Ctm sistema fluvial y sus riesgos

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dinamica aguas salvajes y fluvial. riesgos asociados, avenidas, inundaciones.

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Ctm sistema fluvial y sus riesgos

  1. 1. En España, los desastres naturales que más estragos originan son las inundaciones. En los últimos 25 años, el 90% de la siniestralidad en bienes se debe a esta causas
  2. 2. ¿Qué agente geológico es el principal responsable de estos paisajes?  Esta presentación se ha elaborado, en proporción variable, a partir de material propio, de mi alumnado, actual o pasado, y de otras presentaciones descargadas de la red. Gracias por su, a veces desconocida colaboración, pero el uso de esta información es puramente educativo . Vidal Báñez Muñoz
  3. 3. AGUA, AGENTE EROSIVO Ambiente fluvial Ambiente marino  Ambiente Cárstico o de agua subterráneas.  Ambiente glaciar
  4. 4. Erosión por el agua: por arranque
  5. 5. Por disolución
  6. 6. Transporte
  7. 7. AMBIENTE FLUVIAL
  8. 8. RIOS. CURSO ALTO
  9. 9. A medida que el rio prosigue su camino hacia el mar, se va reduciendo progresivamente la pendiente en Los tramos medio y bajo, razón por la que se reduce también su velocidad; y a la vez, su caudal se irá incrementando debido al aporte de agua desde sus afluentes y desde los acuíferos subterráneos. Por ello, aunque la energía cinética es también grande, el río la emplea para ensanchar el cauce, es decir, para aumentar La sección transversal , hasta transformarlo en una ancha Llanura de inundación por la que circular de una forma más sosegada
  10. 10. En las llanuras fluviales se pueden observar una serie de terrazas o desniveles ocasionadas por el propio río al excavar sus llanuras aluviales y generar una nueva llanura de inundación.
  11. 11. En las llanuras fluviales se pueden observar una serie de terrazas o desniveles ocasionadas por el propio rio a excavar sus llanuras aluviales y generar una nueva llanura de inundación.
  12. 12. Delta del Mississipi
  13. 13. Delta del Nilo
  14. 14.  El perfil de equilibrio de un río es el estado estacionario (o estado de equilibrio dinámico) de un curso fluvial, en el que el perfil longitudinal de éste no cambia su forma en el tiempo.
  15. 15.  El río tiende a conseguir esa curva cóncava perfectamente regularizada. Se puede entender como un balance entre el alzamiento tectónico (asumido constante a lo largo del tramo del río a considerar), y la tasa de erosión que actúa sobre el lecho del río
  16. 16.  Todos los ríos tienden a alcanzar su perfil de equilibrio, en el cual se invierte toda la energía cinética en vencer el rozamiento y transportar materiales, sin que exista erosión ni sedimentación. Para alcanzar dicho objetivo, han de reducir la pendiente por la que circulan hasta igualar su altura a la de su extremo más bajo, denominado nivel de base, que puede ser absoluto o principal (el nivel del mar) o local (un lago, un embalse u otro río en el que desemboque).
  17. 17.  Riesgos asociados  El río alcanza un nuevo perfil de equilibrio excavando y profundizando en su cauce, mediante erosión remontante, proceso que se inicia junto al nivel de base y progresa hacia la cabecera.
  18. 18.  Si por el contrario el nivel de base asciende (por ejemplo, por la construcción de un embalse) o si sube el nivel del mar como consecuencia del efecto invernadero, la velocidad de la corriente se reduciría bruscamente en La desembocadura, Lo cual daría lugar a una intensa sedimentación que rellenaría el Lecho del río, elevando su nivel (este proceso se conoce como agradación).  El avance de la agradación del cauce río arriba puede causar daños en construcciones o en cultivos, así como también en Los ecosistemas fluviales y bosques de ribera
  19. 19.  Respuesta del cauce fluvial ante la construcción de un embalse.  La consideración de estos efectos es de suma importancia a la hora de construir un embalse, ya que tanto la elevación como el descenso del nivel de sus aguas van a provocar una alteración de la dinámica fluvial por la que el río tiende a conseguir un nuevo perfil de equilibrio aguas arriba. Sedimentos Perfil original Disminución de la velocidad y mayor sedimentación Mayor erosión en los márgenes del cauce y profundiza el lecho Medidas de laminaciónEllo da lugar a una acumulación de los sedimentos en el vaso del embalse, que acaba por colmatarlo, reduciendo su periodo de aprovechamiento.
