BASES PARA LA ELABORACIÓN DE LAS DIRECTRICES SOBRE EL USO SOSTENIBLE DEL AGUA EN GIPUZKOA

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1 GIPUZKOAKO FORU ALDUNDIA GARAPEN ERAMANGARRIRAKO DEPARTAMENTUA Obra Hidraulikoetako Zuzendaritza Nagusia DIPUTACIÓN FORAL DE GIPUZKOA DEPARTAMENTO PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE Dirección General de Obras Hidráulicas BASES PARA LA ELABORACIÓN DE LAS DIRECTRICES SOBRE EL USO SOSTENIBLE DEL AGUA EN GIPUZKOA CARACTERIZACIÓN DE LAS SITUACIONES HIDROLÓGICAS EXTREMAS EN GIPUZKOA Y SITUACIÓN FRENTE A INUNDACIONES EN GIPUZKOA JULIO 2006

2 BASES PARA LA ELABORACIÓN DE LAS DIRECTRICES SOBRE EL USO SOSTENIBLE DEL AGUA EN GIPUZKOA CARACTERIZACIÓN DE LAS SITUACIONES HIDROLÓGICAS EXTREMAS EN GIPUZKOA Y SITUACIÓN FRENTE A INUNDACIONES EN GIPUZKOA - ÍNDICE - 1. RESUMEN 1.- CARACTERIZACION DE LAS SEQUIAS EN GIPUZKOA PROBLEMÁTICA DE LAS INUNDACIONES EN GIPUZKOA INTRODUCCIÓN ESTUDIO DE PRECIPITACIONES INTENSAS, TIEMPOS DE CONCENTRACIÓN Y CAUDALES DE CÁLCULO DE LAS CUENCAS DEL TERRITORIO HISTÓRICO DE GIPUZKOA...Y ESTUDIO DE ACTUALIZACIÓN SITUACIÓN DE LAS INUNDACIONES EN GIPUZKOA. ESTUDIOS HIDRÁULICOS MONOGRAFÍA 1.- CARACTERIZACIÓN DE LAS SEQUÍAS EN GIPUZKOA INTRODUCCIÓN Y METODOLOGÍA RECOPILACIÓN DE SERIES TEMPORALES DETECCIÓN DE PERIODOS SECOS MEDIANTE MEDIAS MÓVILES AJUSTE DE LAS SERIES A DISTRIBUCIONES ESTADÍSTICAS DETERMINACIÓN DE LOS PERIODOS MÁS SECOS PROBLEMÁTICA DE LAS INUNDACIONES EN GIPUZKOA INTRODUCCIÓN ESTUDIO DE PRECIPITACIONES INTENSAS, TIEMPOS DE CONCENTRACIÓN Y CAUDALES DE CÁLCULO DE LAS CUENCAS DEL TERRITORIO HISTÓRICO DE GIPUZKOA...Y ESTUDIO DE ACTUALIZACIÓN Estudio de Lluvias Intensas Definición de Parámetros Hidrológicos para el Cálculo de Caudales de Avenida DETERMINACIÓN DE CAUDALES DE AVENIDA SITUACIÓN DE LAS INUNDACIONES EN GIPUZKOA Introducción Manchas de Inundación Situación Actual de la Problemática de Inundaciones

3 1. RESUMEN

4 RESUMEN 1.- CARACTERIZACION DE LAS SEQUIAS EN GIPUZKOA En Gipuzkoa existen en principio dos tipos de sequías que actúan directamente en los sistemas de abastecimiento. Así y en primer lugar se puede hablar de periodos de sequía dentro de un año. Estos periodos suelen corresponder con una primavera seca y un verano con muy poca precipitación, produce una disminución importante de caudal circulante en los manantiales y cabeceras de los ríos y crea problemas en el campo, ganadería y en los pequeños sistemas de abastecimiento. El otro tipo de sequía que se produce en Gipuzkoa es el que tiene un ciclo superior al año, es del tipo interanual con dos o tres años secos seguidos, lo que produce una disminución general de caudales circulantes por los ríos y por los manantiales más importantes, disminuyendo las reservas hídricas, ya sean a nivel de embalses o a nivel de agua subterránea, provocando problemas de abastecimiento en los grandes sistemas. Los embalses se van poco a poco vaciando y no llegan a recuperar sus niveles normales con las lluvias caídas. A lo largo de la serie pluviométrica disponible se registraron cuatro periodos de sequía de duración superior a un año, con los siguientes valores, partiendo de que la media anual de la serie pluviométrica de Igeldo es de 1.552,2 mm/año 1

5 PERIODOS INTERANUALES DE SEQUÍA AÑO HIDROLOGICO DURACION SEQUÍA (AÑOS) PRECIPITACIÓN TOTAL MM. PRECIPITACION ANUAL MM/AÑO , , , , , , , , , ,5 Como se puede apreciar, los datos de la sequía de corresponden con una sequía muy similar a la peor de la serie de registros desde 1878 hasta el De acuerdo con estos datos se han definido los períodos más secos. DEFINICIÓN DE PERIODOS MÁS SECOS EN IGELDO Duración Precipitación Fecha final 3 MESES 53.1 AGOSTO MESES NOVIEMBRE MESES NOVIEMBRE AÑO NOVIEMBRE AÑOS MARZO AÑOS AGOSTO AÑOS SEPTIEMBRE AÑOS ENERO

6 De cara al estudio de los sistemas de regulación se definen como periodos pésimos los siguientes: PERIODOS INTERANUALES DE SEQUIA EN GIPUZKOA Denominación Sequía pésima Sequía estándar (P. Retorno 25 años) Sequía histórica reciente Período (años hidrológicos) (duración 6 años) (duración 6 años) (duración 5 años) 3

