

2. Zona y estación de referencia

La estación INAMHI de referencia M0502 (El Pangui) está a 59,7 km del sitio (-3.4046, -78.5805). CHIRPS (0,05° ≈ 5,5 km) no resuelve la variabilidad dentro de la ciudad. La estación está lejos: la IDF se obtiene con el modo escalada — curva de la zona/estación de referencia ajustada con el Idtr (intensidad de 24 h) interpolado al sitio desde estaciones cercanas (M0189 Gualaquiza (0,9 km), M0506 Paquisha (24,9 km), M0424 Sigsig Inamhi (45,7 km)).

Carta topográfica (ventana 0,05° centrada en el sitio) — grilla UTM, red vial OSM, estación y sitio.

Contraste estación INAMHI M0502 vs sitio: ubicación, IDF y precipitación.

Sitio del proyecto: Centro Comercial de Gualaquiza

Coordenadas -3.40459, -78.58048 (UTM 17S 768,840 / 9,623,349). Lectura puntual de los resultados en el sitio.

838,2 m

Cota FABDEM en el sitio (suelo desnudo)

589 m

Distancia al cauce (merge DEM + GEOGLOWS)

20,0 m

Altura del sitio sobre el cauce más cercano

Preliminar

Nivel de confianza del 2D

Escenario	Calado en el sitio	Máx. en 60 m	Máx. en 120 m
Tr 25 (+CC)	0,01 m	0,13 m	0,15 m
Tr 50 (+CC)	0,01 m	0,13 m	0,16 m
Tr 100 (+CC)	0,01 m	0,14 m	0,17 m

El 2D preliminar no muestra afectación fluvial en el sitio: el calado dentro de 120 m es menor de 0,3 m y proviene de la lluvia sobre la malla (escorrentía laminar), no del desborde del río. FABDEM tiene un error vertical de unos ±3–5 m: la cota del sitio debe contrastarse con el levantamiento topográfico del proyecto.

3. Curvas IDF y cambio climático

Método: IDF del libro INAMHI (i = K·Idtr·t⁻ⁿ, zona y Idtr de la estación/sitio). Factor de diseño +13%: se toma del ensamble ponderado ClimWIP (SSP5‑8.5), no de un solo modelo con corrección de sesgo EQM, que amplifica los extremos (Maraun 2013).

Escenario	Ensamble ponderado (ClimWIP)	Media simple	Rango P10–P90	Modelo único
SSP2-4.5	+5,2%	+4,9%	[-8.4, +14.8]	−10,0%
SSP5-8.5	+7,2%	+6,4%	[-10.9, +25.0]	−10,4%

Curvas IDF estación M0502 — histórico (sólida) vs cambio climático +13% (discontinua).

IDF: INAMHI observado vs CHIRPS vs CMIP6.

IDF INAMHI ajustada por cambio climático (SSP2‑4.5 y SSP5‑8.5).

4. 34 modelos NASA NEX‑GDDP‑CMIP6: selección y corrección de sesgo

Se evaluaron 34 modelos contra CHIRPS (1981‑2014) por RMSE de la climatología mensual; se corrigió el sesgo por EQM mensual y se ponderó el ensamble por desempeño e independencia (ClimWIP). El mejor modelo es GISS-E2-1-G (RMSE 21,1 mm/mes).

Modelo	RMSE (mm/mes)	P anual (mm)	Sesgo (mm)	r ciclo
GISS-E2-1-G	21,1	1.914	154	0,931
MPI-ESM1-2-LR	21,6	1.907	147	0,921
CESM2-WACCM	22,0	1.902	141	0,918
GFDL-CM4	22,2	1.898	138	0,909
CanESM5	23,0	1.938	178	0,944

Se muestran los 5 mejores; los 34 están en data/cmip6_ranking_rmse.csv.

Corrección de sesgo EQM del mejor modelo, con validación cruzada impar/par: ciclo anual (izq.) y Q‑Q de totales mensuales (der.). La corrección ajusta la distribución histórica; no crea procesos que el modelo no simula (Maraun 2013).