  20. 20.  La deforestación de las cuencas altas de los ríos acelera este proceso, porque causa un fuerte incremento de los sedimentos que son transportados por el río.  Por otro lado, aguas abajo del embalse, el río, libre ya de los sedimentos que arrastraba y que lo frenarían, erosionaría las márgenes (afectando una vez más a los ecosistemas ribereños) y profundizaría su lecho.
  21. 21. Los principales fenómenos que las desencadenan son: •lluvias torrenciales •la rápida fusión de la nieve por el aumento de la temperatura o por la actividad volcánica •la obstrucción del cauce por avalanchas o deslizamientos u otros obstáculos • las inducidas por actividad humana como roturas de presas o alteración cuenca hidrográfica. Estos fenómenos provocan un aumento del caudal de los ríos que llegan a desbordarse y originan las inundaciones. La superficie inundada puede ser a veces muy extensa y se producen daños incalculables:
  22. 22. 1. los huracanes
  23. 23. El riesgo de inundaciones 2. Exceso de precipitación. Lluvias torrenciales- Los temporales de lluvias son el origen principal de las avenidas. Cuando el terreno no puede absorber o almacenar todo el agua que cae esta resbala por la superficie y sube el nivel de los ríos. Las lluvias pueden ser de origen • Frontal. Frentes que duran varios días y provocan grandes crecidas de los ríos, especialmente en invierno. • Tormentas de verano. Muy localizadas, de duración corta pero mucha intensidad (desastre de Biescas) • Temporales de levante (gota fría)
  24. 24. 3. Fusión de las nieves.- En primavera se funden las nieves acumuladas en invierno en las zonas de alta montaña y es cuando los ríos que se alimentan de estas aguas van más crecidos. Si en esa época coinciden fuertes lluvias, lo cual no es infrecuente, se producen inundaciones. El riesgo de inundaciones
  25. 25. PRESA DE TOUS ( Provincia de Valencia, 1982)
  26. 26. 4. Rotura de presas.- Cuando se rompe una presa toda el agua almacenada en el embalse es liberada bruscamente y se forman grandes inundaciones muy peligrosas. Emblemático es la “pantanada” de Tous (Valencia 1982) . Habría que unirle las condiciones meteorológicas: lluvias que superaron los 100 mm en la mayor parte de la cuenca del Júcar y los 600 mm en un área de 700 km² aguas arriba del pantano, en sólo 2 dias. El riesgo de inundaciones
  27. 27. 5. Actividades humanas.- Los efectos de las inundaciones se ven agravados por algunas actividades humanas. • Al asfaltar cada vez mayores superficies se impermeabiliza el suelo, lo que impide que el agua se absorba por la tierra y facilita el que con gran rapidez las aguas lleguen a los cauces de los ríos a través de desagües y cunetas. • La tala de bosques y los cultivos que desnudan al suelo de su cobertura vegetal facilitan la erosión con lo que llegan a los ríos grandes cantidades de materiales en suspensión que agravan los efectos de la inundación. El riesgo de inundaciones
  28. 28. • La ocupación de los cauces por construcciones reduce la sección útil para evacuar el agua y reduce la capacidad de la llanura de inundación del río. La consecuencia es que las aguas suben a un nivel más alto y que llega mayor cantidad de agua a los siguientes tramos del río, porque no ha podido ser embalsada por la llanura de inundación, provocando mayores desbordamientos. Por otra parte el riesgo de perder la vida y de daños personales es muy alto en las personas que viven en esos lugares.
  29. 29. Badalatosa
  30. 30. • Las canalizaciones solucionan los problemas de inundación en algunos tramos del río pero los agravan en otros a los que el agua llega mucho más rápidamente.
