PREFACIO. María Concepción Donoso Hidróloga Regional Oficina Regional de Ciencia de la UNESCO para América Latina y el Caribe

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4 PREFACIO Desde su establecimiento en 1949, la Oficina Regional de Ciencia para América Latina y el Caribe ha jugado un rol preponderante en el fortalecimiento de la cooperación científica y tecnológica multilateral de la región, como parte de su estrategia de incentivo al desarrollo sostenible. En particular, en lo que refiere a recursos hídricos, nuestro principal objetivo es mejorar la calidad de vida de las personas a través de la promoción del desarrollo científico y tecnológico de la hidrología y los recursos hídricos. La serie de documentos técnicos del PHI-LAC del Programa Hidrológico Internacional de la UNESCO en la Oficina Regional de Ciencia para América Latina y el Caribe, constituye un medio para dar difusión al conocimiento e investigación científica en temas de agua de la región. Es nuestro propósito hacer disponible el conocimiento científico innovador que está siendo desarrollado actualmente en nuestra región, a fin de contribuir con las políticas de toma de decisión de los Estados Miembro. Este documento sobre Estrategias para el Control de los Fenómenos Torrenciales y la Ordenación Sustentable de las Aguas, Suelos y Bosques de las Cuencas de Montaña (Documento Técnico N 13) presenta uno de los resultados del Proyecto EPIC Force sobre el comportamiento de diferentes cuencas vertientes de montaña en América Latina. El Proyecto EPIC Force está vinculado al Programa Regional de Ecohidrología del Programa Hidrológico Internacional de la UNESCO para América Latina y el Caribe. María Concepción Donoso Hidróloga Regional Oficina Regional de Ciencia de la UNESCO para América Latina y el Caribe Jorge Grandi Director Oficina Regional de Ciencia de la UNESCO para América Latina y el Caribe

5 La presente publicación recopila los resultados de la labor efectuada en materia de mejoras en ordenación y restauración de cuencas vertientes de montaña, encomendada a la Universidad Politécnica de Madrid en el ámbito del Proyecto de Cooperación Internacional INCO-CT , del 6º Programa Marco de la Comisión Europea, EPIC FORCE (Evidence-based Policy for Integrated Control of Forested River Catchments in Extreme Rainfall and Snowmelt - Políticas basadas en la evidencia científica para la gestión integrada de cuencas hidrográficas forestadas frente a precipitaciones extremas y fusiones repentinas del manto de nieve). El Proyecto EPIC FORCE ha sido coordinado por el Dr. James C. Bathurst (Universidad de Newcastle, R. U.) y en él han participado, junto a los colaboradores, universidades y organismos que se han mencionados, todos ellos socios del Proyecto, el Dr. Jaime M. Amézaga de la Universidad de Newcastle, responsable de políticas para complementar las actuaciones técnicas en las cuencas vertientes de montaña y el equipo de la Universidad de Padua (Italia), que ha investigado sobre el control de los detritos leñosos y el manejo de la vegetación en los cauces fluviales, dirigido por el Profesor Mario A. Lenzi, con la participación de Luca Mao, Francesco Comiti, Andrea Andreoli, entre otros. Se quiere dejar constancia que el resultado de esta publicación debe mucho a la cooperación y buen entendimiento de todos los integrantes del Proyecto EPIC FORCE y muy especialmente a los socios de América Latina, sin cuya entusiasta participación no hubiera sido posible llevarla adelante. Se agradece a la Dra. Marialuisa Tamborra de la Dirección General de Investigación de la Comisión Europea por su apoyo durante la ejecución del proyecto. El Proyecto EPIC FORCE está vinculado al Programa Regional de Ecohidrología del Programa Hidrológico Internacional de la UNESCO para América Latina y el Caribe.

6 EPIC FORCE Evidence-based Policy for Integrated Control of Forested River Catchments in Extreme Rainfall and Snowmelt INCO-CT Project Consortium Dr. James C Bathurst, Coordinador del Proyecto School of Civil Engineering and Geosciences, Newcastle University, Newcastle upon Tyne, NE1 7RU, UK Prof. Mario A. Lenzi Water Resources Division, Department of Land and Agroforest Environments, Università degli Studi di Padova, AGRIPOLIS - Viale dell'università 16, LEGNARO (PD), Italy Prof. Juan Ángel Mintegui Aguirre Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Montes, Departamento de Ingeniería Forestal, Universidad Politécnica de Madrid, Ciudad Universitaria s/n, Madrid, España Dr. Miriam Miranda Centro Internacional en Política Económica para el Desarrollo Sostenible (CINPE), Fundación Universidad Nacional de Costa Rica, HEREDIA Centro, Frente al hito de la bandera de la Universidad Nacional, San José, Costa Rica Prof. Felipe Cisneros Universidad de Cuenca, Cuenca, Programa para el Manejo de Agua y Suelo (PROMAS), Department of Water and Soil Resources Engineering, Avenida 12 de abril S/N, Cuenca, Ecuador Prof. Andrés Iroumé Institute of Forest Management, Faculty of Forest Sciences, Universidad Austral de Chile, Independencia 641, Valdivia, Chile Prof. Marcelo Gaviño Novillo Facultad de Ingeniería, Departamento de Hidráulica, Universidad Nacional de La Plata, Calle 47 Nº 20, La Plata, Argentina Ing. Adriana Urciuolo Secretaría de Desarrollo Sustentable y Ambiente de Tierra del Fuego, Dirección Recursos Hídricos, San Martín 1401, 9410 Ushuaia, Argentina