Ensamble ponderado ClimWIP: cambio de precipitación con incertidumbre P10–P90.

5. Time of Emergence (cuándo emerge la señal)

Señal/ruido (Hawkins & Sutton 2012; ensamble: Lickley 2024). Al incluir la dispersión entre modelos, el ToE honesto se retrasa: “>2074” significa que la señal no emerge con confianza dentro del siglo.

Umbral	Ruido	N (mm)	ToE
1sigma	solo interno	210,4	2069
1sigma	int+modelos	465,7	>2074
2sigma	solo interno	210,4	>2074
2sigma	int+modelos	465,7	>2074

Time of Emergence por indicador (serie solo‑modelo).

ToE con ensamble (ruido interno + dispersión entre modelos).

6. ENSO (El Niño / La Niña) y precipitación

Composición de la precipitación por fase del ONI (NOAA) sobre CHIRPS 1981‑2025. Anomalía respecto a la media 1981‑2025: El Niño −2,1%, La Niña +4,8%. La señal ENSO en la precipitación anual de esta cuenca es débil (< ±5 %): no se debe esperar un efecto fuerte sobre el total anual.

Fase	P media anual (mm)	Años	Anomalía (%)	Prob. (%)
Neutro	1.712	13	−3,5	29,5
Nina	1.858	16	+4,8	36,4
Nino	1.736	15	−2,1	34,1

Precipitación por fase ENSO (pasado) y dispersión.

Probabilidad histórica por fase vs probabilidad futura de año extremo.

ONI mensual 1981‑2025 (Niña / neutro / Niño).

Anomalía de precipitación futura 2027‑2060 (mejor modelo y rango del ensamble).

7. Gases de efecto invernadero (TROPOMI) y fuego

Columnas de CH₄, CO, NO₂ y HCHO sobre la cuenca (Sentinel‑5P) con tendencia anual (Spearman). CO₂ no está en GEE: requiere EDGAR/ODIAC.

Gas	Media	Unidad	Tendencia/año	p	Signif. 5%
CO_monoxido	29,6	mmol/m2	-0,222	0,482	no
NO2_troposf	4,6	umol/m2	-0,018	0,879	no
HCHO_formald	62,1	umol/m2	3,696	0,014	si

Sin tendencia para: CH4_metano (cobertura de datos insuficiente por nubosidad persistente; TROPOMI requiere suficientes meses válidos).

8. Pendiente y erosión potencial del suelo (RUSLE)

La pendiente controla la velocidad de escorrentía y la susceptibilidad a movimientos en masa; la erosión potencial (RUSLE) prioriza dónde intervenir la cobertura. Pendiente media de la cuenca 14,3° (39% del área > 15°); en el sitio, 2,9°. Erosión potencial: mediana 10,5 t/ha/año; 52% del área supera 10 t/ha/año.

Pendiente del terreno (°), cuenca de análisis: contorno negro, red hídrica en azul, estrella = sitio del proyecto.

Erosión potencial del suelo (RUSLE, t/ha/año), misma cuenca.

RUSLE a 30 m con factor LS simplificado: sirve para comparar zonas y priorizar, no para cuantificar la pérdida absoluta de suelo (se debe calibrar con parcelas o sedimentos medidos).

9. Hidrología — HEC‑HMS (equivalente analítico)

Tormenta de diseño (bloque alterno) + SCS‑CN (CN=79,6) + hidrograma unitario triangular, Tc=1,15 h, área aportante al sitio (microcuenca) 71,0 km², cauce principal 11,4 km, pendiente 7,8 %.

Tr	Q pico histórico	Q pico +CC	Δ
25	321 m³/s	408 m³/s	+27%
50	384 m³/s	483 m³/s	+26%
100	450 m³/s	561 m³/s	+25%

Hidrograma de crecida Tr 100 — histórico vs cambio climático.

10. Inundación por HAND (normal‑depth sobre el río mejorado)

Calado por HAND + normal‑depth sobre el río GEOGLOWS ajustado al thalweg del MDT.

