Hidrología superficial

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Aplicación de relaciones generalizadas de lámina-duración-frecuencia con datos pluviométricos
(2005-05) López, Patricia M.; Maza, Jorge A.; Fernández, Pedro C.
Las metodologías establecidas para definir las curvas intensidad-duración-frecuencia (IDF) requieren contar con información pluviográfica que en general, en Argentina, es corta y escasa.. Sin embargo, los registros pluviométricos son más largos y están más extendidos. En este trabajo se aplica una relación generalizada de lámina-duración-frecuencia (IDF), válida para tormentas intensas de corta duración, utilizando información pluviométrica de la estación Observatorio Parque Gral. San Martín (Mendoza). Una fórmula empírica conocida permite relacionar la precipitación diaria y el número de tormentas convectivas anuales con el valor base de estas relaciones. Las precipitaciones de origen conectivo son identificadas mediante una metodología termodinámica, condensada en un ábaco de carta psicrométrica. Las estimaciones obtenidas se comparan con dos conjuntos de relaciones generalizadas IDF determinadas con diferentes niveles de información. Uno de ellos, basándose en el valor de precipitación recurrencia 10 años y duración 1 h, emplea una expresión matemática similar a la usada con datos pluviométricos. El segundo utiliza una relación funcional separable de las intensidades con respecto al período de retorno y a la duración, cuya forma particular se deriva de la función de distribución de probabilidades subyacente de las intensidades máximas. Las intensidades analizadas provienen del sensor remoto del INA-CRA, ubicado aproximadamente a 300 m de la estación meteorológica. Las relaciones generalizadas obtenidas con datos pluviométricos no resultan ser tan satisfactorias como las anteriores, probablemente debido a que la relación empírica utilizada no es apropiada para describir las lluvias intensas analizadas. Sin embargo, para regiones donde los procesos de convección local son importantes y solo se cuenta con datos pluviométricos, éstas podrían ser usadas teniendo en cuenta que las subestimaciones pueden estar en el orden del 21 y 44%.
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Metodología para el estudio de la escorrentía de origen pluvial en medio urbano: dos aplicaciones en la ciudad de Mendoza
(2005-05) Nanía, Leonardo S.; Maza, Jorge A.; Gómez, Manuel; Dolz, José
El objetivo del artículo es presentar una metodología que se ha probado útil para el estudio de la escorrentía en medio urbano, ya que permite calcular el flujo en redes de calles. La aplicación de criterios de peligrosidad de la escorrentía permite analizar su riesgo en el caso de tormentas de mediana y gran intensidad. El punto crítico en la determinación de los flujos en la red de calles, es la división de flujos en los cruces de calles. Para dar solución a este problema, para el caso de flujos supercríticos, se han realizado experimentos en modelo físico de un cruce de calles que concluyeron en la obtención, entre otras, de relaciones entre la proporción de potencias del flujo de entrada y la proporción de caudales de salida. Los resultados del estudio experimental se utilizaron en la formulación de un modelo de simulación de la escorrentía en redes de calles que también se presenta aquí y que permite, a través de una tormenta de proyecto dada, establecer el flujo en la red en función del tiempo. Para el estudio de la peligrosidad del flujo se han analizado dos criterios existentes, uno que tiene en cuenta sólo los tirantes y otro que evalúa el producto del tirante por la velocidad que demostró ser demasiado permisivo. Se presentan los fundamentos de un nuevo criterio basado en la valoración del producto del tirante por el cuadrado de la velocidad. Para ilustrar la utilidad de estos resultados, se presenta, por un lado, un estudio sobre la división de flujos en cruces de calles destinado al proyecto de un canal de evacuación pluvioaluvional en Guaymallén, Mendoza, y, por otro, la aplicación del modelo de simulación para el análisis de la peligrosidad del flujo en una subcuenca urbana de Mendoza, obteniéndose, mediante la aplicación de los criterios expuestos, mapas de peligrosidad de la escorrentía asociados a una frecuencia determinada. Se concluye que la metodología presentada es sumamente útil para la determinación del flujo en los cruces de calles y también para el análisis del flujo no permanente en una red de calles, permitiendo a su vez, la evaluación de su peligrosidad.