7 RESUMEN Para mejorar el tratamiento de una cuenca vertiente, se precisa: 1) Conocer sus características tanto físicas (morfológicas y de relieve; climáticas; de suelos y de uso del suelo o vegetación) como socio-económicas. 2) Prever racionalmente su comportamiento ante los fenómenos que puedan perturbarla, como son los eventos torrenciales, especialmente los extraordinarios, y las fusiones repentinas del manto de nieve. 3) Conocer la realidad actual del estado físico y socio-económico de la cuenca: a) en lo que respecta a sus potencialidades productivas y sus posibilidades de desarrollo y b) en lo que se refiere a sus carencias y procesos de deterioro que en la misma se presentan. 4) Tener muy claros los objetivos que se pretenden conseguir con las medidas adoptadas para mejorar la cuenca. 5) Conocer las técnicas apropiadas y su modo de empleo para aplicar a la cuenca a fin de mejorarla. Todos estos aspectos se desarrollan en esta publicación a modo de estrategias. El documento comienza (apartado 1) definiendo los principales efectos causados por los eventos torrenciales en una cuenca hidrográfica y sus posibles repercusiones sobre la población que se asienta en ella. Establece el origen de las ordenaciones de cuencas vertientes tradicionales, para protegerse de tales eventos y para mantener el aprovechamiento sustentable de la cuenca y, finalmente, presenta un estado del arte de las medidas y técnicas apropiadas para la ordenación y restauración de cuencas vertientes en diferentes escenarios naturales, en función de la altitud, el relieve y la vegetación potencial en la cuenca en cuestión. Continúa (apartado 2) analizando la incidencia de los bosques en los ciclos del agua y de los sedimentos y su repercusión en el control de los efectos causados por el geodinamismo torrencial en la cuenca vertiente, cuando en ella acontecen eventos torrenciales. También se estudia el efecto de los bosques en la disponibilidad de los recursos hídricos de la cuenca en los periodos que transcurren entre eventos torrenciales. En el apartado 3 se presenta el esquema de la ordenación agro-hidrológica y de la restauración hidrológico-forestal de la cuenca propuesta en el Proyecto EPIC FORCE, demarcando los contenidos específicos de ambos conceptos y adoptando como objetivos esenciales para ambos los siguientes: 1) La protección de la cuenca vertiente, para amortiguar los efectos geo-torrenciales que le puedan causar las precipitaciones torrenciales, tanto ordinarias como extraordinarias, o las repentinas fusiones del manto de nieve que sucedan en la misma y 2) El mejor aprovechamiento de los recursos agua y suelo en la cuenca hidrográfica, es decir, su aprovechamiento sustentable. En el apartado 4 se plantea el análisis económico de la ordenación agro-hidrológica de una cuenca vertiente en relación con los dos objetivos mencionados: 1) La protección de la cuenca ante eventos torrenciales que sucedan en ella. 2) El aprovechamiento sustentable de la misma. El apartado 5 se centra en una aplicación preliminar del esquema de la ordenación agrohidrológica, adoptado en el proyecto EPIC FORCE, a distintas cuencas vertientes de América Latina situadas en diferentes ámbitos geográficos. Se trata de las cuencas del río Pejibaye (Costa Rica) y del río Chanchán y su afluente el río Guabalcón (Ecuador), representantes de las áreas tropicales de media y alta montaña de América Latina, y de I

