Flood defence alternatives for the lower Bío Bío River, Chile

Abstract

The Bío Bío River is the second largest river in Chile considering both discharge and length. The Bío Bío River flows through the second most important economical centre in Chile and it has been recently classified as one of the world's largest river systems strongly affected by fragmentation and change in flow regime, mainly due to hydropower and irrigation. The cities of Hualqui, Chiguayante, Concepción, Hualpén, and San Pedro de la Paz are located along the last 25 km of its course, and are exposed to a high flood risk due to a combination of increasing rainfall storms and the dams operation located in the upper basin. This work assessed several structural and non-structural flood defence alternatives for the lower 25 km of the river. A one-dimensional (1D) hydraulic model was used under different discharge scenarios. The results showed that storage areas and diversion canals located along the lower part of the Bío Bío River did not prove to be a suitable solution. Nevertheless, it was found that the most effective alternative implies a reservoir operation focused on storing the extra water produced by the incoming flood. Conclusions support the materialization of reservoir emergency operation protocols, as indicated in the Reglamento de Ley Nº20.304, approved by Decreto de Ley 138, Chile. Alternativas de defensas contra inundaciones para la parte baja del río Bío Bío, Chile Fecha de entrega: 30 de septiembre 2013 Fecha de aceptación: 5 de diciembre 2013 El río Bío Bío es el segundo más grande de Chile en cuanto a caudal y largo; fluye a través de la segunda zona económica más importante de Chile y ha sido recientemente clasificado como uno de los sistemas fluviales más grandes del mundo afectado fuertemente por fragmentación y cambio de régimen de flujo, debido principalmente a la producción hidroeléctrica y el riego. Las ciudades de Hualqui, Chiguayante, Concepción, Hualpén y San Pedro de la Paz se encuentran ubicadas a lo largo de los últimos 25 km de su curso y están expuestas a un alto riesgo de inundación debido a la combinación de intensos frentes de lluvia y la operación de represas ubicadas en la parte alta de la cuenca. En este trabajo se evalúan varias alternativas de defensas fluviales, estructurales y no estructurales, para los últimos 25 km del río. Se ha utilizado un modelo hidráulico unidimensional (1D) bajo diferentes escenarios de caudales. Los resultados muestran que no son soluciones adecuadas, a lo largo de la parte baja del río Bío Bío, las áreas de almacenamiento y los canales de desvío. No obstante, se encontró que la alternativa más efectiva implica una operación de embalse que apunte a almacenar el exceso de agua que producirían las inundaciones. Las conclusiones ratifican la materialización de los protocolos de operación de emergencia de embalses, como se indica en el Reglamento de Ley Nº20.304, aprobado por Decreto de Ley 138, Chile. Palabras clave: río Bío Bío, riesgo de inundación, defensa fluvial, modelo hidráulico, operación de embalse 23