Post on 14-Jan-2015
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Riesgos relacionados con los sistemas fluidos
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
¿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
AGUA, AGENTE EROSIVO
Ambiente fluvialAmbiente marinoAmbiente Cárstico o de agua
subterráneas.Ambiente glaciar
Erosión por el agua: por arranque
Por disolución
Transporte
AMBIENTE FLUVIAL
RIOS. CURSO ALTO
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
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.
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.
Delta del Mississipi
Delta del Nilo
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.
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
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).
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.
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
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.
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.
CRECIDAS Y AVENIDAS
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:
1. los huracanes
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)
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
PRESA DE TOUS ( Provincia de Valencia, 1982)
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
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
• 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.
Badalatosa
• 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.
Algunas canalizaciones intentan ser algo más estéticas
Seúl
Palma de Mallorca
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,...
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
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.
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.
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.
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.
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.
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
Los puntos indican lugares con pérdidas humanas y/o daños materiales debido a inundaciones.
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.VQ es el caudalA es la sección en un puntoV 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
A la hora de calcular el caudal es muy importante hacerlo en los puntos más problemáticos:
• Puentes• Estrechamientos de origen antrópico
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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 deconcentración Curva de descenso
Curva de agotamiento
Punta del hidrograma
Tiempo
Q (m
3 /s)
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 deconcentración Curva de descenso
Curva de agotamiento
Punta del hidrograma
Tiempo
Q (m
3 /s)
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 deconcentración
Curva de descenso
Curva de agotamiento
Punta del hidrograma
Tiempo
Q (m
3 /s)
Arriba, izqda. las barras en la gráfica, un hietograma, precipitaciones en distintas horas, la gráfica mayor , el hidrograma. Compara las dos
Directrices para la planificación y gestión de asentamientos en las cuencas fluviales (ONU, 1985). a) Causas de las inundaciones; b) soluciones, PREVENCIÓN.
Prevención de inundacionesMedidas 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
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.
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.
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
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
Sedimentos
Perfil original
Disminución de la velocidad y mayor
sedimentación
Mayor erosión en los márgenes del cauce y
profundiza el lecho
Medidas de laminación
Pero al modificar cauces, caudales, etc. siempre existe la posibilidad de originar nuevos problemas en ese o en otros lugares