  31. 31. Algunas canalizaciones intentan ser algo más estéticas Seúl Palma de Mallorca
  32. 32. Principales daños de crecidas y avenidas 1. Muerte directa de personas y animales. 2. Destrucción de cosechas y bienes personales. 3. Destrucción de construcciones, puentes, carreteras,... 4. Aparición de brechas, fracturas en diques y embalses con riesgo de rotura. 5. Gran erosión del terreno. 6. Riesgo de epidemias: hepatitis, tifus,...
  33. 33. Crecidas o avenidas Pueden ser de dos tipos: Torrenciales y Fluviales TORRENCIALES Los torrentes son cauces secos excavados por el agua en zonas de mucha pendiente que desembocan en un canal principal, de fondo plano llamado rambla o torrentera. Debido a la velocidad del agua puede originar inundaciones repentinas y muy peligrosas. En los pirineos hay torrentes de montaña que llevan una gran cantidad de agua tras el deshielo o las tormentas de verano
  34. 34. FLUVIALES Los ríos son corrientes permanentes que van por caudes de menor pendiente que los torrentes. Las inundaciones son reguladas por el propio cauce debido a la existencia de llanuras de inundación o vegas.
  35. 35. En la primavera de 2011 el río Mississippi aumentó a niveles históricos saliéndose de su cauce, rodando a través de una ancha llanura de inundación. En la imagen de agosto de 2011, el río hacía tres meses que se alejó de la cima de las inundaciones y estaba cerca de su nivel normal para el mes.
  36. 36. Mississippi, En agosto de 2012, en Memphis el río estaba a varios pies por debajo del nivel normal, de 2,4 a 8,3 pies, y como consecuencia quedaron expuestos muchos bancos de arena o, en gran medida, ampliados.
  37. 37. El riesgo de inundaciones 5. Características de los cauces, de la cuenca y red de drenaje Principalmente la pendiente, Anchura, Profundidad, y Rugosidad del lecho y el uso que se le esté dando a la zona inundable Si coinciden varias cursos de agua en la misma zona, el riesgo potencial aumenta.
  38. 38. Los sistemas tradicionales de PREDICCIÓN son: • Predicción meteorológica. Mapas del tiempo, datos meteorológicos • Predicción hidrológica. Diagramas de variación del caudal PREDICCIÓN Y PREVENCIÓN Identificación y cuantificación del riesgo de crecidas.
  39. 39. Con estos datos se hace una previsión. Lo importante es el tiempo necesario para alertar a la población y que va a depender de: • Longitud de la cuenca afectada • Extensión de la cuenca afectada • Otro factor que ayuda mucho es la elaboración con todos los datos disponibles de mapas de riesgo de inundaciones, que contenga datos históricos de anteriores avenidas
  40. 40. Los puntos indican lugares con pérdidas humanas y/o daños materiales debido a inundaciones.