8 la cuenca vertiente al arroyo de Buena Esperanza situado en la Provincia de Tierra del Fuego (Argentina), representativa del área Andino-Patagónica. También se han comentado las buenas prácticas a considerar en las operaciones forestales a efectuar en las repoblaciones con especies de crecimiento rápido en el área geográfica de Valdivia (Chile), para conseguir la certificación ambiental. El documento se cierra con una serie de conclusiones y recomendaciones, entre las que se destaca que el mito que el bosque protege ante cualquier evento torrencial o, dicho de un modo más concreto, que la falta de bosque es la causa de todos los desastres y pérdidas, no es honesto presentarlo como tal. El bosque nos protege eficientemente de los efectos previsibles de los eventos torrenciales ordinarios, es decir, de los que se presentan con periodos de recurrencia cortos, que son los más frecuentes; pero puede no presentar la eficiencia que se necesita ante eventos torrenciales extremos, cuya recurrencia es mucho más elevada y su frecuencia mucho más reducida. Plantear que si el bosque no sirve ante eventos extremos no sirve para nada es una auténtica falacia y una verdadera amenaza para planificar el uso sostenible de los recursos agua y suelo en la cuenca vertiente, pues el riesgo cero no existe y la sociedad debe saberlo. Se debe asumir que la elevada magnitud de los daños que tienen lugar durante un evento extremo, no se debe tanto a la ausencia del bosque en sí, sino a la ocupación de las áreas dominadas o de inundación por la población y sus infraestructuras. Por otro lado, la existencia del bosque en las áreas dominantes de la cuenca, puede disminuir sensiblemente los daños en dichas zonas ocupadas ante de eventos torrenciales ordinarios. En este contexto, la protección que ofrece el bosque a la cuenca vertiente ante los diferentes eventos torrenciales se podría asimilar con el efecto del cinturón de seguridad para el conductor de un automóvil. Lo previsible es que si el conductor sufre un accidente circulando a 90 kilómetros por hora, el llevar puesto el cinturón le resulte efectivo; pero si el vehículo supera los 250 kilómetros por hora, lo normal es que el cinturón no surta ningún efecto. A pesar de ello, no se cuestiona la obligatoriedad de utilizar el cinturón. En cuanto a la relación del bosque y el agua en el periodo que transcurre entre eventos torrenciales, el bosque es la formación vegetal que mejor aprovecha las condiciones de agua, suelo y energía disponibles y, por tanto, la más estable; pero en la ordenación agro-hidrológica de una cuenca es preciso considerar también las necesidades de la población que habita en la misma y, en tal sentido, resulta necesario compaginar el bosque con otros usos del suelo que proporcionan los medios necesarios para el mantenimiento de dicha población; reservando al bosque la función de infraestructura que le corresponde, que sirva para proteger a la cuenca ante eventos torrenciales, para evitar su degradación física y para mantener su equilibrio biológico durante los periodos entre eventos torrenciales. Tratándose de cuencas tropicales andinas de alta montaña, el pajonal del páramo, si se encuentra bien conservado, realiza las mismas funciones protectoras que los bosques de cabecera de las cuencas alpinas en Europa. La ordenación agro-hidrológica y la restauración hidrológico-forestal son actuaciones técnicas, pero profundamente culturales y pensadas para la población; siendo su propósito final compaginar sus necesidades con las capacidades y limitaciones naturales del medio donde se asientan, para asegurar el presente y futuro de los recursos naturales; lo que en el pasado se conocía entre los ordenadores y restauradores de las tierras de montaña con el vocablo persistencia y actualmente por desarrollo sustentable. II

9 SUMMARY In order to improve catchment management, it is necessary: 1) to understand both the physical characteristics (such as morphological and relief features, climatic characteristics, soils and land use or land cover), and the socio-economic characteristics of the catchment; 2) to be able to predict objectively the catchment s response to a major (especially extreme) rainfall or sudden snowmelt event; 3) to understand the current physical and socioeconomic state of the catchment, considering: a) its potential production and development possibilities, and b) its characteristic stresses and current degradation processes; 4) to set up clearly the aims to be achieved through the adopted improvement measures; and 5) to understand the appropriate improvement techniques and their performance. All these aspects have been developed as strategies in this Guidelines for improved catchment management. The document begins (Section 1) by defining the main effects that major rainfall events can produce in a catchment, and their possible impacts on human populations. The origins are described of traditional Water & Forest Management measures for protecting against such events and for maintaining a sustainable land use in the catchment. A state-of-the-art review is presented of the most appropriate measures and techniques for catchment Water & Forest Management and Restoration in different natural scenarios, based on elevation, relief and potential vegetation. In Section 2, the role of forests in the water and sediment cycles, and their potential for controlling the impacts of erosion, sediment transport and flood flows resulting from major rainfall events are analyzed. Also the effect of forests on water resources availability and supply during the periods between extreme events is assessed. In the third section, the framework of Water & Agricultural Management and Water & Forest Restoration within the EPIC FORCE Project is presented. Specific aspects of both concepts are explained and the main objectives are identified as: 1) catchment protection, to reduce the flood and sediment effects that could be produced by major rainfall events, both moderate and extreme, or sudden snowmelt; and 2) optimal management of water and land resources use in the catchment, i.e., its sustainable use. In the fourth section, the economic analysis of a catchment s Water & Agricultural Management is considered in the context of the foregoing objectives, i.e.: 1) catchment protection; and 2) the sustainable use of resources. Section 5 is focused on a preliminary application of the Water & Agricultural Management framework within the EPIC FORCE Project, for different Latin American catchments located in different geographic environments. The Río Pejibaye (Costa Rica) and Río Chanchán and its tributary Río Guabalcón (Ecuador) catchments represent the intermediate and high mountain tropical area of Latin America; and the Buena Esperanza stream catchment, located in Tierra de Fuego (Argentina), represents the Andean-Patagonian region. In addition, best practices for the management of fast-growth forest plantation in the Valdivia region of Chile are reviewed, in support of environmental certification for forestry operations. The document closes with a set of conclusions and recommendations, amongst which, must be highlighted one that rejects the traditional wisdom: that forest protects against every torrential event or, more clearly, the lack of forest is the cause of every disaster and loss. Forests protect efficiently against the predictable effects of moderate events (i.e., those with III

