Tesis doctoral de Juan Antonio Ballesteros Cánovas
Las avenidas torrenciales son uno de los fenómenos naturales con mayor capacidad destructiva y de transformación repentina de un territorio. éstas se caracterizan por la aparición súbita de importantes descargas líquidas y sólidas, causadas por fuertes aguaceros o por la repentina fusión del manto nival. Aunque estos fenómenos son comunes en zonas de montaña donde la pendiente es elevada, esta característica por sí sola no es imprescindible para que aparezca la dinámica torrencial. En nuestro país, caracterizado por una marcada orografía, el desarrollo experimentado por la sociedad ha propiciado que las actividades humanas interfieran con las zonas de actuación de estos procesos hidrológicos, posibilitando numerosas situaciones potenciales de riesgo. Desgraciadamente, algunas de estas situaciones de riesgo se han consumado provocando desperfectos en bienes materiales, pero también numerosas victimas mortales (cabe recordar las catástrofes del camping las nieves en biescas, cerro de los reyes en badajoz, yebra-almoguera en guadalajara). para llevar a cabo un análisis del riesgo asociado a este proceso y poder así planificar con criterios técnico-económicos las medidas encaminadas a la predicción, prevención y corrección es imprescindible entender la distribución espacio-temporal del proceso, así como sus características hidráulicas. La complejidad del fenómeno, que incluso muestra un comportamiento evolutivo de acuerdo con la dirección del flujo, y la incapacidad demostrada de describir adecuadamente el comportamiento hidrológico basándose en datos pluviométricos alejados de la zona de estudio o situados en el fondo del valle, debido a la falta de datos de precipitación y aforos representativos, hace que sea necesario profundizar en nuevas técnicas y aproximaciones al fenómeno de las avenidas torrenciales. Clásicamente, para el análisis de las inundaciones, incluidas las torrenciales, se han empleado fuentes de información, métodos y criterios únicamente hidrológicos (cálculo hidrometeorológico de caudales y análisis estadístico de aforos) combinados con modelaciones hidráulicas; pero en las últimas décadas se esta incluyendo información no sistemática proveniente del análisis geológicogeomorfológico (depósitos y marcas) y de datos documentales (inundaciones históricas). la dendrogeomorfología es una disciplina científica que también puede aportar información no sistemática de inundaciones y avenidas pasadas, a través del estudio del registro de anillos de crecimiento de raíces, troncos y ramas de los árboles y arbustos ubicados en determinadas posiciones geomorfológicas. La información obtenida podría completar el registro sistemático de eventos e incluso suplirlo, pero también podría aportar información cualitativa respecto de parámetros como la carga sólida, la velocidad de la corriente o energía, que puede ser de gran utilidad para evaluar el riesgo de inundación en cuencas no aforadas o con registros limitados. El objetivo general de esta tesis es precisamente la investigación e incorporación de nuevas fuentes de datos basadas en evidencias dendrogeomorfológicas en el estudio del riesgo de avenidas e inundaciones en el centro peninsular, concretamente en las cuencas del río alberche y de su tributario arroyo cabrera. Para ello, se ha diseñado una metodología en la que se ha intentado contextualizar cada uno de los trabajos dendrogeomorfológicos llevados a cabo en el diseño clásico del análisis del riesgo de inundaciones. en el primer trabajo se ha pretendido desarrollar una metodología basada en las herramientas sig para evaluar la capacidad de las pequeñas cuencas del centro peninsular para ser estudiadas mediante técnicas dendrogeomorfológicas. Para ello, se han establecido tres índices que han sido ponderados y combinados espacialmente. Dichos índices tienen que ver con: i) la capacidad que un curso fluvio-torrencial tiene de desbordar su cauce de bankfull; ii) la capacidad que las cuencas vertientes tienen para incorporar material sólido al cauce; y, iii) la idoneidad de las especies arbóreas existentes en las márgenes del cauce para su estudio dendrogeomorfológico. Los resultados obtenidos permitieron concluir que existen más de 189 pequeñas cuencas (4,9% del territorio analizado) donde se podrían aplicar técnicas dendrogeomorfológicas para el estudio de la peligrosidad. De hecho sólo en 17 de ellas existen datos sistemáticos. Las zonas localizadas como más idóneas fueron: i) el alto tajo; y, ii) las cuencas de montaña del sistema central (a saber, la ladera sur de la sierra de gredos, sierra del valle, guadarrama y sierra de ayllón). Los resultados fueron consistentes con los reconocimientos en campo y podrían aportar una elevada objetividad en la localización de zonas de estudio paleohidrológico, ya sea desde un punto de vista académico o aplicado. los trabajos realizados en el segundo y tercer estudio se han centrado en describir los cambios anatómicos inducidos por el transporte de sedimentos durante avenidas torrenciales en las especies pinus pinaster ait.; Alnus glutinosa l.; Fraxinus angustifolia vhal.; Y, quercus pyrenaica willd. Dichos cambios, pueden ser ahora considerados como evidencias de la ocurrencia de avenidas, por