Riesgo de inundación

1. Resumen ejecutivo

Se delimitó una carta = 1 pixel CHIRPS (30,7 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.

30,7 km²

Carta = pixel CHIRPS

608 m

Estación de referencia M0005 al sitio

+22%

Factor IDF de diseño

274 m³/s

Caudal pico Tr100 +CC

1,3 m

Calado p99 2D (FABDEM)

16,4 km²

Área inundada Tr100 (54%)

60,6 km

Vías afectadas Tr100+CC

+16,5%

Precip. anual SSP5-8.5 (ensamble)

Modelos CMIP6 evaluados

+12,3 ppb/año

Tendencia CH₄ (TROPOMI)

94%

Agua JRC contenida por el modelo

2. Zona y estación de referencia

La estación INAMHI de referencia M0005 (Portoviejo) está a 608 m del sitio (-1.0452, -80.4678). CHIRPS (0,05° ≈ 5,5 km) no resuelve la variabilidad dentro de la ciudad. El diseño puntual usa la tabla de la estación (mismo pixel CHIRPS).

Carta topográfica (1 pixel CHIRPS) — grilla UTM, red vial OSM, estación y sitio.

Contraste estación INAMHI M0005 vs sitio: ubicación, IDF y precipitación.

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 +22%: 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	+15,1%	+14,3%	[+3.5, +22.7]	+13,7%
SSP5-8.5	+16,5%	+16,6%	[+2.4, +34.9]	+17,3%

Curvas IDF estación M0005 — histórico (sólida) vs cambio climático +22% (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 CNRM-CM6-1 (RMSE 14,6 mm/mes).

Modelo	RMSE (mm/mes)	P anual (mm)	Sesgo (mm)	r ciclo
CNRM-CM6-1	14,6	868	52	0,984
INM-CM4-8	15,5	844	28	0,982
CESM2-WACCM	15,6	869	53	0,982
CMCC-ESM2	16,1	841	25	0,980
EC-Earth3-Veg-LR	16,1	865	49	0,981

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

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	177,9	2066
1sigma	int+modelos	302,7	>2074
2sigma	solo interno	177,9	>2074
2sigma	int+modelos	302,7	>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 +8,4%, La Niña −0,9%. La señal ENSO es apreciable en esta cuenca.

Fase	P media anual (mm)	Años	Anomalía (%)	Prob. (%)
Neutro	764	12	−9,2	27,3
Nina	834	17	−0,9	38,6
Nino	913	15	+8,4	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%
CH4_metano	1.886,5	ppb	12,342	0,000	si
CO_monoxido	34,3	mmol/m2	-0,118	0,535	no
NO2_troposf	16,7	umol/m2	0,161	0,253	no
HCHO_formald	112,3	umol/m2	4,573	0,014	si

8. Amenazas futuras en la cuenca

Índice de aridez UNEP = 0,75 (P 849 mm / PET 1.130 mm): clima humedo.

HAND futuro: nueva superficie inundable con la IDF ajustada.

Erosión (RUSLE) futura con erosividad re‑escalada.

NDVI futuro (Random Forest, espacio‑por‑tiempo; indicativo).

Cobertura y cambio (WorldCover 2020→2021: revisar con MapBiomas).

9. Hidrología — HEC‑HMS (equivalente analítico)

Tormenta de diseño (bloque alterno) + SCS‑CN (CN=80,6) + hidrograma unitario triangular, Tc=1,73 h, área de la zona 30,5 km².

Tr	Q pico histórico	Q pico +CC	Δ
25	133 m³/s	189 m³/s	+42%
50	165 m³/s	231 m³/s	+40%
100	198 m³/s	274 m³/s	+39%

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	7,8 km² (25%)	1,26 m
50	8,1 km² (27%)	1,42 m
100	8,9 km² (29%)	1,57 m

11. Validación con datos observados

JRC Global Surface Water calibra el cauce (no la crecida); Sentinel‑1 sirve como capa observada de referencia pero no calibra calado urbano (doble rebote urbano y DEM grueso).

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	1,16 m	14,4 km² (47%)	3,5 km²	0,4 km²	4,7 m/s
50	1,24 m	15,4 km² (51%)	4,1 km²	0,5 km²	4,4 m/s
100	1,32 m	16,4 km² (54%)	4,6 km²	1,4 km²	4,2 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.

Gemelo 3D Tr 100 +CC (relieve suavizado, sin exagerar la altitud).

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.

13. Conclusiones

• El cambio climático eleva el caudal de diseño Tr100 de 198 a 274 m³/s (+39%) y las intensidades IDF +22%.

• Ensamble ClimWIP SSP5‑8.5: precipitación anual +16,5% (P10–P90 [+2.4, +34.9]).

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

• Inundación por HAND Tr100+CC: 8,9 km², calado máx 1,57 m.

• 2D sobre FABDEM Tr100+CC: 16,4 km² (54%), calado p99 1,32 m, velocidad máx 4,2 m/s.

• Vías comprometidas (Tr100+CC): 60,6 km.

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

14. 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.