Inundación de 100 años
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Para otros usos, consulte inundación de 100 años (desambiguación) .
Río Mississippi en Kaskaskia, Illinois durante la Gran Inundación de 1993 .

Una inundación de 100 años es un evento de inundación que tiene una probabilidad de 1 en 100 (probabilidad del 1%) de ser igualado o superado en un año determinado. [1]

La inundación de 100 años también se conoce como inundación del 1%, ya que su probabilidad de excedencia anual es del 1%. [2] Para las inundaciones costeras o lacustres, la inundación de 100 años generalmente se expresa como una elevación o profundidad de la inundación y puede incluir efectos de las olas . Para los sistemas fluviales, la crecida de 100 años generalmente se expresa como un caudal. Con base en la tasa de flujo de inundación esperada de 100 años, el nivel de agua de la inundación se puede mapear como un área de inundación. El mapa de la llanura aluvial resultante se conoce como llanura aluvial de 100 años. Están disponibles estimaciones del caudal de inundación de 100 años y otras estadísticas de caudal para cualquier arroyo en los Estados Unidos. [3] En el Reino Unido, la Agencia de Medio Ambientepublica un mapa completo de todas las áreas en riesgo de una inundación de 1 en 100 años. [4] Las áreas cercanas a la costa de un océano o de un lago grande también pueden inundarse por combinaciones de mareas , marejadas ciclónicas y olas . [5] Los mapas de la llanura aluvial ribereña o costera de 100 años pueden figurar de manera importante en los permisos de construcción, las regulaciones ambientales y los seguros contra inundaciones .

Probabilidad

Un malentendido común es que es probable que una inundación de 100 años ocurra solo una vez en un período de 100 años. De hecho, hay aproximadamente un 63,4% de probabilidad de que ocurran una o más inundaciones de 100 años en cualquier período de 100 años. En el río Danubio en Passau , Alemania, los intervalos reales entre inundaciones de 100 años entre 1501 y 2013 variaron de 37 a 192 años. [6] La probabilidad P e de que una o más inundaciones que ocurran durante cualquier período superen un umbral de inundación dado se puede expresar, utilizando la distribución binomial , como

donde T es el período de retorno de umbral (por ejemplo, 100 años, 50 años, 25 años, etc.) y n es el número de años del período. La probabilidad de exceder P e también se describe como el riesgo natural, inherente o hidrológico de falla. [7] [8] Sin embargo, el valor esperado del número de inundaciones de 100 años que ocurren en cualquier período de 100 años es 1.

Las inundaciones de diez años tienen un 10% de posibilidades de ocurrir en un año determinado (P e = 0,10); 500 años tienen una probabilidad del 0,2% de ocurrir en un año determinado (P e = 0,002); etc. El porcentaje de probabilidad de que ocurra una inundación de X años en un solo año es 100 / X. Un análisis similar se aplica comúnmente a los datos de inundaciones o precipitaciones costeras . El intervalo de recurrencia de una tormenta rara vez es idéntico al de una inundación fluvial asociada, debido al tiempo de lluvia y las variaciones de ubicación entre las diferentes cuencas de drenaje .

El campo de la teoría del valor extremo se creó para modelar eventos raros, como inundaciones de 100 años, con fines de ingeniería civil. Esta teoría se aplica más comúnmente a los caudales de arroyos observados máximos o mínimos de un río dado. En áreas desérticas donde solo hay lavados efímeros, este método se aplica a la precipitación máxima observada durante un período de tiempo determinado (24 horas, 6 horas o 3 horas). El análisis de valor extremo solo considera el evento más extremo observado en un año determinado. Entonces, entre la gran escorrentía de primavera y una fuerte tormenta de lluvia de verano, lo que resulte en más escorrentía se consideraría el evento extremo, mientras que el evento más pequeño se ignoraría en el análisis (aunque ambos pueden haber sido capaces de causar terribles inundaciones en su derecho propio).