10 short return periods), which are also the most frequent. However, forests are less able to reduce the flood discharge resulting from extreme rainfall events, which on the other hand have longer return periods and occur less frequently. Suggesting, though, that as forests are useless against extreme events, then they are not useful at all, is a fallacy and an impediment to sustainable planning of water and soil resources use into the catchment. The no risk condition does not exist, and society must be aware of this. It has to be understood that the extensive damage produced during an extreme event is due, not to a lack of forest cover, but to the occupation of the natural flood pathways in lowlands or floodplain areas by people and their infrastructures. On the other hand, the presence of forests in headwater areas can significantly reduce the flood damage caused in the occupied areas by moderate events. Further, forest cover protects against soil erosion for all events. In this context, the catchment protection provided by forests for different rain events, can be compared in analogue to the protection that a seatbelt provides for a car driver. It is foreseeable that, driving at 90 km/h, the seatbelt would be effective if there were to be an accident, whereas, driving at over 250 km/h, the seatbelt has no effectiveness. Nevertheless, the mandatory use of the seatbelt is not questioned. Considering the relationship between forests and water during the periods between extreme events, forests are the land cover that best manages the available water, soil and energy conditions, and is therefore the most stable option. On the other hand, Water & Agricultural Management must also consider people s needs. It is therefore necessary to combine forests with other land uses to provide resources for people s subsistence, allocating to forests a corresponding infrastructural function. The forest s role is then to act as a catchment protection infrastructure for major events, minimizing the catchment s physical degradation, and to maintain the catchment s biological balance during the periods between torrential events. In the case of tropical Andean high mountain catchments, the soil and vegetation condition known as pajonal del páramo, if well conserved, has the same protective function as provided by the alpine mountain forests in Europe. The Water & Agricultural Management and the Water & Forest Restoration framework consists of technical actions, but they are strongly culturally based and conceived for human populations. The overall aim is to provide for people s needs within the capacities and natural limitations of the environment where the people live, to ensure the present and future of the natural resources. This condition was known by land managers in the past as persistence and is known today as sustainable development. IV

11 PROLOGO Las montañas, por su propia posición geográfica y por sus características topografías, son las superficies más vulnerables ante el fenómeno del geo-dinamismo torrencial desencadenado por los eventos torrenciales, especialmente por los de carácter extraordinario. La necesidad de protección de las cuencas de montaña ante los daños o catástrofes, dependiendo de la intensidad de los eventos geo-torrenciales, para salvaguardar a sus habitantes y a sus bienes, constituyó desde el inicio el objetivo esencial de la restauración hidrológico-forestal; que incluía tanto la corrección de los torrentes mediante obras hidráulicas, para regular sus flujos en los momentos de crecida; como la repoblación forestal de sus cuencas vertientes, para laminar con ello el caudal de crecida en los torrentes y, sobre todo, para evitar en lo posible la incorporación de un importante caudal sólido a la corriente precisamente durante su crecida. Pero intrínsecamente asociado a este objetivo, se debe atender al desarrollo sustentable de las propias cuencas de montaña, especialmente cuando, como ocurre en América Latina, éstas se encuentran pobladas y sus habitantes utilizan los recursos agua y suelo de las mismas para su desarrollo. Garantizar la permanencia de dicha población en las áreas que ocupan, manteniendo en lo posible su modo de vida y mejorando sus condiciones de existencia, sin que ello suponga ni mayores riesgos ante los eventos torrenciales extraordinarios, ni un empobrecimiento de los recursos naturales de la cuenca que pudiera hipotecar su futuro, constituye la ampliación imprescindible del objetivo anterior. Abordarlo implica la ordenación agro-hidrológica, es decir, la ordenación de los recursos agua, suelo y cubierta vegetal de las citadas cuencas, que garantice su aprovechamiento sustentable, sin prescindir del control ante los posibles riesgos naturales de origen torrencial o de la fusión repentina del manto de nieve; así como también la restauración hidrológico-forestal, o mejora de las condiciones de la corriente en los cursos torrenciales y de las superficies arboladas en sus cuencas alimentadoras, cuando el aspecto del cauce o el estado de degradación de la cubierta vegetal de su cuenca lo demandan. En base a estos dos objetivos se configuró el contenido del programa de trabajo del equipo de la Universidad Politécnica de Madrid en el Proyecto de Cooperación Internacional financiado por la Unión Europea EPIC FORCE (Evidence based policy for integrated control of forested river catchments in extreme rainfall and snowmelt Políticas basadas en la evidencia científica para la gestión integrada de cuencas hidrográficas forestadas frente a precipitaciones extremas y fusiones repentinas del manto de nieve) INCO-CT La restauración hidrológico-forestal tiene sus antecedentes en los trabajos de corrección de los torrentes de montaña, que se iniciaron a mediados del siglo XIX en los países europeos con amplias superficies montañosas y con graves síntomas de deforestación; para evitar de este modo los riesgos por inundaciones y sobre todo los aterramientos causados por los sedimentos aportados por los torrentes en crecida en los valles de montaña, donde se ubicaban básicamente los núcleos de población y por donde transitaban las principales vías de comunicación. Pronto se percataron que para asegurar en el tiempo el efecto de tales correcciones, resultaba necesaria la rehabilitación de las cuencas vertientes a dichos torrentes, es decir, la restauración de la cubierta vegetal de las áreas de montaña; lo que normalmente abordaron a través de la repoblación forestal de las mismas hasta donde la topografía y la climatología lo permitían. El propósito del Proyecto EPIC FORCE, como lo indica su nombre, es el de tratar de demostrar científicamente el alcance de la influencia de las masas arboladas en el V