7 2.- PROBLEMÁTICA DE LAS INUNDACIONES EN GIPUZKOA INTRODUCCIÓN Existen tres fenómenos meteorológicos que producen inundaciones en Gipuzkoa. En primer lugar estarían las tormentas de verano de mucha intensidad y de corta inundación. Producen inundaciones en las zonas urbanas y comienzan a desbordarse las regatas y torrenteras. Estas tormentas son muy peligrosas ya que la crecida del agua en las regatas es casi instantánea, la velocidad del agua es alta y pueden producir muertes. Ejemplos de estas tormentas son numerosos en Gipuzkoa, siendo conveniente destacar la de Julio 1987 en Elgoibar, Junio de 1992 en Donostia- San Sebastián y Ormaiztegi, Junio de 1997 en Donostia, etc. El segundo caso de fenómenos meteorológicos asociados a inundaciones serían las tormentas convectivas de gran duración. Estas inundaciones son en general muy importantes, los ríos se desbordan con gran calado, inundando amplias zonas del territorio. Suele ser el caso de las inundaciones históricas como las de Octubre de 1953 o Agosto de Otro tipo de lluvia que produce inundaciones son las lluvias de invierno generadas por un frente de lluvias de gran duración y con cierta intensidad. En este caso son los ríos los que desbordan, lentamente, con velocidades bajas pudiendo alcanzar niveles de agua importantes en determinadas zonas bajas. En general, esta inundación no pone en peligro la vida humana y sólo genera daños materiales, principalmente en las zonas urbanas cercanas a los ríos que han sido construidas a cotas muy bajas e incluso con ocupaciones excesivas de las llanuras de inundación, aunque en algunos casos pueden llegar a ser cuantiosos. Un ejemplo de este tipo de inundación es la de Enero 2004 en el río Urumea. 4

8 2.2.- ESTUDIO DE PRECIPITACIONES INTENSAS, TIEMPOS DE CONCENTRACIÓN Y CAUDALES DE CÁLCULO DE LAS CUENCAS DEL TERRITORIO HISTÓRICO DE GIPUZKOA Y ESTUDIO DE ACTUALIZACIÓN a) Lluvias Intensas : Las lluvias intensas en Gipuzkoa se puede producir en cualquier mes del año, si bien las precipitaciones máximas anuales se producen con mayor probabilidad en los meses de Octubre-Enero y con menor los meses de Febrero- Abril y Junio-Julio FRECEUNCIA DE PRESENTACIÓN DE LA PRECIPITACION MÁXIMA ANUAL 14,43 11,09 3,77 4,64 15,01 5,22 14,65 6,82 8,12 3,92 4,57 7,76 ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE b) Planos de Isomáximas : Se han definido los planos de isomáximas de 24 horas para los periodos de retorno de 5, 10, 25, 50,100 y 500 años. Un ejemplo de estos planos se indica en la página siguiente. 5

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10 Los caudales de avenida son muy difíciles de definir, ya que las estaciones de aforo no tienen series suficientemente largas para poder calcular, mediante métodos estadísticos, los caudales asociados a unos periodos de retorno o probabilidad de aparición. Para su cálculo teórico se han ido empleando fórmulas empíricas con una cierta relación con la realidad y sobretodo métodos hidrológicos de cálculo a partir de la transformación de lluvias intensas en caudales e hidrogramas de avenidas. De estos métodos de cálculo, el más utilizado en Gipuzkoa ha sido el del HEC-1 o HMS, recomendándose en la actualidad el empleo del hidrograma de Clark, por ajustarse mejor a los datos existentes en las estaciones de aforo. De todas formas, los cálculos teóricos presentan una serie de indefiniciones por lo que se recomienda seguir investigando sobre las mismas SITUACIÓN DE LAS INUNDACIONES EN GIPUZKOA. ESTUDIOS HIDRÁULICOS a) Zonas Inundables En función de las manchas de inundación obtenidas por la Oficina de Planificación Hidrológica de la Dirección de Aguas del Gobierno Vasco y con la información del Servicio Territorial de Aguas de Gipuzkoa, se pueden indicar las siguientes zonas inundables para 10 años de periodo de retorno: UH BIDASOA a) Regata Jaizubia en la zona de la Ikastola de Irún. b) Regata Jaizubia en la zona del Hotel Urdanibia de Irún. c) Regata Olaberria en el barrio de Olaberria de Irún. UH OIARTZUN a) Confluencia del Lintzirin y Oiartzun en Arragua. b) Barrio de Altzibar. 7

11 UH URUMEA a) Tramo Loiola - Txomin - Martutene en Donostia. b) Astigarraga zona urbana y barrio de Ergobia. c) Barrio de Karabel y campo de fútbol. d) Polígono Industrial de Leizotz. UH ORIA a) Confluencia del río Leizaran en el río Oria de Andoain. b) Confluencia de la regata Asteasu en el río Oria en Zizurkil. c) Zona industrial de Ikaztegieta. d) Confluencia de la regata Estanda en el Oria junto al Polideportivo de Beasain. e) Regata Ola en zona industrial de Zarautz. UH UROLA a) Río Urola en la zona del Balneario de Zestoa. b) Río Narrondo en el barrio Narrondo de Zumaia. c) Río Ibai Eder cerca de su confluencia con el Urola. d) Río Ibai Eder en Urrestilla. UH DEBA a) Río Deba aguas arriba del Puente de Mutriku, inunda una zona deportiva. b) Río Deba en Osintxu inundando unos edificios de viviendas en la margen izquierda, aguas abajo del puente de Osintxu. c) Regata Antzuola en Antzuola. Actualmente se están realizando las obras de encauzamiento necesarias para evitar esta zona inundable. d) Regata Ubao en Oñati aguas arriba de la cobertura de la Iglesia de San Miguel. e) Regata Ubao en la zona industrial antes de la confluencia con el río Arantzazu. f) Río Oñati en el barrio de Zubillaga de Oñati. g) Regata Aramaiona aguas arriba de la cobertura del casco urbano. 8

12 b) Situación Actual de la Problemática de Inundaciones Para conocer la problemática de inundabilidad de una zona se propone estudiar: Manchas de inundación en situación actual Capacidad de eliminación de obstáculos Estudio del riesgo asociado a la inundación. Mapas de riesgo asociado en función de los siguientes parámetros: o Número de habitantes que pueden verse afectados. o Daños económicos potenciales en la zona. o Daños potenciales al medio ambiente. Zonificación de la zona inundable en: o Vía de Intenso desagüe o Zona de inundación peligrosa o Zona de inundación no peligrosa En este sentido, el Cedex está preparando una guía técnica sobre gestión y ordenación de zonas inundables. 9