Tr	Área inundada	Calado máx
25	0,1 km² (0%)	3,77 m
50	0,1 km² (0%)	4,17 m
100	0,1 km² (0%)	4,56 m

11. Validación con datos observados

JRC Global Surface Water calibra el cauce (no la crecida); No se dispone de una huella observada de un evento para este cantón (Sentinel‑1 no se ha procesado); el modelo se contrasta con el agua permanente JRC.

12. Modelo 2D y gemelo digital 3D

Esquema de inercia local (tipo LISFLOOD‑FP) con lluvia sobre malla + caudal del río, sobre FABDEM (suelo desnudo) con el cauce quemado. Preliminar: el calado definitivo lo da HEC‑RAS.

Tr	Calado p99	Área inundada (>6 cm)	Área ≥ 0,5 m	Área ≥ 1 m	Vel. máx*
25	1,52 m	6,6 km² (22%)	0,8 km²	0,3 km²	5,0 m/s
50	1,61 m	7,2 km² (23%)	0,9 km²	0,4 km²	5,0 m/s
100	1,69 m	7,7 km² (25%)	1,0 km²	0,4 km²	5,0 m/s

* La velocidad máxima está limitada por el solver (tope 5 m/s). El área >6 cm incluye escorrentía laminar de la lluvia sobre la malla; para el peligro real usar las áreas con calado ≥ 0,5 m y ≥ 1 m.

Gemelo digital interactivo

Arrastra para girar · rueda o pellizco para acercar. El relieve arranca sin exagerar (×1); el espesor del agua se amplifica solo para poder verlo.

Calado 2D (FABDEM) Tr 100 +CC — flujo suavizado, con calles, edificios (rojo = expuestos) y equipamiento.

13. Exposición: edificaciones e instalaciones críticas

Edificaciones (huellas: Google Open Buildings v3) e instalaciones críticas (hospitales, clínicas, escuelas, policía, bomberos, gobierno) según el calado del 2D en su ubicación. Preliminar: sujeto a la calidad del 2D y a la cobertura de OSM.

Tr	Edificios en la zona	Con calado ≥ 0,5 m	%	Con calado ≥ 1 m	%
25	4.595	148	3,2%	49	1,1%
50	4.595	189	4,1%	63	1,4%
100	4.595	225	4,9%	76	1,7%

Instalaciones críticas (OSM) analizadas: 17. Con calado ≥ 0,3 m en algún escenario: 1.

Instalación	Tipo	Calado Tr25	Calado Tr50	Calado Tr100
Colegio de Bachillerato Gualaquiza	educacion	0,30 m	0,34 m	0,37 m

Queda listo el paquete HEC‑RAS 2D (terreno, Manning, dominio 2D, condiciones de borde e hidrogramas) para RAS Mapper.

Montaje HEC‑RAS 2D — dominio, río y condiciones de borde.

14. Conclusiones

• El cambio climático eleva el caudal de diseño Tr100 de 450 a 561 m³/s (+25%) y las intensidades IDF +13%.

• Ensamble ClimWIP SSP5‑8.5: precipitación anual +7,2% (P10–P90 [-10.9, +25.0]).

• Time of Emergence con dispersión entre modelos: 1sigma → >2074, 2sigma → >2074.

• Inundación por HAND Tr100+CC: 0,1 km², calado máx 4,56 m.

• 2D sobre FABDEM Tr100+CC: 7,7 km² (25%), calado p99 1,69 m, velocidad máx 5,0 m/s.

• Vías comprometidas (Tr100+CC): 6,8 km.

• Entregables en shapes (WGS84 + UTM), Excel y mapas; el 2D propio es preliminar y se afina con HEC‑RAS.

15. Limitaciones

• GEOGLOWS sobreestima el caudal (~4×): se usa su estructura, no su magnitud. • La corrección EQM amplifica extremos: por eso el factor de diseño sale del ensamble. • NDVI‑RF es indicativo (R² bajo). • La HMS es un equivalente analítico, no un modelo calibrado. • Sentinel‑1 no calibra calado urbano. • El 2D propio es preliminar; el calado definitivo lo da HEC‑RAS.