12 comportamiento de los ciclos del agua y de los sedimentos dentro de la cuenca vertiente, ante la incidencia en ella de eventos torrenciales extremos; para que los habitantes de la cuenca se formen criterios claros y sólidos y puedan adoptar las medidas pertinentes ante los efectos previsibles de tales eventos. El proyecto EPIC FORCE se ha configurado en base a diferentes programas de trabajo. En este contexto, el programa de los trabajos de modelación de los fenómenos hidrológicos y geo-torrenciales ha sido abordado por el equipo de la Universidad de Newcastle, a través del modelo SHEATRAN aplicado por J. C Bathurst (coordinador del Proyecto) y S. J. Birkinshaw. Asimismo el equipo de la Universidad de Padua, liderado por M. Lenzi, ha llevado a cabo una importante investigación, encaminada a conocer el comportamiento de los depósitos leñosos de grandes dimensiones que son transportados por las avenidas que tienen lugar en los cursos torrenciales; completando el trabajo propiamente de investigación con un documento o guía técnica de aplicación titulado: El control de detritos leñosos y el manejo de la vegetación en el cauce, que en el campo específico de los cursos torrenciales muestra una visión actualizada y práctica del problema en cuestión. Los resultados de todas las investigaciones mencionadas han sido implícitamente tenidos en cuenta en el contenido de esta publicación; pero lo determinante en la misma ha sido, como se ha adelantado, la colaboración de los socios de América Latina; que han aportado la información necesaria para conocer la realidad física de las cuencas vertientes de montaña objeto este Proyecto, así como para precisar los correspondientes comportamientos hidrológicos in situ en diferentes situaciones y la utilización que los habitantes de dichas cuencas hacen de sus principales recursos: el agua y el suelo y, finalmente, de los problemas con los que se enfrentan ante la aparición repentina de eventos extremos. También conviene señalar que entre todas las cuencas del Proyecto abarcan un amplio espacio geográfico, desde el bosque tropical de media montaña en Costa Rica, hasta el bosque de Nothofagus en Tierra del Fuego al sur de Argentina. De este modo el equipo de la Universidad Politécnica de Madrid ha podido visitar y compartir criterios con el equipo de la Universidad Nacional de Costa Rica (liderado por M. Miranda y J. Fallas) en lo que respecta a la cuenca del río Pejibaye, cubierta hasta mediados del siglo pasado por un bosque tropical de media montaña, que fue desmontado para su puesta en producción agraria por la población que se instaló en ella. También se visitó acompañado por el equipo de la Universidad de Cuenca (Ecuador), liderado por F. Cisneros, la cuenca del río Chanchán y especialmente la de su afluente el río Guabalcón, situada en un área tropical de alta montaña. En dichas visitas P. Cisneros nos expuso con extraordinaria claridad la edafología y los usos tradicionales del suelo en la región y también pudimos comprobar de visu los riesgos en ambas cuencas ante los previsibles eventos torrenciales. Al sur del Continente, el equipo EPIC FORCE de la Universidad Austral de Chile, liderado por A. Irouné, nos acompañó a visitar las áreas de plantaciones forestales de crecimiento rápido y nos explicaron los criterios científicos incorporados a los documentos de Certificación Forestal (A. Hubert, J. Gayoso y S. Gayoso). Más al sur, en el extremo del Continente, se recorrió en dos ocasiones la cuenca vertiente al arroyo de Buena Esperanza, alimentadora de la ciudad de Ushuaia, capital de la Provincia argentina de Tierra del Fuego. La responsable del equipo EPIC FORCE en esta región, A. Urciolo, directora de Recursos Hídricos de la Secretaría de Desarrollo Sustentable y Ambiente de la Provincia, y R. Iturraspe, Ingeniero de dicha Subsecretaria, nos explicaron las características específicas de esta cuenca y la importancia de verificar científica y VI