13 2. MONOGRAFÍA

14 MONOGRAFÍA 1.- CARACTERIZACION DE LAS SEQUIAS EN GIPUZKOA INTRODUCCIÓN Y METODOLOGÍA Las sequías en Gipuzkoa presentan unas características e importancia diferente según el periodo que se analice. Así y en primer lugar es necesario hablar de periodos de sequía dentro de un año. Estos periodos, que suelen corresponder con una primavera seca y un verano con muy poca precipitación, y esta precipitación se caracteriza por estar formada a base de tormentas convectivas de fuerte intensidad que produce muy poca retención de agua en el suelo. Este fenómeno produce una disminución importante de caudal circulante en los manantiales y cabeceras de los ríos, si la temperatura es, de forma paralela, alta produce también un agostamiento importante en el campo, sobretodo en las praderas. El efecto de este tipo sequías se nota sobretodo en la agricultura y ganadería por pérdida de fuentes en donde bebe el ganado y en los núcleos urbanos que se abastecen de pequeños manantiales o de tomas fluyentes de regatas. Una sequía característica en este sentido fue la del año En el gráfico que aparece a continuación, se representa la lluvia mensual durante ese año en la estación meteorológica de Zizurkil. 1

15 ESTACION DE ZIZURKIL AÑO PRECIPITACION MM DICIEMBRE NOVIEMBRE OCTUBRE SEPTIEMBRE AGOSTO JULIO JUNIO MAYO ABRIL MARZO FEBRERO ENERO MESES Como se puede apreciar, la lluvia fue escasa en Marzo y Abril, se recuperó algo en Mayo, pero dejo casi de llover en Junio y Julio, lo que junto con temperaturas altas, provocó una sequía importante en el campo, en las fuentes que utiliza la ganadería y en pequeños núcleos urbanos. El otro tipo de sequía que se produce en Gipuzkoa es el que tiene un ciclo superior al año, es del tipo interanual con dos o tres años secos seguidos, lo que produce una disminución general de caudales circulantes por los ríos y por los manantiales más importantes, disminuyendo las reservas hídricas, ya sean a nivel de embalses o a nivel de agua subterránea, provocando problemas de abastecimiento en los grandes sistemas. Los embalses se van poco a poco vaciando y no llegan a recuperar sus niveles normales con las lluvias caídas. Un ejemplo claro de este tipo de sequías es el de los años y 1990 cuya precipitación anual según el ciclo hidrológico (de octubre a octubre), se aprecia en el gráfico que aparece a continuación. 2

16 LLUVIA ANUAL EN IGELDO PRECIPITACION AÑO 1987 AÑO 1988 AÑO 1989 AÑO OCT NOV DIC ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP MES Las precipitaciones anuales caídas fueron: Año Hidrológico 1987: mm. Año Hidrológico 1988: mm. Año Hidrológico 1989: mm. Año Hidrológico 1990: mm. Es decir, que durante los años hidrológicos 88 y 89 llovió 500 mm. menos que durante un año normal de lluvia. Ello ocasionó que los embalses no se llenaran creando importantes restricciones en Eibar, Bilbao, Vitoria-Gasteiz, etc. El problema surge a la hora de valorar la importancia de una sequía y la probabilidad de aparición de sequías más importantes o más largas que las hasta ahora conocidas. Para ello y dentro del trabajo titulado Plan de Actuaciones en Sequías de los Sistemas de Abastecimiento del Territorio Histórico de Gipuzkoa realizado por la Dirección de Obras Hidráulicas de la Diputación Foral en el año 1998 se analizó la información pluviométrica disponible en el Territorio Histórico de Gipuzkoa y su entorno climático con el objetivo de caracterizar la pluviometría mínima y definir los 3

17 períodos secos característicos de las series de sequías que servirán para estudiar el comportamiento de los sistemas de recursos hidráulicos del T.H. frente a períodos secos intensos. Las sequías más difíciles de superar para los sistemas de abastecimiento importantes a base de embalses o de pozos de agua subterránea, como los del Territorio Histórico, son aquellas de gran severidad (escasa precipitación, y por tanto caudal) y duración 2-3 años. El estudio buscaba caracterizar los períodos secos más importantes de esta duración, y a partir de ellos, las series secas típicas, que comienzan y terminan en un periodo de lluvia normal (años medios). Así los períodos secos caracterizados tenían una duración de 5-6 años Para lograr este objetivo, el trabajo se dividió en las siguientes fases: Recopilación de las series temporales que entran al cálculo Análisis de períodos secos mediante medias móviles Ajuste de las series de precipitación a distribuciones estadísticas Selección de los períodos de proyecto RECOPILACIÓN DE SERIES TEMPORALES El estudio de períodos secos comenzó con la localización de la pluviometría disponible en períodos mensuales, buscando fundamentalmente series con registros muy extendidos en el tiempo. 4

18 Se emplearon las siguientes fuentes de datos: Se solicitaron al Centro Zonal del Instituto Nacional de Meteorología las series temporales más largas del Territorio Histórico expresadas a nivel mensual. La recopilación ascendió a 13 series. Con objeto de completar estos datos, se solicitó información adicional a los servicios meteorológicos franceses (Méteo-France), que aportaron dos series temporales de gran longitud que sirven para ampliar la cobertura geográfica, completar el estudio y comparar los resultados obtenidos con los de las series españolas. Se analizaron (e incluso se emplearon, para el caso de Igeldo) los datos de la publicación Homogeneidad y variabilidad de los registros históricos de precipitación en España. Instituto Nacional de Meteorología, 1996 Las series así obtenidas en Gipuzkoa fueron las siguientes: Pluviómetro de San Sebastián Igeldo 1024 E desde 1878 a 1995 Pluviómetro de Arantzazu 1046 desde 1919 a 1995 Pluviómetro de Irun-Fitosanitaria 1013 desde 1912 a 1971 Pluviómetro de Villabona-Fraisoro 1032 desde 1924 a 1995 Pluviómetro de Oiartzun Arditurri 1016 desde 1945 a 1984 Pluviómetro de Beasain 1026 desde 1945 a 1991 Pluviómetro de Elduaien 1031 desde 1943 a1995 Pluviómetro de Lasarte-Michelin 1035 desde 1944 a 1995 Pluviómetro de Zarautz 1036 desde 1954 a 1986 Pluviómetro de Legazpia 1037 desde 1945 a 1991 Pluviómetro de Eibar-Banco de Pruebas 1050 desde 1944 a 1995 Pluviómetro de Bayonne-Soccoa desde 1880 a