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Modelación hidrológica para el proyecto integral de los desagües pluviales de General Roca
(2005-05) Maza, Jorge A.; López, Patricia M.; Benegas, Verónica; Burgos, Víctor Hugo; Moreno, Orlando; Criscuolo, Ricardo
Este estudio tuvo como finalidad determinar los caudales de diseño de las futuras obras de desagüe pluvial en la zonas urbanas y suburbanas y de bardas perimetrales de Gral. Roca, Río Negro; en especial, en aquellos puntos que la Municipalidad de Gral. Roca ha visualizado como críticos desde el punto de vista de que son vulnerables a inundaciones. También estos caudales servirán como información de base a los especialistas en hidráulica para llevar a cabo los estudios de ingeniería, tendientes a determinar las defensas o las precauciones que se deberán tomar, al aprobar loteos en la zona en estudio y proyectar escurrimientos pluviales en la zonas consolidadas. Sobre la base de los levantamientos topográficos con que cuenta la Municipalidad de Gral. Roca y de los puntos críticos que ella indicó, se consideraron las cuencas de aporte, y se aplicó el modelo de simulación hidrológica ARHYMO a efectos de poder obtener en los puntos precisados los caudales de diseño. Luego con esos caudales de diseño se dimensionaron 16 conducciones de desagües pluviales según las pautas emitidas por el Municipio. Sobre la base de la información topográfica y de proyecto de los sifones, y considerando el escurrimiento generado por la cuencas pertinentes, se aplicó el modelo de flujo gradualmente variado HEC-RAS a efectos de verificar el modo de funcionamiento y la capacidad de 3 sifones que cruzan al Canal Principal de Riego para protegerlo de las crecidas aluvionales provenientes de la barda norte.
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Un método termodinámico para el pronostico cuantitativo de la precipitación convectiva para el alerta del Gran Mendoza
(XX Congreso Nacional de Agua, CONAGUA 2005, Mendoza, Argentina, 2005-05) Fernández, Pedro C.; Fattorelli, Sergio
Luego de 19 años de operación del sistema de alerta hidrológica del Gran Mendoza, se ha adquirido una valiosa experiencia en base a aciertos y errores. El mayor problema detectado es el escaso tiempo que se dispone para tomar acciones preventivas entre el registro de la lluvia en la red telemétrica (desde minutos a poco mas de una hora ) y el momento de la creciente. Resultó claro entonces la importancia de la “ prealerta” en base al análisis adecuado de la información de las imágenes de radar. En este sentido ha sido clave el apoyo del radar de la Provincia de Mendoza y últimamente de la empresa americana Weather Modification Inc. Estas imágenes se transmiten últimamente en tiempo real por Internet. Como las condiciones termodinámicas de la atmósfera resultan premonitoras de las tormentas el aporte en ese sentido de los técnicos del SMN son también un valioso ingrediente. Desde 1995 principalmente en Colorado ( USA ) y ahora extendido a otros lugares se viene desarrollando un método denominado QPF ( Quantative Precipitation Forecasting) que pretende realizar el pronostico puntual y a muy corto plazo ( 30 minutos a dos o tres horas ) de la posible precipitación. (nowcasting ) Este método se hace fundamentalmente usando datos de radiosondeos. En la Argentina los radiosondeos, son escasos y sus datos no están, en tiempo real, a la mano del hidrólogo en un sistema de alerta hidrológica como el de Mendoza. Este trabajo presenta los resultados de una investigación que mediante el desarrollo de gráficos ad. hoc. permiten obtener, aproximadamente, en base a datos reales de las condiciones atmosféricas de superficie un radiosondeo hipotético y mediante tablas de muy fácil manejo obtener aproximaciones de la posible precipitación convectiva que ocurrirá durante una tormenta, agregando un elemento mas al trío de: Red telemétrica, Radar y anuncios del SMN. Se presentan los resultados de dos temporadas en base a lluvia real ( red telemétrica) y presunta (PCP) que resultan halagüeños.