Supuestos estadísticos

Hay una serie de suposiciones que se hacen para completar el análisis que determina la inundación de 100 años. Primero, los eventos extremos observados en cada año deben ser independientes de un año a otro. En otras palabras, no se puede encontrar que el caudal máximo del río de 1984 tenga una correlación significativa con el caudal observado en 1985, que no puede correlacionarse con 1986, y así sucesivamente. El segundo supuesto es que los eventos extremos observados deben provenir de la misma función de distribución de probabilidad. El tercer supuesto es que la distribución de probabilidad se relaciona con la tormenta más grande (medición de la tasa de flujo del río o precipitación) que ocurre en cualquier año. El cuarto supuesto es que la función de distribución de probabilidad es estacionaria, lo que significa que la media (promedio), la desviación estándar y los valores máximo y mínimo no aumentan ni disminuyen con el tiempo. Este concepto se conoce como estacionariedad . [8] [9]

El primer supuesto es a menudo, pero no siempre válido, y debe probarse caso por caso. El segundo supuesto suele ser válido si los eventos extremos se observan en condiciones climáticas similares. Por ejemplo, si todos los eventos extremos registrados provienen de tormentas eléctricas de finales de verano (como es el caso en el suroeste de EE. UU.), O del derretimiento de la capa de nieve (como es el caso en el centro-norte de EE. UU.), Entonces esta suposición debería ser válida. Sin embargo, si hay algunos eventos extremos tomados de tormentas eléctricas, otros del derretimiento de la capa de nieve y otros de huracanes, lo más probable es que esta suposición no sea válida. El tercer supuesto es solo un problema cuando se trata de pronosticar un evento de flujo bajo pero máximo (por ejemplo, un evento menor que una inundación de 2 años). Dado que este no suele ser un objetivo en el análisis extremo o en el diseño de ingeniería civil,entonces la situación rara vez se presenta. La suposición final sobre la estacionariedad es difícil de probar a partir de los datos de un solo sitio debido a las grandes incertidumbres incluso en los registros de inundaciones más largos.[6] (consulte la siguiente sección). En términos más generales, la evidencia sustancial del cambio climático sugiere fuertemente que la distribución de probabilidad también está cambiando [10] y que la gestión de los riesgos de inundaciones en el futuro será aún más difícil. [11] La implicación más simple de esto es que no todos los datos históricos son, o pueden ser, considerados válidos como entrada en el análisis de eventos extremos.

Incertidumbre de la probabilidad

Cuando se violan estos supuestos, se introduce una cantidad desconocida de incertidumbre en el valor informado de lo que significa la inundación de 100 años en términos de intensidad de lluvia o profundidad de la inundación. Cuando se conocen todas las entradas, la incertidumbre se puede medir en forma de intervalo de confianza. Por ejemplo, se podría decir que hay un 95% de probabilidad de que la inundación de 100 años sea mayor que X, pero menor que Y. [2]

El análisis estadístico directo [9] [12] para estimar la inundación fluvial de 100 años es posible solo en los relativamente pocos lugares donde se ha registrado una serie anual de descargas de inundaciones instantáneas máximas. En los Estados Unidos a partir de 2014, los contribuyentes han respaldado dichos registros durante al menos 60 años en menos de 2,600 ubicaciones, durante al menos 90 años en menos de 500 y durante al menos 120 años en solo 11. [13] A modo de comparación, El área total de la nación es de aproximadamente 3,800,000 millas cuadradas (9,800,000 km 2 ), por lo que quizás haya 3,000 tramos de arroyos que drenan cuencas hidrográficas de 1,000 millas cuadradas (2,600 km 2 ) y 300,000 tramos que drenan 10 millas cuadradas (26 km 2).). En áreas urbanas, se necesitan estimaciones de inundaciones a 100 años para cuencas hidrográficas tan pequeñas como 1 milla cuadrada (2.6 km 2 ). Para tramos sin datos suficientes para el análisis directo, las estimaciones de inundaciones de 100 años se derivan del análisis estadístico indirecto de los registros de inundaciones en otros lugares en una región hidrológicamente similar o de otros modelos hidrológicos . De manera similar, para las inundaciones costeras, los datos de mareógrafos existen solo para unos 1.450 sitios en todo el mundo, de los cuales solo alrededor de 950 agregaron información al centro de datos global entre enero de 2010 y marzo de 2016. [14]

Escala de agua alta 1501-2002 en Passau, Alemania , a septiembre de 2012

Existen registros mucho más extensos de las elevaciones de las inundaciones en algunos lugares del mundo, como el río Danubio en Passau , Alemania, pero deben evaluarse cuidadosamente para verificar su precisión e integridad antes de realizar cualquier interpretación estadística.