19 En primer lugar, y tras representar las series en formato de años hidrológicos, fue necesario rellenar las lagunas que contienen los datos mensuales recopilados. En todos los casos, con la excepción de Igeldo, las lagunas existentes en las series solicitadas fueron rellenadas con FILLIN. En todos los casos, los rellenos se limitaron al relleno entre los extremos de los datos registrados, no habiéndose realizado extrapolación fuera del período disponible. En el caso de las series obtenidas de los servicios meteorológicos franceses, Bayonne y Soccoa, se da la circunstancia de que se trata de dos pluviómetros con una situación geográfica y climatológica muy próxima cuyos registros son consecutivos. La serie temporal para Bayonne abarca el período 1/1/1881 a 31/12/1920. La serie de Pte de Soccoa (Ciboure) se refiere al período 1/1/1921 a 31/12/ DETECCIÓN DE PERIODOS SECOS MEDIANTE MEDIAS MÓVILES El análisis mediante medias móviles se realizó en las 12 series disponibles por períodos anuales y realizando las medias móviles para períodos de 9 años centrados sobre cada año, es decir, promediando con cada año los 4 anteriores y los 4 posteriores. El análisis mostraba que los períodos secos son muy similares en todas las estaciones en cuanto a duración e intensidad. En este sentido, resulta interesante comprobar que la serie pluviométrica obtenida de los servicios meteorológicos franceses repite los resultados de los observatorios españoles. Entre otros períodos secos, destacan a la vista el de comienzos de siglo (estaciones de Igeldo y Bayonne-Soccoa), el de los años próximos a 1945 (denominada en el lenguaje vulgar la pertinaz sequía) y el del entorno

20 1.4.- AJUSTE DE LAS SERIES A DISTRIBUCIONES ESTADÍSTICAS Para profundizar en el análisis de períodos secos el estudio continúa con un ajuste de las series mensuales de precipitación a la distribución estadística de Beard (empleada por el U.S. Corps of Engineers para caracterizar los períodos secos). La aplicación informática que realiza el ajuste compone con los datos disponibles colecciones de períodos secos de diferentes duraciones y ordena de más a menos severo teniendo en cuenta la precipitación acumulada. Cada uno de los períodos secos de cada colección es independiente de otros períodos secos, no permitiéndose los solapes. De esta forma se garantizan las hipótesis en que se basa el análisis estadístico y se consigue que los períodos secos sean los pésimos para cada duración. A continuación se asocian probabilidades por la ley de Beard a cada uno de los períodos secos y se traducen a períodos de retorno. Los resultados obtenidos se presentan en las hojas siguientes para los pluviómetros de Igeldo y Bayonne-Soccoa DETERMINACIÓN DE LOS PERIODOS MÁS SECOS Con los resultados obtenidos en el análisis del apartado anterior se buscan los períodos secos más representativos de las condiciones de sequía en el Territorio Histórico. 7

21 Se han seleccionado tres períodos secos, que corresponden a cada uno de los siguientes conceptos: Sequía pésima. Se ha seleccionado un período seco que representa las condiciones pésimas que podrían producirse en el Territorio Histórico. Sequía estándar, con un período de retorno de aproximadamente 25 años. Sequía histórica, que representa el período seco que más experiencia ha dejado en la explotación de los sistemas de abastecimiento. De acuerdo con este criterio se establecen los siguientes períodos secos: PERIODOS INTERANUALES DE SEQUIA EN GIPUZKOA Denominación Sequía pésima Sequía estándar (P. Retorno 25 años) Sequía histórica reciente Período (años hidrológicos) (duración 6 años) (duración 6 años) (duración 5 años) Las precipitaciones anuales recogidas en los pluviómetros de Igeldo y Bayonne- Soccoa durante estos tres periodos secos han sido las siguientes: 8

22 PLUVIOMETRÍA ANUAL EN PERIODOS SECOS PERIODO AÑO IGELDO PLUVIOMETRO BAYONNE-SOCCOA MEDIA MINIMA 2 AÑOS PERIODO AÑO IGELDO PLUVIOMETRO BAYONNE-SOCCOA MEDIA MINIMA 2 AÑOS PERIODO AÑO IGELDO PLUVIOMETRO BAYONNE-SOCCOA MEDIA MINIMA 2 AÑOS

23 Como se puede apreciar, los periodos más secos de dos años de duración son similares en los años y , siendo algo más lluvioso durante esos dos años más secos el periodo El año más seco en Igeldo corresponde al año hidrológico Los recursos hidráulicos producidos durante el periodo han sido señalados en el documento correspondiente a Recursos Hidráulicos de este trabajo. 10

24 2.- PROBLEMÁTICA DE LAS INUNDACIONES EN GIPUZKOA INTRODUCCIÓN Gipuzkoa es, en general, una zona con frecuentes y numerosas inundaciones al encontrarse geográficamente en un punto característico del continente europeo. En este sentido y como graves inundaciones y de gran amplitud territorial es necesario mencionar en los últimos sesenta años, las inundaciones de Octubre de 1953, con pérdidas de vidas humanas, y de Agosto de 1983, que abarcaron, aunque con diferente intensidad todo el Territorio. Pero además de estas grandes inundaciones, se han producido otras de gran intensidad, más localizadas, que incluso ha llegado a producir pérdidas de vidas humanas. Así es necesario citar las inundaciones del Bajo Deba de Julio de 1987, de Oñate, Ormaiztegi y Donostia de Junio de 1992, Donostialdea en Junio de 1997, Irun- Hondarribia en Septiembre de 1995, etc. Esto es debido principalmente a que Gipuzkoa se encuentra en el punto de giro de la Corriente del Golfo, que arrastra agua más caliente hacia Europa y se encuentra también en la estribación oeste de la cordillera de los Pirineos, por lo que sus montes son los primeros obstáculos importantes a los frentes procedentes del mar con vientos del noroeste. Además, aunque de forma más relativa, tiene fenómenos tormentosos más propios del área mediterránea. Existen tres fenómenos meteorológicos que producen inundaciones en Gipuzkoa. En primer lugar estarían las tormentas de verano de mucha intensidad y de corta inundación. Son en general tormentas de menos de dos horas de duración que producen inundaciones en las zonas urbanas y si la duración es superior a una hora, comienzan a desbordarse las regatas y torrenteras. Estas tormentas son muy peligrosas ya que la crecida del agua en las regatas es casi instantánea, la velocidad del agua es alta, pueden producir muertes, en general por arrastre de vehículos y los daños que crean llegan a ser importantes. 11