  41. 41. PREDICCIÓN Y PREVENCIÓN Identificación y cuantificación del riesgo de crecidas. Se elaboran mapas de riesgo, para lo que se necesitan una serie de datos: • Velocidad de la corriente • Caudal del río. Volumen de agua que atraviesa una sección transversal de la corriente por unidad de tiempo (en m3/segundo). En un punto determinado: Q=A.V Q es el caudal A es la sección en un punto V es la velocidad que depende de la pendiente • El caudal a su vez depende de factores como: • Estación del año • Infiltración. (depende de la vegetación de cabecera y márgenes de los ríos, el tipo de roca y la presencia de urbanizaciones y asfaltados) infiltración escorrentía superficial inundaciones
  42. 42. A la hora de calcular el caudal es muy importante hacerlo en los puntos más problemáticos: • Puentes • Estrechamientos de origen antrópico
  43. 43. 69  CONCEPTO DE HIDROGRAMA Gráfico que relaciona el caudal o cualquier otro parámetro hidrológico con el tiempo  relaciones precipitación - escorrentía Partes de un hidrograma Tiempo base T respuesta T crecida Curva de concentración Curva de descenso Curva de agotamiento Punta del hidrograma Tiempo Q(m3/s)
  44. 44. 70 Curva de concentración. Tramo comprendido desde que se inicia el aumento de caudal en el río como consecuencia de la lluvia hasta llegar al máximo. Se debe a la creciente acumulación de escorrentía, mayoritariamente escorrentía superficial. Punta del hidrograma. Valor de caudal máximo que ha generado el aguacero. Curva de descenso. Pasada la punta se inicia una disminución rápida de caudal hasta que cesa la escorrentía superficial. Curva de agotamiento. Tramo del hidrograma en que todo el caudal se debe al aporte de las aguas subterráneas. Tiempo base T respuesta T crecida Curva de concentración Curva de descenso Curva de agotamiento Punta del hidrograma Tiempo Q(m3/s)
  45. 45. Los parámetros de tiempo son: Tiempo de crecida. El transcurrido entre el inicio de la crecida y la punta del hidrograma. Tiempo de respuesta o lag. El transcurrido entre el centro de gravedad del Hietograma y la punta del hidrograma. Tiempo base. El transcurrido entre el inicio de la crecida y el final de la escorrentía superficial. Tiempo base T respuesta T crecida Curva de concentración Curva de descenso Curva de agotamiento Punta del hidrograma Tiempo Q(m3/s)
  46. 46. Arriba, izqda. las barras en la gráfica, un hietograma, precipitaciones en distintas horas, la gráfica mayor , el hidrograma. Compara las dos
  47. 47. Directrices para la planificación y gestión de asentamientos en las cuencas fluviales (ONU, 1985). a) Causas de las inundaciones; b) soluciones, PREVENCIÓN.
  48. 48. Prevención de inundaciones Medidas no estructurales: Protección civil: Establecimiento de sistemas de alertas, evacuación de la población, restricciones de paso en puntos conflictivos, control del agua que sale de los embalses. Modelos de simulación de avenidas Ordenación del territorio: Leyes que limitan o prohíben determinados usos en zonas de riesgo. La legislación española establece unas limitaciones en las vegas de los ríos. Seguros y ayudas publicas
  49. 49. En la comisión especial sobre prevención y asistencia en situación de catástrofes creada en el Senado, el representante del Instituto Nacional de Meteorología dejó clara en junio pasado la incapacidad de los predictores para anticipar los fenómenos atmosféricos catastróficos. •Con entre seis y nueve horas de antelación se puede predecir el tiempo genérico que hará sobre un área de entre 8.000 y 25.000 kilómetros cuadrados; •Con más de seis horas, entre 100 y 1.000 kilómetros, •Al momento (10 minutos), en una comarca de 20 kilómetros, con la ayuda de radares. Protección civil: Establecimiento de sistemas de alertas, evacuación de la población, restricciones de paso en puntos conflictivos, control del agua que sale de los embalses.
  50. 50. Prevención de inundaciones Medidas estructurales: Son especialmente importantes en zonas de fuerte implantación urbana, industrial y agrícola Son medidas de elevado coste ambiental y económico y no eliminan completamente el riesgo.
  51. 51. Medidas de protección: • Reforestación y conservación del suelo. Aumenta la infiltración • Diques y malecones. Puede ser peor en casos de rotura • Modificación del cauce • Aumento de sección • Limpieza de cauces: vegetación, rugosidad, dragado, eliminación meandros • Desvío de cauces • Medidas de laminación
  52. 52. Medidas de laminación La construcción de embalses aguas arriba es una medida muy eficaz . Se rebajan los caudales punta y se aumenta el tiempo de respuesta. Sirve para otros usos como aprovechamiento energético, regadíos, suministros urbanos. El inconveniente es que modifica el perfil del río aguas abajo y aguas arriba de la presa. Con embalseSin embalse
  53. 53. Sedimentos Perfil original Disminución de la velocidad y mayor sedimentación Mayor erosión en los márgenes del cauce y profundiza el lecho Medidas de laminación
  54. 54. Pero al modificar cauces, caudales, etc. siempre existe la posibilidad de originar nuevos problemas en ese o en otros lugares

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