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Simulación de la cantidad y calidad del escurrimiento pluvial en un área urbana de Mendoza
(2005-05) Maza, Jorge A.; Loustaunau, Hugo; López, Patricia M.; Manzanera, Miguel; Vargas Aranibar, Adrián; Burgos, Víctor Hugo; Benegas, Verónica; Zarategui, Javier; Rodríguez, Carlos; Nuñez, Marta; Álvarez, Amilcar; Fornero, Luis
Las inundaciones en áreas urbanas son reconocidas internacionalmente como un flagelo que afecta el normal desenvolvimiento de la población y consecuentemente impacta negativamente en la actividad económica. Además en la región cuyana se produce el caso de que los escurrimientos pluviales ya contaminados en la ciudad ingresan en la red de riego perjudicando a la producción agropecuaria. Cuando se producen las intensas tormentas convectivas durante la temporada estival, se originan importantes escurrimientos en las áreas urbanas mendocinas, que en la mayoría de los casos exceden al sistema de drenaje pluvial (acequias) y por lo tanto se produce la conducción por las calles, transportando así una importante carga contaminante, que va hacia la zona agrícola a través de los cauces de riego que son receptores del drenaje urbano. Las simulaciones realizadas en este estudio con el modelo PCSWMM dan resultados de cantidad y calidad del escurrimiento pluvial en diversos puntos de la cuenca urbana que distan de ser concluyentes para tomar cualquier tipo de decisiones estructurales y/o no-estructurales. El proyecto tuvo carácter de demostrativo, y desde esa visión se puede rescatar que: i) las concentraciones de los contaminantes de las muestras provenientes de los eventos observados revelan información inédita para la región. ii) las mediciones de calidad de agua de escurrimiento pluvial en los tres eventos observados son llamativas, dado que en algunos casos se determinaron valores de concentraciones que superan las normas del Departamento General de Irrigación de Mendoza. Es necesario realizar campañas de medición sistemáticas para poder contar con información concluyente sobre esta problemática, y poder calibrar herramientas de simulación que luego pueden ser útiles para generar otros escenarios distintos del actual y así poder planificar.
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Diagnóstico preliminar del estado trófico de las aguas del embalse el Carrizal, provincia de Mendoza
(2005-05) Drovandi, Alejandro; Zuluaga, José; Filippini, María F.; Bermejillo, Adriana; Peralta, P.; Bustamante, María Alejandra; Ruiz, Marcia; Granero, Micaela; Morsucci, A.; Velgas, M.; Valdes, A.; Nacif, N.
El embalse El Carrizal se ubica sobre el Río Tunuyán, Mendoza, recibiendo aportes desde el tramo superior del río. Aguas abajo el agua es utilizada para el riego de 85.000 ha cultivadas. Además, el embalse es utilizado para generación de energía eléctrica y usos recreativos. El desmejoramiento de la calidad del agua del embalse es notorio desde hace varios años afectando a las actividades en el lago y a diversos usos del recurso en la subcuenca inferior. Los aportes contaminantes provienen mayormente de la subcuenca superior, originados en la agricultura, la industria y la actividad sanitaria. Desde sectores próximos al embalse los aportes se originan en la actividad petrolera y desde sus costas (pesca, turismo y recreación). Los principales objetivos de este trabajo han sido (i) estimar el estado trófico del agua del embalse, (ii) identificar las fuentes de afectación de la calidad del agua y (iii) elaborar un diagnóstico preliminar, que sirva para la gestión de los vertidos contaminantes. En diciembre de 2001 y en noviembre de 2002 se realizaron salidas a campo, midiéndose en dichas ocasiones diversos parámetros de calidad del agua in-situ a distintas profundidades, mediante el uso de sonda. Además se tomaron muestras, en las que se analizaron nutrientes, materia orgánica, microorganismos y fitoplancton. Adicionalmente, se relevaron las instalaciones de los clubes del perilago. Los resultados obtenidos indicaron que, en ocasión de los muestreos, el embalse presentó estados eutrófico e hipereutrófico, con gran densidad de algas, baja diversidad de especies de fitoplancton y alta dominancia de algunas de ellas. Los resultados microbiológicos sugieren el ingreso de microorganismos indicadores de contaminación al embalse provenientes del río. Según los valores de DQO obtenidos, no se presentaban signos de contaminación orgánica. Las principales recomendaciones sugieren la necesidad de realizar estudios adicionales, con mayor frecuencia y duración, incluyendo el estudio de sedimentos de fondo. Se recomienda la urgente mejora de la eficiencia de la Planta de Tratamiento de Tunuyán, cuyos vertidos influirían fuertemente sobre la calidad del agua del embalse. Finalmente, se considera que una administración unificada de toda la cuenca ayudará a una gestión ambiental más adecuada.
