En busca de un desarrollo antrópico compatible con el riesgo de inundación
El proyecto de investigación SOS-AGUA-XXI, Sostenibilidad, Agua y Agricultura en el siglo XXI, liderado por Sacyr Agua, junto a Valoriza, Regenera, Aquadvise, Bosonit, Tepro, Föra Forest Technologies y Aeromedia, trabaja con el objetivo, entre otras muchas líneas de investigación relacionadas con agua y agricultura, de estudiar el efecto de eventos climatológicos y meteorológicos extremos y cómo estos afectan a la hidrología e hidráulica.
Esto se ha hecho, primero, con una identificación de las principales infraestructuras hidráulicas y no hidráulicas existentes y la caracterización del riesgo de inundabilidad, en los casos de estudio seleccionados. Los elementos identificados fueron las captaciones y fuentes de agua, su almacenamiento y las infraestructuras de regadío y cómo evolucionarán en la zona de estudio con el efecto del cambio climático y las condiciones locales.
El grupo de Investigación IGA (Ingeniería y Gestión del Agua), perteneciente a la Universidad de Salamanca, ha estado trabajando, entre otros ámbitos, en el desarrollo de las herramientas adecuadas para la prevención y anticipación de esos riesgos.
Las tareas principales desarrolladas en el proyecto son:
- Realización de una evaluación detallada del riesgo de las distintas infraestructuras hídricas implicadas en el regadío (embalses, azudes, balsas, captaciones, trasvases, desaladoras, bombeos, canales, conducciones, sistemas de riego por superficie, por aspersión, localizado y subterráneo) así como su umbralización.
- Realización de un análisis de riesgos financieros y de financiación.
- Estudio en detalle cómo se distribuye espacial y temporalmente la precipitación en el sistema.
- Desarrollo de un generador estocástico de precipitaciones (Stochastic Rainfall Generator) basado en datos reales y los resultados de diferentes métodos.
- Evaluación de la fiabilidad de los modelos y sistemas predictivos desarrollados.
- Realización e interpretación geométrica de vuelos LiDAR con drones generando el modelo digital del terreno, el modelo digital de elevaciones y el modelo digital de alturas de la vegetación.
- Realización del análisis de balances hídricos de dichas subcuencas, así como al estudio hidrometeorológico temporal de las estaciones seleccionadas.
- Modelización matemática/numérica de las escorrentías provocadas por los eventos de precipitación con el fin de reproducir la hidrología general y particular detallada del sistema.
- Determinación estacional y adaptativa de los caudales ecológicos máximos y mínimos y establecimiento de las reglas de gestión de embalses adaptativas.
- Estudio de predictibilidad hidrológica de ambas cuencas. Este estudio permite saber cuánto es el grado de poder predecir el comportamiento normal y extremo de dichos sistemas fluviales.
- Desarrollo del Método RCS (Risk Coloured Snakes), donde se calcula el riesgo de inundabilidad al territorio, debido a la existencia de infraestructuras lineales.
Rambla del Albujón y cuenca baja del río Almanzora
Las zonas elegidas de estudio fueron, en primer lugar, la Rambla del Albujón, por su gran riesgo de inundabilidad y las implicaciones asociadas a la agricultura en el Campo de Cartagena; y, en segundo lugar, la cuenca baja del río Almanzora, por ser zona con gran riesgo de inundación y que, de hecho, afectó gravemente a las instalaciones de la desaladora de Bajo Almanzora.
En el caso de la rambla del Albujón, se ha demostrado, entre otros aspectos, que la humedad precedente del suelo es un factor clave en la extensión de las manchas de inundabilidad. En este sentido, un aumento del 15% en la humedad previa del suelo, implica un aumento de hasta diez veces más la superficie de la mancha de inundabilidad. Además, desde el municipio de Fuente Álamo, el riesgo de inundabilidad se incrementa mucho debido a la acumulación de escorrentías superficiales, subterráneas y, especialmente, a la existencia de numerosas infraestructuras lineales que actúan como barrera y desviador de la dirección preferente del flujo de agua.