13 técnicamente la necesidad de mantener su cubierta arbórea en buen estado, por la función hidrológica y capacidad de sujeción del suelo que desempeñan, lo que afecta en el suministro de agua a la ciudad y en la protección de ésta ante desastres naturales de tipo geo-torrencial. También ha contribuido eficazmente el equipo de la Universidad Nacional de La Plata, liderado por M. Gaviño y R. Sarandón, con su análisis de la caracterización de los eventos torrenciales en función de los riesgos que de ellos se prevén, que ha sido incorporado al capítulo de análisis económico de este texto. En la estructuración de la primera parte de esta publicación, se ha utilizado la experiencia española en proyectos de restauración hidrológico-forestal de cuencas vertientes, que, como es lógico, se ha inspirado y alimentado de la tradición en corrección de torrentes y restauración de montañas de los países de su entorno, en especial los situados al sur de Europa y con importantes cadenas montañosas en su territorio (Francia, Italia. Suiza, Austria, la región alemana de Baviera, los países Balcánicos y Grecia), que a partir de la década de los años cincuenta del siglo pasado, se han reunido cada dos años para intercambiar experiencias en las sesiones del Grupo de Trabajo de Ordenación de Cuencas de Montaña, dentro de la Comisión Forestal Europea de la FAO. A lo largo de dichas sesiones se han analizado supuestos de corrección de torrentes y de sus cuencas vertientes, tanto teóricos como sobre todo prácticos; se han estudiado proyectos ya efectuados y se han propuesto mejoras para futuras realizaciones; sin olvidar los avances derivados de la investigación en las ciencias complementarias a las específicamente de corrección de cuencas torrenciales de montaña. Pero también se ha tenido en cuenta la necesidad de reforzar científicamente los proyectos de corrección de cuencas vertientes y, sobre todo, se han incorporado los elementos necesarios para poder llevar a cabo la ordenación agro-hidrológica de las cuencas de América Latina, que han aportado los socios latinoamericanos del Proyecto EPIC FORCE. En síntesis, se ha tratado de redactar una Guía para la ordenación sustentable de las aguas, suelos y cubiertas vegetales en las cuencas de montaña de América Latina, conjugando la tradición europea en estas técnicas con los conocimientos empíricos de las regiones andinas, para proporcionar un documento útil y ajustado a la realidad. Unas cuencas que, en general, sorprenden por su belleza natural; en ocasiones, en la más pura orientación estética de colores y formas, otras veces por la sublimidad de sus abruptos paisajes; pero que, tras el impacto visual inicial, se muestran vulnerables ante los eventos torrenciales y, por tanto, necesitados de nuestra atención. Por ello se requiere de políticas adecuadas para su manejo sostenido, aspecto que es abordado por otro de los programas de trabajo del Proyecto EPIC FORCE liderado por J. M. Amézaga de la Universidad de Newcastle. Finalmente, señalar que en hidráulica torrencial y en ordenación de las cuencas hidrográficas de montaña no existen soluciones definitivas; porque éstas resultan condicionadas a los eventos torrenciales, que son aleatorios; pero existen soluciones efectivas y prácticas, que son a las que queremos dirigir a nuestros lectores. Solo nos resta esperar que el trabajo que se presenta resulte de utilidad para este propósito. Juan Ángel Mintegui Aguirre José Carlos Robredo Sánchez VII

14 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN: CAUSAS, ORIGEN Y ÁMBITO DE APLICACIÓN DE LA ORDENACIÓN Y RESTAURACIÓN DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS 1.1. LOS EFECTOS DE LOS EVENTOS TORRENCIALES EN LA CUENCA HIDROGRÁFICA: PRINCIPIOS Y CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA ORDENACIÓN DE CUENCAS VERTIENTES Descripción del fenómeno del geo-dinamismo torrencial Principios generales en la ordenación de cuencas hidrográficas Conceptos utilizados en el estudio de la cuenca 1.2. EL ORIGEN DE LAS DIFERENTES CONCEPCIONES DE LA ORDENACIÓN DE CUENCAS VERTIENTES ANTE LAS NECESIDADES SURGIDAS EN ELLAS EN EL TRANSCURSO DE SU HISTORIA RECIENTE 1.3. ACTUACIONES HIDROLÓGICO-FORESTALES EN CUENCAS VERTIENTES QUE PRESENTAN DISTINTOS ESCENARIOS NATURALES (ESTADO DEL ARTE) Análisis del escenario I.1.A Descripción Fenomenología geo-torrencial Esquema corrector Análisis del escenario I.2.A Descripción Fenomenología geo-torrencial Esquema corrector Análisis del escenario I.1.B Descripción Fenomenología geo-torrencial Esquema corrector Análisis del escenario I.2.B Descripción Fenomenología geo-torrencial Esquema corrector Análisis del escenario II.1.A Descripción Fenomenología geo-torrencial Esquema corrector Análisis del escenario II.2.A Descripción Fenomenología geo-torrencial Página IX

15 Esquema corrector Análisis del escenario II.1.B Descripción Fenomenología geo-torrencial Esquema corrector Análisis del escenario II.2.B Descripción Fenomenología geo-torrencial Esquema corrector 2. LA INCIDENCIA DEL BOSQUE EN LOS CICLOS DEL AGUA Y DE LOS SEDIMENTOS EN LA CUENCA VERTIENTE; SUS EFECTOS ANTE EL GEO-DINAMISMO TORRENCIAL DESENCADENADO EN LA CUENCA POR LOS EVENTOS TORRENCIALES Y SU REPERCUSIÓN EN LOS RECURSOS HÍDRICOS DE LA MISMA 2.1. EL BOSQUE EN EL CICLO DEL AGUA 2.2. LA INTERRELACIÓN CLIMA BOSQUE 2.3. LA INCIDENCIA DEL BOSQUE EN LA LAMINACIÓN DE LAS AVENIDAS Y EN LAS INUNDACIONES 2.4. EL BOSQUE EN EL CONTROL DE LOS PROCESOS GEO- TORRENCIALES QUE SE DESENCADENAN EN LA CUENCA VERTIENTE, POR CAUSA DE LOS EVENTOS TORRENCIALES O POR LA REPENTINA FUSIÓN DEL MANTO DE NIEVE Los efectos del bosque ante el geo-dinamismo torrencial desencadenado en las pequeñas cuencas de montaña Los efectos del bosque ante el geo-dinamismo torrencial que se manifiesta en las cuencas fluviales Los efectos del bosque en el control de los fenómenos nivales 2.5. LA REPERCUSIÓN DE LAS CUBIERTAS ARBOLADAS EN LAS DISPONIBILIDADES HÍDRICAS DE LA CUENCA VERTIENTE EN LOS PERIODOS QUE TRANSCURREN ENTRE EVENTOS TORRENCIALES CONSECUTIVOS El efecto de la deforestación en una cuenca vertiente El efecto de la recuperación de la cubierta arbolada en la cuenca vertiente tras su deforestación 2.6. LA REFORESTACIÓN CON FINES DE RESTAURAR LA CUENCA VERTIENTE Y SU INCIDENCIA EN LAS DISPONIBILIDADES HÍDRICAS DE LA MISMA X