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Modelación hidrológica de cuencas piedemontanas. Uso de Sistemas de Información Geográfica en hidrología superficial
(2005-05) Burgos, Víctor Hugo
Este trabajo propone metodologías de aplicación para el cálculo de hidrogramas de crecida de cuencas aluvionales, basados en modernas herramientas de gestión de variables espaciales como son los sistemas de información geográfica (SIG) y los modelos digitales de elevación (MDE). Como nuevas herramientas propuestas se destaca la utilización de mapas de isocronas generados con SIG, la aplicación del método de Clark, la obtención de parámetros morfométricos en forma automática y el uso de imágenes satelitales para generar mapas distribuidos de CN. Con el fin de estimar los caudales de escorrentía de las cuencas aluvionales se utilizaron los modelos Arhymo yGeo HMS. Se presentan los resultados de la aplicación en una cuenca aluvional situada dentro del piedemonte en cercanías a la zona urbana del Gran Mendoza, demostrando que el empleo de estas herramientas permiten optimizar el tiempo y los recursos tanto humanos como económicos, en la gestión de acciones de planeación para el manejo y desarrollo sustentable de los recursos naturales de unacuenca hidrográfica.
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Detección de tendencias en el régimen hídrico de los principales ríos de la provincia de Mendoza (Argentina)
(2005-05) Vich, Alberto I. J.; López, Patricia M.; Villegas, Laura I.
El clima presente, es el producto de la combinación entre las variaciones climáticas inducidas por las actividades humanas sobrepuestas en la variabilidad natural propia del sistema climático. Los sistemas hidrológicos son potencialmente sensibles al cambio climático y se pone en evidencia, no sólo por el calentamiento de la superficie terrestre y la consecuente modificación de las condiciones de circulación de las masas de aire, sino que además, trae aparejado importantes modificaciones en la magnitud y temporalidad de los escurrimientos (crecientes y estiajes), producto de las interacciones entre las fluctuaciones de las precipitaciones y las temperaturas, que en la cuenca se registran. El objetivo del presente trabajo es detectar los posibles cambios en el régimen de escurrimiento de los ríos cordilleranos de la provincia de Mendoza. La metodología empleada se basa en pruebas estadísticas paramétricas (t de Student) y no paramétricas (Mann-Kendall) aplicadas a series temporales de caudales mensuales, máximo, mínimo y caudales característicos diarios derivados de la curva de permanencia. Ambas pruebas presentaron resultados similares, para un nivel de significación del 5%, no detectándose tendencia en las series de caudales mensuales, caudal anual, máximo, mínimo y caudales característicos correspondientes al río Mendoza en Cacheuta, Diamante en La Jaula y Grande en La Gotera. Los caudales de fin de primavera y verano en el río Mendoza en Guido presentan tendencias crecientes. En el río Atuel en La Angostura los caudales con tendencia creciente se verifican en todos los meses, excepto en el período comprendido de diciembre a febrero. El caudal anual de Tupungato y Mendoza en Guido, el mínimo diario en Vacas y Atuel en La Angostura y el característico de sequía en Vacas, Tunuyán y Atuel presenta una tendencia significativamente creciente. El Atuel en Puesto Sosneado, es la única estación que presentó tendencias negativas en la serie de caudales de febrero a abril, anual y característicos superados 90, 180, 270 y 355 días. En síntesis, de las 210 series temporales analizadas, solo en 40 se detectaron cambios y en su mayor parte ellos corresponden a periodos de aguas bajas.