25 Ejemplos de estas tormentas son numerosos en Gipuzkoa, siendo conveniente destacar la de Julio 1987 en Elgoibar, Junio de 1992 en Donostia-San Sebastián y Ormaiztegi, Junio de 1997 en Donostia, etc. El segundo caso de fenómenos meteorológicos asociados a inundaciones serían las tormentas convectivas de gran duración unidas a borrascas profundas de creación similar a la gota fría que se produce en las costas mediterráneas del Levante español. Estas inundaciones son en general muy importantes, los ríos se desbordan con gran calado, inundando amplias zonas del territorio. Suele ser el caso de las inundaciones históricas como las de Octubre de 1953 o Agosto de En estos casos y en general, las regatas no llevan el caudal que se produce con las tormentas anteriores, pero son los ríos los que principalmente se desbordan Por último otro tipo de lluvia que produce inundaciones son las lluvias de invierno generadas por un frente de lluvias de gran duración y con cierta intensidad, sin llegar a los casos extremos anteriores. Este fenómeno suele estar unido, a veces, a fenómenos de deshielo en las montañas nevadas. La intensidad de la lluvia no es grande, pero se mantiene lloviendo con dicha intensidad durante largas horas, de forma que se satura fácilmente todo el suelo y la lluvia que llega a los cauces es importante. En este caso son los ríos los que desbordan, lentamente, con velocidades bajas pudiendo alcanzar niveles de agua importantes en determinadas zonas bajas. En general, esta inundación no pone en peligro la vida humana y sólo genera daños materiales, principalmente en las zonas urbanas cercanas a los ríos que han sido construidas a cotas muy bajas e incluso con ocupaciones excesivas de las llanuras de inundación, aunque en algunos casos pueden llegar a ser cuantiosos. Un ejemplo de este tipo de inundación es la de Enero 2004 en el río Urumea. Los estudios de inundaciones que abarcan importantes longitudes de los ríos comenzaron en Gipuzkoa a finales de los años ochenta. El primero de ellos, realizado por la Diputación Foral, estudió los ríos principales de Gipuzkoa de las cuencas Oiartzun, Urola y Deba. Este estudio primero marcó de alguna forma la metodología a seguir en el caso de estudio de avenidas. En primer lugar, se utilizó un modelo 12

26 precipitación en tormenta-caudales de avenida que permitía calcular los hidrogramas de avenida a partir de unas lluvias, ya fueran reales o sintéticas. Este primer modelo estaba sin calibrar al no existir estaciones de aforo en Gipuzkoa con suficiente precisión de medida para calibrar avenidas. Este trabajo además definió los cauces mediante perfiles transversales y aplicó un modelo hidráulico que permitía definir en cada sección de cálculo la altura que alcanzaba el agua y su velocidad. Así se comprobó la gran importancia que tiene en las avenidas la existencia de pequeñas presas, puentes que no desaguan correctamente y ocupaciones de los cauces y de su llanura de inundación por parte de asentamientos urbanos, rellenos de materiales, etc., que producen inundaciones aguas arriba de las mismas. En este Estudio de Avenidas, se dibujaron unas manchas de inundación en las márgenes de los ríos principales de las cuencas del Oiartzun, Urola y Deba asociadas a un periodo de retorno dado, de forma que se podía definir las zonas inundables. Siguiendo con esta metodología general, al comienzo de los años 90, el Gobierno Vasco realizó el Plan Integral de Prevención de Inundaciones del País Vasco, que además de las cuencas de los ríos de Bizkaia y Álava, estudió, en Gipuzkoa, los ríos Urumea y Oria, dando en principio por bueno a nivel de inundación las conclusiones del trabajo anterior. Este Plan Integral realizó un nuevo modelo hidrológico para la definición de los hidrogramas de avenida a partir de las lluvias, que abarcaba toda la Comunidad Autónoma y por lo tanto de carácter más amplio que el anterior, pero sin capacidad de calibración con avenidas reales ante la inexistencia de datos de caudales suficientemente fiables, pero indudablemente supuso un avance metodológico importante. En cuanto al cálculo de láminas de agua y velocidades producidas por las avenidas, se trabajó ya con un modelo de amplia implantación en todo el mundo como era el modelo HEC-2, si bien se tuvo que simplificar la modelización de puentes, ya que el modelo HEC-2 no desarrollaba de forma correcta el cálculo hidráulico de algunas formas de puente existentes en la CAPV. 13

27 Con este Plan Integral y entre otras cosas, se obtuvieron también unas manchas de inundación en las márgenes de los ríos principales de Gipuzkoa no estudiados en el trabajo anterior, asociadas a un periodo de retorno dado. Como un elemento asociado al Plan Integral anterior y una vez aprobado por el Gobierno Español las Directrices Básicas de Protección Civil ante el Riesgo de Inundaciones (1994), el Gobierno Vasco aprueba en Junio de 1999,el Plan Especial de Emergencias ante el Riesgo de Inundaciones de la Comunidad Autónoma del País Vasco. En este plan especial se asocia el riesgo de inundación exclusivamente a las manchas de inundación obtenidas por el Plan Integral de Prevención de Inundaciones. Además es necesario citar el Plan Hidrológico Norte III, aprobado en el año 1998 y en donde además de dar algunas normas de cálculo frente a inundaciones, se indican de forma generalizada y mediante un ábaco los caudales de diseño asociados a diversos periodos de retorno. Estos caudales eran de aplicación directa a cualquier río de Bizkaia o Gipuzkoa, sin tener en cuenta las diferencias morfológicas y pluviométricas existentes en los diversos ríos. En este Plan Hidrológico Norte III, se comienza a definir un nuevo concepto como es el de riesgo asociado a una inundación y propone una metodología de estimación de este riesgo. Así mismo se indica que, como criterio general, sería necesario emplazar las zonas urbanas, industriales e infraestructurales por encima de la avenida de 500 años de periodo de retorno, definida en dicho Plan Hidrológico. Paralelamente, el Gobierno de España edita el Libro Blanco del Agua, en donde se resume de una manera global, la problemática del Agua en el Territorio Español. En el apartado referente a inundaciones, su gran contribución está en el desarrollo del criterio de riesgo asociado a inundaciones en función de las componentes hidráulicas de altura del agua en avenidas y velocidad del agua, recomendando unos usos en el territorio en función de dichas variables. Es decir, el Libro Blanco del Agua incide en la importancia de la Ordenación del Territorio para disminuir el riesgo de inundación de los futuros desarrollos. 14