16 2.7. CONCLUSIONES FINALES 3. ESQUEMA DE LA ORDENACIÓN AGRO-HIDROLÓGICA Y DE LA RESTAURACIÓN HIDROLÓGICO-FORESTAL PARA UNA CUENCA VERTIENTE EN EL PROYECTO EPIC FORCE OBJETIVOS DE LA ORDENACIÓN AGRO-HIDROLÓGICA Y DE LA RESTAURACIÓN HIDROLÓGICO-FORESTAL DE UNA CUENCA VERTIENTE 3.2. ESTUDIO DE LA CUENCA VERTIENTE PREVIO A SU ORDENACIÓN AGRO-HIDROLÓGICA O HIDROLÓGICO- FORESTAL Estado del medio físico y socio-económico de la cuenca vertiente Criterios para estudiar el comportamiento de una cuenca vertiente ante distintas situaciones 3.3. ASPECTOS ESENCIALES EN LA ORDENACIÓN AGRO- HIDROLÓGICA Y EN LA RESTAURACIÓN HIDROLÓGICO- FORESTAL DE UNA CUENCA VERTIENTE DE CARÁCTER TORRENCIAL Principales parámetros a considerar en la ordenación agrohidrológica de una cuenca vertiente Esquema convencional de la restauración hidrológicoforestal de una cuenca vertiente de carácter torrencial 4. ANÁLISIS ECONÓMICO DE LOS BENEFICIOS PREVISIBLES EN LA CUENCA HIDROGRÁFICA CON LA APLICACIÓN DE LAS MEDIDAS RESTAURADORAS ADOPTADAS, SEGÚN LOS CRITERIOS DEFINIDOS EN SU ORDENACIÓN AGRO- HIDROLÓGICA 4.1. ANÁLISIS DE LOS EFECTOS QUE EJERCEN LAS MEDIDAS DE CONTROL DEL GEO-DINAMISMO TORRENCIAL EN LA CUENCA VERTIENTE EN LA PROTECCIÓN DE SUS ÁREAS DOMINADAS Particularización del análisis económico a la protección que ejerce a la población de Ushuaia el bosque de Nothofagus, situado aguas arriba de la misma, en la cuenca vertiente al arroyo de Buena Esperanza 4.2. ANÁLISIS DE LOS BENEFICIOS QUE REPORTA LA ORDENACIÓN AGRO-HIDROLÓGICA DE UNA CUENCA VERTIENTE EN RELACIÓN CON SU DESARROLLO SUSTENTABLE XI

17 5. APLICACIÓN PRELIMINAR DEL ESQUEMA DE LA ORDENACIÓN AGRO-HIDROLÓGICA, ADOPTADA EN EL PROYECTO EPIC FORCE, A CUENCAS VERTIENTES DE AMÉRICA LATINA SITUADAS EN DIFERENTES ÁMBITOS GEOGRÁFICOS 5.1. ORDENACIÓN AGRO-HIDROLÓGICA DE LA CUENCA VERTIENTE AL RÍO PEJIBAYE (COSTA RICA) Breve descripción del estado físico de la cuenca vertiente al río Pejibaye Enfoque principal de la ordenación agro-hidrológica de la cuenca vertiente al río Pejibaye Tabla de la ordenación agro-hidrológica de la cuenca vertiente al río Pejibaye 5.2. ORDENACIÓN AGRO-HIDROLÓGICA DE LA CUENCA VERTIENTE AL RÍO CHANCHÁN (ECUADOR) Breve descripción del estado físico de la cuenca vertiente al río Chanchán Enfoque principal de la ordenación agro-hidrológica de la cuenca vertiente al río Chanchán Tabla de la ordenación agro-hidrológica de la cuenca vertiente al río Chanchán Breve descripción del estado físico de la cuenca vertiente al río Guabalcón Enfoque principal de la ordenación agro-hidrológica de la cuenca vertiente al río Guabalcón Tabla de la de la ordenación agro-hidrológica de la cuenca vertiente al río Guabalcón 5.3. ORDENACIÓN HIDROLÓGICO-FORESTAL DE LA CUENCA VERTIENTE AL ARROYO DE BUENA ESPERANZA (TIERRA DEL FUEGO, ARGENTINA) Breve descripción del estado físico de la cuenca vertiente al arroyo de Buena Esperanza Enfoque principal de la ordenación hidrológico-forestal de la cuenca vertiente al arroyo de Buena Esperanza Tabla de la ordenación hidrológico-forestal de la cuenca vertiente al arroyo de Buena Esperanza 5.4. GUÍA DE BUENAS PRÁCTICAS PARA MINIMIZAR LA GENERACIÓN Y EMISIÓN DE SEDIMENTOS EN LAS CUENCAS REPOBLADAS CON ESPECIES DE CRECIMIENTO RÁPIDO, SOMETIDAS A OPERACIONES FORESTALES (VALDIVIA, CHILE) 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES XII