Para un tramo de arroyo individual, las incertidumbres en cualquier análisis pueden ser grandes, por lo que las estimaciones de crecidas de 100 años tienen grandes incertidumbres individuales para la mayoría de tramos de arroyo. [6] :  24  Para la mayor inundación registrada en cualquier lugar específico, o cualquier evento potencialmente mayor, el intervalo de recurrencia siempre es poco conocido. [6] :  20, 24  La variabilidad espacial agrega más incertidumbre, porque un pico de inundación observado en diferentes ubicaciones en el mismo arroyo durante el mismo evento comúnmente representa un intervalo de recurrencia diferente en cada ubicación. [6] :  20  Si una tormenta extrema deja caer suficiente lluvia en una rama de un río para causar una inundación de 100 años, pero no cae lluvia sobre otra rama, la ola de inundación aguas abajo de su unión podría tener un intervalo de recurrencia de solo 10 años. Por el contrario, una tormenta que produce una inundación de 25 años simultáneamente en cada rama podría formar una inundación de 100 años río abajo. Durante una época de inundaciones, las cuentas de noticias necesariamente simplifican la historia al informar el mayor daño y el mayor intervalo de recurrencia estimado en cualquier lugar. El público puede concluir fácil e incorrectamente que el intervalo de recurrencia se aplica a todos los tramos de arroyos en el área de inundación. [6] :  7, 24 

Intervalos observados entre inundaciones

Las elevaciones máximas de 14 inundaciones ya en 1501 en el río Danubio en Passau , Alemania, revelan una gran variabilidad en los intervalos reales entre inundaciones. [6] :  16-19 Los  eventos de inundación mayores que la inundación de 50 años ocurrieron a intervalos de 4 a 192 años desde 1501, y la inundación de 50 años de 2002 fue seguida sólo 11 años después por una inundación de 500 años. Sólo la mitad de los intervalos entre las inundaciones de 50 y 100 años estuvieron dentro del 50 por ciento del intervalo promedio nominal. De manera similar, los intervalos entre inundaciones de 5 años durante 1955 a 2007 variaron de 5 meses a 16 años, y solo la mitad fue de 2,5 a 7,5 años.

Intervalos observados entre inundaciones en Passau, 1501-2013

Uso reglamentario

En los Estados Unidos, la inundación de 100 años proporciona la base de riesgo para las tarifas del seguro contra inundaciones . La información completa sobre el Programa Nacional de Seguro contra Inundaciones (NFIP) está disponible aquí. Una inundación reglamentaria o inundación base se establece de forma rutinaria para los tramos de los ríos a través de un proceso de elaboración de reglas basado en la ciencia que apunta a una inundación de 100 años en el intervalo de recurrencia promedio histórico. Además de los datos históricos de inundaciones, el proceso tiene en cuenta los valores regulatorios establecidos previamente, los efectos de los reservorios de control de inundaciones y los cambios en el uso de la tierra en la cuenca. Inundación costeraLos peligros se han cartografiado mediante un enfoque similar que incluye los procesos físicos pertinentes. La mayoría de las áreas donde pueden ocurrir inundaciones graves en los Estados Unidos se han cartografiado consistentemente de esta manera. En promedio a nivel nacional, esas estimaciones de inundaciones de 100 años son suficientes para los propósitos del NFIP y ofrecen estimaciones razonables del riesgo de inundaciones futuras, si el futuro es como el pasado. [6] :  24  Aproximadamente el 3% de la población de EE. UU. Vive en áreas sujetas al riesgo de inundación costera de 1% de probabilidad anual. [15]

En teoría, sacar hogares y negocios de áreas que se inundan repetidamente puede proteger a las personas y reducir las pérdidas del seguro, pero en la práctica es difícil para las personas retirarse de los vecindarios establecidos. [dieciséis]

Ver también

  • Teoría del valor extremo
  • Clima extremo
  • Previsión de inundaciones
  • Frecuencia de superación
  • Lista de inundaciones
  • Listas de inundaciones en los Estados Unidos