28 En el año 1999 la Diputación Foral de Gipuzkoa realiza un estudio de precipitaciones intensas y su relación con las avenidas en Gipuzkoa titulado Estudio de Precipitaciones Intensas, Tiempos de Concentración y Caudales de Cálculo de las Cuencas del Territorio Histórico de Gipuzkoa. El motivo de este estudio se fundaba en la existencia de numerosos datos pluviométricos y de aforos durante ciertas avenidas, algunas de ellas de importancia, por lo que se podía realizar un primer intento de calibración de los modelos hidrológicos para conocer si los mismos reproducen adecuadamente las avenidas en los ríos de Gipuzkoa. Además se mejoró la información existente sobre lluvias y se pudo definir unas lluvias sintéticas para el diseño de avenidas, asociadas a diferentes periodos de retorno. En el año 1999, el Gobierno Vasco aprueba el Plan Territorial Sectorial de Márgenes de Ríos y Arroyos de la CAPV, en donde por primera vez y de cara a futuras acciones de tipo urbanístico, se consideran de forma similar la componente ambiental, la hidráulica y la urbanística de cara a permitir nuevos asentamientos urbanos e infraestructurales en las zonas inundables. En este Plan Territorial Sectorial se marcan una serie de retiros de los ríos obligados para mantener la capacidad de desagüe del río y su ecosistema fluvial. En el año 2001, el Servicio Territorial de Aguas de Gipuzkoa mejora los modelos hidrológicos existentes de acuerdo con las determinaciones del Estudio de Precipitaciones Intensas, Tiempos de Concentración y Caudales de Cálculo de las Cuencas del Territorio Histórico de Gipuzkoa, aplicándolo de forma generalizada para todo Gipuzkoa. Como conclusión a este trabajo, se puede indicar que las avenidas en las cuencas de los ríos Oiartzun y Urumea son algo superiores a las previstas en el Plan Hidrológico Norte III, en cambio esta tendencia es la contraria en las cuencas de los ríos Oria, Urola y Deba. Por otro lado se observa que las avenidas de 10 y 100 años de periodo de retorno, los caudales son generalmente más elevados que los indicados en el Plan Hidrológico Norte III. Con estos criterios, el Servicio Territorial de Aguas de Gipuzkoa propone unos nuevos caudales de cálculo de avenidas. 15

29 En el año 2005, la Diputación Foral actualiza el Estudio de Precipitaciones Intensas, Tiempos de Concentración y Caudales de Cálculo de las Cuencas del Territorio Histórico de Gipuzkoa y dada la importancia del mismo, se hace a continuación un análisis de las conclusiones más importantes comparándolo cuando ha sido necesario con el estudio inicial ESTUDIO DE PRECIPITACIONES INTENSAS, TIEMPOS DE CONCENTRACIÓN Y CAUDALES DE CÁLCULO DE LAS CUENCAS DEL TERRITORIO HISTÓRICO DE GIPUZKOA Y ESTUDIO DE ACTUALIZACIÓN Como se ha indicado anteriormente, este estudio fue realizado por la Diputación Foral en al año 1999 y supuso un paso importante en el conocimiento de las lluvias intensas que producen avenidas y en la forma de creación de las mismas a partir de dichas lluvias. Posteriormente, en el año 2005, la Diputación Foral realiza la actualización del mismo con los datos recogidos desde 1997 hasta el año 2005 en las estaciones de aforo y estaciones de pluviometría y hace un análisis en profundidad de las hipótesis de cálculo de avenidas presentadas en el trabajo de Las conclusiones de ambos estudios se establecen en dos campos diferenciados aunque estrechamente ligados. El primero de ellos es el estudio de las lluvias intensas y el segundo es el estudio de los parámetros hidrológicos que permiten la transformación de las lluvias intensas en avenidas de diseño Estudio de Lluvias Intensas Este estudio tenía entre otros los siguientes objetivos concretos: Definir las curvas intensidad-duración-frecuencia a aplicar en el Territorio Histórico de Gipuzkoa. 16

30 Obtener los patrones y frecuencias de la distribución temporal de las tormentas que producen inundaciones Analizar el efecto del área y la duración de lluvia a que se aplican las precipitaciones puntuales Determinar si se detectan tendencias de crecimiento en las series de intensidad de lluvia, debido al posible cambio climático Valorar cualitativamente la evolución temporal de tormentas históricas analizando el movimiento de los patrones de intensidad. El primer criterio que se adoptó en estos trabajos fue el de definición de tormenta. Así se definió que una lluvia se consideraba como tormenta o lluvia intensa cuando cumplía una de las siguientes condiciones: Intensidad de lluvia en 10 minutos >= 60 mm/h Intensidad de lluvia en 20 minutos >= 40 mm/h Intensidad de lluvia en 30 minutos >= 30 mm/h Intensidad de lluvia en 60 minutos >= 20 mm/h Intensidad de lluvia en 120 minutos >= 15 mm/h Precipitación total de la tormenta >= 30 mm Del estudio de la precipitación máxima diaria, se puede indicar que en el periodo analizado, los máximos anuales se producen en cualquier mes del año y el mayor valor de la media de máximos anuales producidos cada mes, se sitúa en el mes de Septiembre, Julio y Agosto, respondiendo a procesos de tormentas convectivas. En la tabla y gráfico siguientes se indican dichos valores. 17