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Sustentabilidad hidrológica de urbanizaciones en pedemonte
(2005-05) Maza, Jorge A.; Burgos, Víctor Hugo; López, Patricia M.; Benegas, Verónica
Se han verificado las implicancias desfavorables, que producen las urbanizaciones de tipo convencional en el pedemonte del Gran Mendoza, en el escurrimiento pluvial en la zona urbana de aguas abajo, ya que generan caudales en un 91 % superior a los que produce la cuenca en su estado natural. También el estudio ha permitido comprobar, a través de un diseño urbanístico no convencional, que las condiciones hidrológicas así generadas mejoran sustancialmente ya que el porcentaje mencionado baja al 16 %. Luego de una amplia revisión bibliográfica sobre reglamentaciones y códigos de urbanización en pedemonte este diseño urbanístico no convencional fue modificado en su desarrollo de manera tal que se ajustara a pautas como: i) Desarrollo de calles siguiendo el contorno del terreno. Cantidad de lotes o viviendas en proporción inversa a la pendiente natural. ii) Desagüe pluvial de las viviendas dirigido al propio lote para su infiltración. iii) Aplicación de un índice de fragilidad del territorio en función de parámetros de infiltración, pendiente natural del terreno y distancia a cauces. iv) Ubicación estratégica de embalses de retención en excavaciones. Estas condiciones permitieron lograr una respuesta hidrológica tal, que el escurrimiento generado por una tormenta con TR=5 años, fuera igual al que se generaría en la cuenca natural. El proyecto para su desarrollo utilizó cartografía digitalizada, fotografía aérea, imagen satelital, sistema de información geográfica, modelo digital de terreno y modelos matemáticos de simulación hidrológica. El estudio culmina con una propuesta de pautas de sustentabilidad hidrológica para la urbanización del pedemonte del Gran Mendoza.
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Caracterización de tormentas productoras de aluviones para la calibración de un modelo de tormenta
(2008-09) Fernández, Pedro C.; Fattorelli, Sergio; Fornero, Luis
En una región árida en el norte de la provincia de Mendoza (Argentina) entre las latitudes de 32º y 34º grados de latitud Sur y en las vertientes orientales de la cordillera de Los Andes, un estudio muy detallado de tormentas convectivas se ha llevado a cabo durante un periodo de 18 años. En este trabajo se presenta una caracterización del comportamiento de las celdas convectivas a través de la determinación de parámetros geométricos y físicos. Los datos para esta investigación incluye lluvias medidas con pluviógrafos terrestres en una red telemétrica densa, así como datos de radar de 4500 celdas convectivas medidas en numerosos eventos mediante barridos horizontales (PPI-Plan Position Indicator) y verticales (RHI-Range Height Indicator). Celdas convectivas prevalecen en el área en primavera tardía, verano y otoño temprano y son las principales causantes de la producción de tormentas generadoras de aluviones (Flash floods). El objetivo de esta investigación es realizar una descripción detallada del comportamiento de celdas convectivas para ser aplicado en la calibración de un modelo de simulación de tormentas.
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Estudio hidrológico aluvional urbano-rural de loteo en piedemonte, Mendoza, Argentina
(2008-09) Burgos, Víctor Hugo; Vargas Aranibar, Adrián
El presente estudio analiza la adecuada intervención hidráulica a realizar, en el área pedemontana a urbanizarse de “Fincas de Santa María de Los Andes” ubicada en Mendoza, Argentina, a 12 Km al oeste de la localidad de Agrelo. El propósito del mismo, fue proporcionar alternativas viables de solución en cuanto al control y corrección de cauces torrenciales y áreas de inundación. Para obtener la información necesaria para el modelado de las alternativas, se realizaron las siguientes actividades: recopilación de antecedentes, reconocimiento preliminar de campo, determinación de las cuencas, estimación de una tormenta de proyecto de 5 y 25 años de recurrencia, análisis de caudales pico, relevamiento topográfico del terreno, simulaciones del comportamiento hidráulico de torrentes y diseño preliminar de los trabajos a realizar, necesarios para el control aluvional y de erosión de márgenes, que actualmente afectan el predio. Se verificó la sustentabilidad hidrológica de la urbanización propuesta al comparar el hidrograma de la cuenca en estado natural respecto al terreno urbanizado.