lo que se podrían utilizar para datar eventos pasados. Se analizaron más de 68 árboles, concluyendo que los principales cambios anatómicos tuvieron que ver con la reduccion significativa del lumen celular (traqueidas en el caso de la conífera; y vasos y elementos fibroparenquimatosos en el caso de las frondosas). Sobre la base de este análisis, se ha podido elaborar una cronología de eventos de avenidas torrenciales acaecidas en la cuenca de venero claro correspondiente con los años: 1981/82, 1989/90, 1997/98, 2000/01, y 2004/05. en el cuarto trabajo, se aporta una metodología para la reconstrucción de caudales basados en marcas de paleonivel observadas en los árboles. Dicha metodología se apoya en la distribución de alturas de los descortezados y en el tamaño de los mismos para generar tres posibles escenarios de caudales máximos probables. La aplicación a venero claro permitió estimar el caudal circulante en el tramo de estudio durante el evento ocurrido en 1997 en 79 ± 14 m3s-1, cuantificando el grado de incertidumbre metodológica en 18,8%. La estimación del caudal, ofreció desviaciones medias entre la profundidad de agua modelizada y la altura del descortezado esperado de -0,09 ± 0,53 m y permitió pensar que la posición geomorfológica del árbol dentro del canal era el principal factor que controlaba dicha desviación, lo que puede ser de gran utilidad para diseñar futuros muestreos. Por otro lado, la probabilidad de excendencia correspondiente con el caudal obtenido fue relativamente baja (0,02), si se compara con los intensos cambios morfológicos experimentados en el cauce como consecuencia del evento estudiado, lo que podría ser explicado mediante un modelo evolutivo del proceso desde flujos de derrubios (debris flor) a avenida súbita (flash flood). en el quinto trabajo se ha demostrado que el estudio de la génesis de los descortezados y los posibles controles hidro-geomorfológicos resulta imprescindible para llevar a cabo estimaciones de caudales basados en los descortezados, pero también para considera dichos descortezados como puntos de control en un proceso de calibración de la rugosidad. Los resultados permitieron observar que la distribución de alturas de descortezados para siete eventos acaecidos en el río alberche, no difiere significativamente de la distribución de alturas observada en la estación de aforos. Este resultado, junto con los valores del caudal generador de descortezados y la desviación obtenida (decreciente con la intensidad del evento), permitió hipotetizar que los descortezados en este tramo del río se produjeron por material flotante, lo que tiene implicaciones en la estimación del paleocaudales. Con esta premisa, se pudo estimar un evento de inundación ocurrido en 1970/71 en 1684,3 ± 519,2 m3s-1. Este resultado supuso un importante impacto en la función de distribución de frecuencias sistemática, lo que tiene enormes implicaciones en el análisis del riesgo de inundaciones en el municipio de navaluenga. por último, en el sexto trabajo se presenta un ejemplo de gestión del riesgo de inundaciones focalizado en el municipio de navaluenga, donde se ha incluido estocásticamente la incertidumbre cuantificada, proveniente de incorporar la información derivada de la dendrogeomorfología. Se emplearon modelos hidrológicos semi-distribuidos, modelos hidráulicos uni- y bidimensionales y modelos de vulnerabilidad-pérdidas de los elementos expuestos (funciones tipología-profundidadpérdidas) para evaluar posibles alternativas encaminadas a la mitigación del riesgo. Se consideraron dos escenarios distintos, de acuerdo con los peligros que pudieran coexistir en navaluenga. Los resultados permitieron concluir que las alternativas óptimas tuvieron que ver con la construcción de un tanque de tormentas en el arroyo chorrerón y la ejecución de pequeños diques sobre los torrentes que tributan al alberche inmediatamente aguas arriba del municipio de navaluenga. Por otro lado, se pusieron de manifiesto las posibles consecuencias derivadas de la falsa sensación de seguridad en el municipio de navaluenga debido a una incorrecta toma de decisión relativa a la opción de construir grandes presas en la cabecera de la cuenca; la importancia en la elección, dentro del sistema estudiado, de la localización de las alternativas, es tal que puede poner intereses económicos en contraposición. como corolario de estos resultados se ha podido establecer que la dendrogeomorfología puede ayudar a entender los procesos hidrológicos durante las avenidas y con ello mejorar la gestión del riesgo de inundaciones.
Datos académicos de la tesis doctoral «Aplicación de métodos dendrogeomorfológicos para el análisis de la peligrosidad y el riesgo por avenidas e inundaciones«
- Título de la tesis: Aplicación de métodos dendrogeomorfológicos para el análisis de la peligrosidad y el riesgo por avenidas e inundaciones
- Autor: Juan Antonio Ballesteros Cánovas
- Universidad: Politécnica de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 14/06/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- José María Bodoque Del Pozo
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Juan ángel Mintegui aguirre
- eduardo Garcia melendez (vocal)
- gerardo Benito ferrández (vocal)
- Ana María Camarasa belmonte (vocal)