31 DISTRIBUCIÓN DE LOS VALORES MAXIMOS ANUALES DE PRECIPITACION MES % MAXIMOS ANUALES VALOR MEDIO PMAX ANUAL EN MM. ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE FRECEUNCIA DE PRESENTACIÓN DE LA PRECIPITACION MÁXIMA ANUAL ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE 18

32 Luego en ambos estudios se han definido unas curvas isomáximas de precipitación en 24 horas, similares a las obtenidas en el Plan Integral de Prevención de Inundaciones del País Vasco (año 1992), pero con un mayor volumen de datos procedentes de las estaciones meteorológicas. Se ha comparado los valores de precipitación máxima en las estaciones pluviométricas obtenidos en el estudio del año 1999 con el estudio aquí presentado obteniéndose los siguientes resultados para los periodos de retorno de 10, 100 y 500 años en los pluviómetros con datos comunes, ya que de un estudio al otro han desaparecido algún pluviómetro y en el último se ha trabajado con nuevos pluviómetros con más de 14 años de datos. COMPARACIÓN DE LAS PRECIPITACIONES MÁXIMAS DE 24 HORAS ENTRE LOS ESTUDIOS DEL AÑO 1999 Y 2006 Código Nombre T10 T100 T500 Estudio 1999 Estudio 2006 Estudio 1999 Estudio 2006 Estudio 1999 Estudio OYARZUN E BETELU E RENTERIA 'PRESA DEL AÑARBE' ABADIANO 'MENDIOLA' C ARRIOLA RENTERIA-VILLA ARANTZAZU ECHEVARRIA IRUN 'FITOSANITARIA' OYARZUN 'ARDITURRI' EIBAR-BANCO DE PRUEBAS SAN SEBASTIAN 'ATEGORRIETA' LASARTE-MICHELIN FUENTERRABIA 'AEROPUERTO' E OCHANDIANO IBERDUERO ARTIKUTZA VILLABONA-GRANJA FRAISORO URRUNAGA 'PRESA' ELDUAIEN E SAN SEBASTIAN 'IGUELDO' ALSASUA º LEGAZPIA 'BARRENDIOLA'

33 Como se puede apreciar, las diferencias entre ambos estudios no son muy grandes con una ligera disminución de los valores máximos y un mejor ajuste de algunos pluviómetros como el de Oiartzun y Legazpia-Barrendiola, al aumentar la longitud de la serie de datos. A partir de las precipitaciones máximas diarias, se han dibujado una nueva colección de planos de isomáximas de precipitación de 24 horas asociadas a los diferentes periodos de retorno. En las páginas siguientes se presentan los planos de isomáximas asociadas a los periodos de retorno de 10, 100 y 500 años. 20

34 E A B U E E O 1025E 1029E Isomáximas de precipitación en 24 h. (mm) para el Territorio Histórico de Gipuzkoa T = 10 años 9074C 9269 Obtenidas a partir de ajustes de Gumbel, interpolados mediante funciones de base radial, de las series de precipitación máxima diaria corregidas a precipitación máxima en 24 h (según OMM), en las estaciones pluviométricas que muestra el mapa

35 E A E B U E O 1025E 1029E Isomáximas de precipitación en 24 h. (mm) para el Territorio Histórico de Gipuzkoa T = 500 años 9074C 9269 Obtenidas a partir de ajustes de Gumbel, interpolados mediante funciones de base radial, de las series de precipitación máxima diaria corregidas a precipitación máxima en 24 h (según OMM), en las estaciones pluviométricas que muestra el mapa

36 E U A B E E O 1025E 1029E Isomáximas de precipitación en 24 h. (mm) para el Territorio Histórico de Gipuzkoa T = 100 años 9074C 9269 Obtenidas a partir de ajustes de Gumbel, interpolados mediante funciones de base radial, de las series de precipitación máxima diaria corregidas a precipitación máxima en 24 h (según OMM), en las estaciones pluviométricas que muestra el mapa

37 Del análisis de los planos de isomáximas se puede indicar que: Los ajustes obtenidos son relativamente coherentes con las singularidades del Territorio Gipuzkoa aunque, debido a la escasa densidad de puntos de observación en la zona central, no quedan suficientemente representadas las cadenas montañosas que separan los valles ni, hablando en rasgos generales, la pluviometría en altura. Hay que tener en cuenta que, con independencia del método aplicado para la interpolación que lleva al trazado de las curvas, los emplazamientos de los pluviómetros aparecen en muchos casos como puntos singulares máximos o mínimos, lo que no es razonable desde el punto de vista meteorológico. Las isolíneas muestran la máxima pluviometría en las cumbres de las cuencas del Urumea Oiartzun. Esta pluviometría es notable en una orla que aproximadamente rodea el Territorio Histórico y se reduce a valores inferiores en la zona central de Gipuzkoa. Por otra parte, y debido a que la información de partida no es suficientemente densa, refleja en algunos casos condiciones microclimáticas locales y presenta una calidad desigual, por lo que no es posible reproducir adecuadamente la precipitación máxima en ciertos sectores, algunos de los cuales son los siguientes: Los registros del pluviómetro de Legazpia no concuerdan con los de estaciones relativamente próximas y como consecuencia distorsionan los resultados en las cuencas altas del Urola, Oria e incluso Deba (Arantzazu). Por esta razón se ha prescindido de los mismos. Por ausencia de información, no queda reflejado el mínimo pluviométrico de la zona de Troia ni los máximos en las cabeceras de los afluentes del Oria por la margen derecha (Agauntza, Amundarain, Ibiur, etc..) 24

38 Respecto al análisis de las curvas de intensidad-duración-frecuencia, se podía apreciar, en ambos trabajo, que las mismas correspondían a tres familias diferenciadas según la situación del punto que se analice. Estos grupos eran: Costa: Representa a los pluviógrafos de la banda costera. Interior Valle: Incluye los pluviógrafos situados en el fondo de los valles de los ríos principales. Interior Monte: Incluye los pluviógrafos del interior de Gipuzkoa ubicados en zonas altas de los valles (cumbres o laderas), relativamente alejados de la costa, generalmente en las cabecera de los ríos. La situación de estas tres franjas de territorio se puede apreciar en el plano siguiente. 25