En el caso del Almanzora, la confluencia de la rambla de Canalejas con el cauce del río Almanzora hace que la peligrosidad sea máxima en el entorno de dicha confluencia fluvial. La ubicación de la desaladora del bajo Almanzora en dicho entorno, así como el hecho de que la rambla de Canalejas carece de regulación hidráulica, hace que este análisis hidrológico/hidráulico sea clave para evitar futuras pérdidas económicas y vitales.
Figura 3. Salida del modelo hidráulico de IBER del Bajo Almanzora. Parámetros de calado, máxima peligrosidad y velocidad de flujo
Como línea de conclusiones principales se destaca, en primer lugar, la necesidad del recálculo de todos los periodos de retorno asociados a inundabilidad de dichos sistemas de ramblas mediterráneas en entornos semiáridos. La existencia de un régimen hidrológico transitorio y no estacionario, debido al cambio climático, hace que dichos cálculos deban ser actualizados. Nuestras administraciones deberían invertir en dichos estudios para tener información actualizada y adaptada a las condiciones cambiantes y dinámicas impuestas por el cambio climático.
Es necesario hacer un análisis serio de la compatibilidad del desarrollo antrópico con el riesgo de inundación para diseñar ciudades seguras
Por otro lado, se debe tener claro la influencia de todas las infraestructuras, especialmente las lineales, en la peligrosidad ejercida por la propagación espaciotemporal de las superficies («manchas») de inundabilidad. En este sentido, el método RCS desarrollado por IGA de la Universidad de Salamanca, en el marco de este proyecto SOS-AGUA XXI, se erige como propicio para desarrollarlo en más sistemas territoriales.
Además, el entramado del viario y residencias urbanas hace que también se modifique significativamente dicho comportamiento dinámico de las superficies inundables. Esto debería ser estudiado en profundidad, incluyendo el estudio de la capacidad de carga hidráulica de las redes de distribución de agua de saneamiento y pluviales urbanas. A mayores, se deben analizar los escenarios hidrológicos/hidráulicos de grandes arrastres y cargas de sedimentos en dichos efluentes, que agravan enormemente el comportamiento hidráulico de dichas redes de saneamiento y pluviales. Esto dar lugar a enormes problemas en la operativa de dichas redes de agua y la ocurrencia de problemas graves de insalubridad pública, tal y como está ocurriendo en los municipios afectados por la grave DANA de Valencia.
En definitiva, es necesario hacer un análisis serio de la compatibilidad del desarrollo antrópico con el riesgo de inundación para poder diseñar ciudades seguras para la población.
El proyecto SOS-AGUA-XXI, Sostenibilidad, Agua y Agricultura en el siglo XXI, es un proyecto de investigación financiado por CDTI a través de la convocatoria 2021 del programa Misiones Ciencia e Innovación con fondos Next Generation.
Fenómenos climatológicos y meteorológicos extremos
Los fenómenos climatológicos y meteorológicos extremos se están sufriendo en todo el mundo y también con mayor regularidad. La reciente DANA en Valencia, que de acuerdo con la Agencia Espacial Europea (ESA), utilizando imágenes de satélite, ha afectado a 4.100 hectáreas de terreno, 3.900 edificios con más de 60.000 personas, cerca de 15 km de línea de ferrocarril y 530 km de carreteras y, lo más grave, más de doscientos fallecidos y miles de personas desplazadas.
De acuerdo con el Servicio de Cambio Climático Copernicus de la Unión Europea, cerca del 30% de ríos excedieron sus límites de inundación en 2023, mientras se han declarado estados de emergencia en 2024 en algunas zonas de Bélgica, Países Bajos, Francia, España y Alemania.
Para reducir los efectos de estos eventos es fundamental la anticipación; los modelos predictivos de riesgo de inundación basados en Inteligencia Artificial (IA) y Machine Learning, pueden ayudarnos a prevenir y reducir los daños y, por otro lado, a ayudar al planificador a evitar la construcción de infraestructuras o viviendas en zonas de alto riesgo.