Referencias

  1. ^ Viessman, Warren (1977). Introducción a la hidrología . Harper & Row, Publishers, Inc. p. 160 . ISBN 0-7002-2497-1.
  2. ^ a b Holmes, RR, Jr. y Dinicola, K. (2010) Inundación de 100 años: se trata de una oportunidad Producto de información general del Servicio geológico de EE. UU. 106
  3. ^ Ries, KG y otros (2008) StreamStats: una aplicación web de recursos hídricos Servicio geológico de EE. UU., Hoja de datos 2008-3067 URL de la página de inicio de la aplicación accedida el 12 de julio de 2015 .
  4. ^ "Mapa de inundaciones para la planificación (ríos y mar)" . Agencia de Medio Ambiente . 2016. Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2016 . Consultado el 25 de agosto de 2016 .
  5. ^ "Inundaciones costeras" . FloodSmart . Programa Nacional de Seguro contra Inundaciones. Archivado desde el original el 8 de marzo de 2016 . Consultado el 7 de marzo de 2016 .
  6. ^ a b c d e f g h Eychaner, JH (2015) Lecciones de un registro de 500 años de elevaciones de inundaciones Association of State Floodplain Managers, Technical Report 7 Archivado 2015-06-27 en Wayback Machine URL accedido 2015-06- 27.
  7. ^ Mays, LW (2005) Water Resources Engineering, capítulo 10, Análisis de probabilidad, riesgo e incertidumbre para el diseño hidrológico e hidráulico Hoboken: J. Wiley & Sons
  8. ^ a b Maidment, DR ed. (1993) Manual de hidrología, capítulo 18, Análisis de frecuencia de eventos extremos Nueva York: McGraw-Hill
  9. ^ a b Inglaterra, John; y otros siete (29 de marzo de 2018). Pautas para determinar la frecuencia del flujo de inundaciones — Boletín 17C . Servicio Geológico de EE . UU . Consultado el 2 de octubre de 2018 .
  10. ^ Milly, PCD; Betancourt, J .; Falkenmark, M .; Hirsch, RM; Kundzewicz, ZW; Lettenmaier, DP; Stouffer, RJ (1 de febrero de 2008). "La estacionariedad ha muerto". Revista de ciencia . Sciencemag.org. 319 (5863): 573–574. doi : 10.1126 / science.1151915 . PMID 18239110 . S2CID 206509974 .  
  11. ^ Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (2012) Gestión de los riesgos de eventos extremos y desastres para avanzar en la adaptación al cambio climático, Resumen para responsables de políticas Archivado el 19 dejulio de 2015 en la Wayback Machine Cambridge y Nueva York: Cambridge University Press, 19 p.
  12. ^ "Boletín 17C" . Comité Asesor de Información sobre el Agua . Consultado el 2 de octubre de 2018 .
  13. ^ Servicio geológico de Estados Unidos de la base de datos del sistema de información del agua nacional . URL consultada el 30 de enero de 2014.
  14. ^ "Obtención de datos del mareógrafo" . Servicio permanente para el nivel medio del mar . PSMSL . Consultado el 7 de marzo de 2016 .
  15. ^ Crowell, Mark; otros (2010). "Una estimación de la población de EE. UU. Que vive en áreas costeras con peligro de inundación durante 100 años" (PDF) . Revista de Investigación Costera . 26 (2): 201–211. doi : 10.2112 / JCOASTRES-D-09-00076.1 . S2CID 9381124 . Archivado desde el original (PDF) el 17 de octubre de 2016 . Consultado el 6 de marzo de 2016 .  
  16. ^ Schwartz, Jen (1 de agosto de 2018). "Rendirse a la subida del mar" . Scientific American . 319 (2): 44–55. doi : 10.1038 / scientificamerican0818-44 . PMID 30020899 . Consultado el 2 de octubre de 2018 . 

enlaces externos

  • " ¿Qué es una inundación de 100 años? ". Red de información sobre sostenibilidad del área de Boulder (BASIN). URL consultada el 16 de junio de 2006.
Obtenido de " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=100-year_flood&oldid=1037133074 "
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