39 De acuerdo con esta subdivisión del territorio se establecieron unas curvas adimensionales de Precipitación-Duración, que fueron actualizadas en el estudio del año A continuación se indican las curvas obtenidas en el último trabajo, si bien las diferencias con las curvas del estudio del año 1999 son mínimas, a pesar del aumento de la serie y número de datos existente. COMPARACIÓN DE LAS CURVAS IDF ADIMENSIONALES SITUACION DURACIÓN DE LA TORMENTA EN MINUTOS COSTA ESTUDIO ESTUDIO INTERIOR MONTE ESTUDIO ESTUDIO INTERIOR VALLE ESTUDIO ESTUDIO Curvas IDF adimensionales Promedio por zonas Pd/P Duración (min) Costa Interior Monte Interior Valle 26

40 Como se puede apreciar en estas curvas, la precipitación más intensa se produce en la costa, seguida de la zona interior de monte, siendo más homogénea en el valle. Otro estudio realizado dentro de este apartado fue el de la distribución temporal de las tormentas con el fin de deducir las formas más frecuentes de los hietogramas de las tormentas intensas, asociando probabilidades de presentación. La forma de las tormentas medias en Gipuzkoa, divididas en diez intervalos temporales, de acuerdo con la subdivisión territorial de Gipuzkoa en costa, valle y monte y en función de la duración de la tormenta se pueden apreciar a continuación. 27

41 DISTRIBUCION TEMPORAL VALLE 28

42 DISTRIBUCION TEMPORAL MONTE 29

43 DISTRIBUCION TEMPORAL COSTA 30

44 En general estas distribuciones son similares a las obtenidas en el trabajo de 1999, pero las precipitaciones correspondientes al intervalo de máxima precipitación son inferiores a las obtenidas en el año La forma de la lluvia es más uniforme y por lo tanto con menor variación de un tramo a otro. Por otro lado, las distribuciones de menos de seis horas producen desajustes con las curvas IDF obtenidas lo que obliga a modificar dichas distribuciones temporales con el fin de no sobrepasar nunca la curva IDF correspondiente en cada intervalo. El siguiente análisis que se realizó en este trabajo fue el estudio de la distribución espacial de las tormentas en Gipuzkoa. En general ante la ausencia de datos se suelen tomar como referencia las conclusiones de estudios similares realizados en Estados Unidos, en donde la formación de tormentas y la forma de los valles no tienen nada que ver con la problemática de Gipuzkoa. Por ello este estudio tenía un gran interés, ya que por primera vez se podía sacar unos valores propios en Gipuzkoa, en donde la existencia de valles estrechos y orientados casi de Norte a Sur obligaba a nivel conceptual a unos valores de distribución espacial de la tormenta diferentes a los obtenidos en los trabajos americanos. Ello implica conocer la precipitación a intervalos simultáneamente en muchos observatorios; pero apenas se tienen datos para un conjunto de tormentas que de momento representa lo mejor del conocimiento pero que no son suficientes para aspirar a obtener de ellas unas verdaderas curvas de máximos PAD (Precipitación-Área-Duración). Se analizaron en el estudio de 1999 un total de 11 tormentas y 22 tormentas en el realizado en el año De acuerdo con esta información espacial de esas 11 o 22 tormentas o lluvias intensas, según el estudio, se calcularon los coeficientes de reducción por área, dando lugar a unas desigualdades que conviene analizar. En la tabla siguiente se indican los coeficientes de reducción por área de ambos estudios. 31

45 COEFICIENTES DE REDUCCIÓN DE LA PRECIPITACIÓN PUNTUAL POR ÁREA Y DURACIÓN ESTUDIO 1999 Área (km2) Duración ESTUDIO 2005 Área (km2) Duración

46 Como se puede apreciar de la tabla anterior, parece que el coeficiente de reducción obtenido en el trabajo del año 2006 es algo inferior al obtenido en el año 1999, con menos tormentas analizadas, lo que indica la importancia de la geografía de montes y valles de Gipuzkoa. De todas formas y dado que los coeficientes del año 1999, se acercan algo más a los coeficientes de los estudios americanos y reducen menos la tormenta que los últimos calculados, parece recomendable mantener los obtenidos en 1999, ya que 22 tormentas siguen siendo pocas para poder determinar con exactitud los mismos. En la figura que aparece a continuación se hace definen gráficamente dichos coeficientes. Por último y otro análisis importante realizado en este trabajo fue el estudio de tendencia de la lluvia intensa para conocer si por motivos de cambio climático está aumentando la intensidad de la lluvia. Hay hechos concretos como fueron las tormentas de Julio 1987 en Elgoibar, Junio del 2002 en Ormaiztegi y Donostia, Septiembre 2005 en Irun y Hondarribia, Junio 1997 en Donostia, etc., que parece pronosticar una tendencia hacia la torrencialidad y aumento de intensidad en las lluvias. 33

47 De acuerdo con el análisis hecho en los observatorios con una mayor historia de datos, como son el de Igeldo en Donostia y el del Aeropuerto de Hondarribia, se pueden extraer las siguientes conclusiones: o Las tendencias son relativamente homogéneas para todas las duraciones y son ligeramente crecientes en los dos observatorios. Esto podría significar que con el tiempo las intensidades de lluvia crecen, aunque de una forma casi imperceptible. o La sutileza de los incrementos detectados en Igeldo, y como media supondrían 2 mm/h en un siglo, no es suficiente como para concluir sobre el cambio progresivo del clima, ya que podrían explicarse por la mejora que con el tiempo han sufrido tanto los equipos como su mantenimiento Definición de Parámetros Hidrológicos para el Cálculo de Caudales de Avenida Con la definición de lluvias intensas realizadas en el apartado anterior, se hacía necesario definir los parámetros hidrológicos adecuados para conseguir que la transformación de las lluvias intensas en caudales e hidrogramas de avenida fueran las más reales posibles a base de calibración de modelos con los datos de las estaciones de aforo. Las conclusiones más importantes de esta segunda fase del trabajo fueron: El método de SCS empleado en Gipuzkoa en los trabajos hidrológicos anteriores hasta esta fecha no es válido debido a que produce unos hidrogramas muy picudos y caudales punta muy superiores a los observados en las estaciones de aforo. 34