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Estudio hidrológico aluvional en Alto Agrelo, Mendoza, Argentina
(2008-09) Burgos, Víctor Hugo; Vargas Aranibar, Adrián
El presente estudio se enmarca en la necesidad de analizar la adecuada intervención para controlar los fenómenos aluvionales a través del control y corrección de cauces torrenciales en el área inculta de “Fincas del Inca” ubicada en la Provincia de Mendoza, a 10 Km al oeste de la localidad de Agrelo y en la margen norte de la ruta 86. El objetivo propuesto fue el de proporcionar alternativas viables de solución para el control y corrección de los cauces torrenciales que participan en el predio estudiado a través de un estudio hidrológico e hidráulico aluvional, para obtener parámetros de diseño necesarios para el diseño y predimensionamiento de las intervenciones hidráulicas correspondientes. Se estimó la relación lluvia-caudal para las cuencas de aporte con el uso del modelo hidrológico Arhymo, obteniendo caudales para eventos de precipitación de tipo convectivo con recurrencias de 2, 5, 10 y 25 años para los cauces aluvionales bajo análisis. Con las granulometrías obtenidas de fondos de cauces se estimaron las erosiones generalizadas. Además, se evaluaron las planicies de inundación, resultado de la modelación hidráulica con HEC RAS. Las alternativas de solución, estarían relacionadas con la ejecución de un terraplén de material suelto y compactado adecuadamente, en todo el costado oeste de la propiedad; alcantarillado en la intersección con los cauces grande y chico; encauzamiento de los torrentes por medio de canales apraderados o de sección triangular con taludes muy suaves; disipadores de energía a la salida de las alcantarillas y en los puntos con resalto hidráulico, por medio de gaviones en escala o pedraplenamiento.
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Estudio hidrológico aluvional y diseño de obras en gavión para defensa de erosión en estribos de puentes - Arroyos Salamanca y El chancho, Mendoza, Argentina
(2008-09) Burgos, Víctor Hugo
El presente estudios se enmarca en la necesidad de analizar la adecuada intervención para controlar los fenómenos aluvionales de arroyos secos, que causan efectos erosivos de puentes que cruzan la Ruta Nacional 143. El objetivo propuesto fue el de proporciona las solicitaciones hidráulicas a la que estarán sometidos los puentes sobre el los arroyos Salamanca y El chancho, a través de un estudio hidrológico e hidráulico aluvional, para obtener parámetros de diseño necesarios para el dimensionamiento de las intervenciones hidráulicas correspondientes. Para obtener la información necesaria para el modelado de las alternativas, se realizaron las siguientes actividades: recopilación de antecedentes, reconocimiento preliminar de campo, determinación de las cuencas, estimación de una tormenta de proyecto de 50 años de recurrencia, análisis de caudales pico, relevamiento topográfico del terreno, simulaciones del comportamiento hidráulico de torrentes y dimensionamiento de las obras a realizar, necesarios para el control aluvional y de erosión , que actualmente afectan a los puentes. Las alternativas de solución, estarían relacionadas con la ejecución de terraplenes de material suelto y compactado adecuadamente, disipadores de energía por medio de gaviones en escala, revestimiento de hormigón para zanjas de guardia y defensas longitudinales realizadas con gaviones.
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Medidas estructurales en defensa contra las inundaciones: lagunas de laminación
(2008-09) Fattorelli, Sergio; Boccato, Alberto; Frank, Enrico; Fernández, Pedro C.; Montoya, Mónica M.
La mitigación de las condiciones de riesgo hidráulico en un territorio es la combinación integrada de medidas que reducen la frecuencia y el impacto de los eventos de crecientes, dentro los límites compatibles con las características socio-económicas del territorio mismo. Entre las medidas estructurales que han adquirido mayor importancia en los últimos decenios en la gestión del riesgo en Europa, en grado de asegurar una defensa eficaz contra las inundaciones, se encuentran las lagunas temporales de retención con llenado y vaciado controlados, o lagunas de laminación fluvial que pueden modificar el hidrograma de crecida disminuyendo su caudal pico. La presente memoria describe los diferentes tipos de lagunas de laminación, una particular obra estructural normalmente elegida en Europa para la mitigación del riesgo, su funcionamiento hidráulico y sus elementos estructurales que las componen. El análisis se concluye con un ejemplo de una laguna de laminación en fase de realización en Italia.

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