18 6.1. LA INCIDENCIA DEL BOSQUE EN EL CICLO DEL AGUA Y EN EL GEO-DINAMISMO TORRENCIAL QUE SE DESENCADENA EN LA CUENCA VERTIENTE, CUANDO EN ELLA OCURREN PRECIPITACIONES TORRENCIALES O FUSIONES REPENTINAS DEL MANTO DE NIEVE 6.2. LA REPERCUSIÓN DE LAS CUBIERTAS ARBOLADAS EN LAS DISPONIBILIDADES HÍDRICAS DE LA CUENCA VERTIENTE EN LOS PERIODOS QUE TRANSCURREN ENTRE EVENTOS TORRENCIALES 6.3. LA IMPORTANCIA DEL BOSQUE EN LA ORDENACIÓN AGRO-HIDROLÓGICA Y LA RESTAURACIÓN HIDROLÓGICO-FORESTAL DE LA CUENCA VERTIENTE 7. BIBLIOGRAFÍA Y DOCUMENTOS CONSULTADOS XIII

19 1. INTRODUCCIÓN: CAUSAS, ORIGEN Y ÁMBITO DE APLICACIÓN DE LA ORDENACIÓN Y RESTAURACIÓN DE CUENCAS HIDROGRÁFICAS 1.1. LOS EFECTOS DE LOS EVENTOS TORRENCIALES EN LA CUENCA HIDROGRÁFICA: PRINCIPIOS Y CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA ORDENACIÓN DE LAS CUENCAS VERTIENTES Las cuencas vertientes de montaña constituyen unidades de estudio y gestión. Lo primero porque en ellas se pueden analizar los ciclos del agua y de los sedimentos enmarcados directamente en su territorio, que adquieren la máxima relevancia cuando sucede el fenómeno del geo-dinamismo torrencial, causado por las precipitaciones torrenciales extremas, fusiones repentinas del manto de nieve o desprendimientos de aludes. Lo segundo porque la cuenca se encuentra normalmente poblada y sus habitantes necesitan de sus recursos para desarrollarse. El agua y el suelo constituyen los principales recursos que dispone la cuenca, que a su vez son los más necesarios para su población. Por tanto, para asegurar el aprovechamiento eficaz de ambos recursos, se debe atender al comportamiento físico de los mismos dentro de la cuenca y en función del mismo establecer su ordenación Descripción del fenómeno del geo-dinamismo torrencial Adoptando un esquema general, el agua se incorpora a la cuenca a través de las precipitaciones y éstas pueden ser moderadas o torrenciales. Las últimas suponen una abundancia de precipitación en un intervalo de tiempo reducido y, a su vez, pueden ser ordinarias o extraordinarias. El comportamiento de la cuenca ante las precipitaciones torrenciales extraordinarias tiene implicaciones más allá del funcionamiento del ciclo del agua en la misma, pues al tratarse de importantes volúmenes de agua que se ponen en movimiento en un corto intervalo de tiempo, activan el fenómeno del geo-dinamismo torrencial; que se manifiesta, además de por un incremento del caudal líquido en el ciclo del agua, por la aparición de procesos de erosión del suelo en la cuenca vertiente por el efecto de las precipitaciones, de las escorrentías de ladera y por la abrasión de sus cauces de drenaje por los caudales de avenida, provocando un incremento de la descarga sólida en el ciclo de los sedimentos. Éstos son transportados por las escorrentías en las laderas hasta concentrarlos en los cauces, desde donde se incorporan a los flujos de avenida continuando su tránsito con ellos; para concluir depositándose, cuando la corriente pierde energía y con ello la capacidad suficiente para seguir transportarlos; generando normalmente conos de sedimentación cuando se trata de cursos torrenciales, o distintas formas de depósitos aluviales cuando se refiere a ríos de llanura. A los efectos anteriores se les puede añadir la aparición de deslizamientos en las áreas más vulnerables de la cuenca, afectando a la estabilidad de los terrenos y a la seguridad de sus habitantes y sus bienes. Pero también los eventos torrenciales ordinarios, aunque sus efectos sean más moderados, causan pérdidas de suelo y de cosechas, por tanto, reducen los recursos naturales de la cuenca y empobrece a sus moradores, especialmente cuando no se adoptan medidas para controlar dichos efectos y la cuenca entra en un proceso de paulatino deterioro. La Figura 1.1 muestra una síntesis de los efectos causados por el geo-dinamismo torrencial en las diferentes fases de los recorridos de los ciclos del agua y de los sedimentos por la cuenca, desde el momento en el que la precipitación torrencial incide en ella e inicia el proceso. 1

20 Figura Síntesis del impacto de los eventos extremos en las diferentes áreas de una cuenca hidrográfica 2

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