Medidas Paliativas frente a los Efectos de las Inundaciones en el Tramo Medio del Río Ebro Manuel Cayuela López Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos m.cayuela@euroestudios.es José Luis Martínez Mazariegos Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos j.l.martinez@euroestudios.es 1 Introducción y Antecedentes La actividad humana ejerce importantes presiones socioeconómicas sobre el territorio por el que discurren los cauces de los ríos y tiene lugar su dinámica fluvial, fruto del desarrollo que a lo largo del tiempo se ha generado en torno a un bien tan esencial como es el agua y que, en las últimas décadas, ha crecido de forma exponencial. Así, poblaciones que se han ido asentado a lo largo de la historia junto a cauces de ríos, sufren en determinadas crecidas de éstos inundaciones que afectan a sus bienes, infraestructuras y servicios, y lo que es más importante, con riesgos para la población que, para defenderse de los efectos devastadores de estas aguas, construye motas de protección, diques longitudinales, encauzamientos, etc. Por otro lado, las crecidas de los ríos forman parte de la dinámica fluvial, dando forma y tamaño a los cauces, conformando las llanuras de inundación, activando los procesos geomorfológicos de erosión, transporte y sedimentación, y regulando las comunidades bióticas acuáticas y ribereñas. Por todo esto, las crecidas naturales son una condición indispensable para conseguir un buen estado ecológico del río. Esta activa dinámica fluvial implica importantes episodios de erosión, arrastre y deposición de sedimentos. De esta forma, el cauce del río Ebro discurría antes de su regulación entre amplios campos de grava libres de vegetación o con vegetación en etapas muy primarias de desarrollo. Las avenidas ordinarias impedían un mayor desarrollo vegetal, mientras que las avenidas extraordinarias podían cambiar el trazado del cauce de aguas bajas, generando gran cantidad de cauces abandonados que entraban en funcionamiento a partir de un determinado caudal. Por otra parte la amplia llanura de inundación, perfectamente conectada al cauce del río, contribuía a laminar la avenida. A partir de la segunda mitad del siglo XX se lleva a cabo la regulación de algunos cauces tributarios del Ebro, así como de su tramo alto. La reducción de la dinámica fluvial, junto con el cese de los aprovechamientos forestales en los márgenes ha llevado a un exuberante desarrollo de los sotos y a una sustitución de los sauces y tamarices arbustivos por álamos y sauces de porte arbóreo. El resultado ha sido una reducción de la sección del cauce y un aumento de la rugosidad del mismo. Por otra parte, a partir de la riada de enero del año 1961 se empezaron a levantar motas de defensa para proteger los campos de cultivo, en ocasiones muy cerca del propio cauce. Esto ha supuesto una importante reducción de la sección de desagüe efectiva y el consiguiente aumento relativo de la cota de la lámina de agua. Asimismo, la desconexión entre el cauce del río y la llanura de inundación ha supuesto la desaparición del efecto de laminación que esta última tenía en episodios de avenida.
Figura 1 Fotografía aérea de Pina de Ebro. Se aprecia la amplitud del cauce, la gran extensión ocupada por las gravas y la ausencia de barreras tanto transversales como longitudinales. (vuelo 1927; CHE) Figura 2 Ortofoto actual de Pina de Ebro. Se observa la constricción del cauce, las importantes barreras longitudinales y el exuberante crecimiento de la vegetación de ribera
Todas estas transformaciones han provocado que en los últimos años las riadas produzcan afecciones mayores de las que se producían anteriormente con caudales equivalentes. Este aumento del riesgo también es percibido por la población, que considera que el ascenso de la lámina de agua es debido a la prohibición de extraer gravas, lo que habría provocado la acumulación de sedimentos en el cauce. Si bien no está demostrado que se haya producido un aumento generalizado de la cota del lecho del río, y en casos similares la construcción de presas y diques longitudinales ha provocado la incisión del cauce en la llanura aluvial, no se puede descartar que en puntos concretos se hayan producido acumulaciones de gravas que de otra forma se hubiesen extendido por toda la llanura. 2 Medidas Paliativas de los Efectos de las Inundaciones Todo este proceso de estabilización del cauce ha tenido diversas consecuencias. Por una parte se produce la desconexión entre el cauce principal y la llanura de inundación, reduciéndose así el efecto de laminación de la avenida. La consecuencia inmediata es el incremento de los picos de avenida y una mayor velocidad de desplazamiento de estos hacia aguasabajo. Por otra parte la constricción del cauce mediante motas de defensa paralelas al mismo provoca una reducción de la sección hidráulica y el consiguiente aumento de la cota de la lámina de agua. Este efecto se ve incrementado por el aumento de la rugosidad debido a la sustitución de tarayales y saucedas arbustivas, adaptados a cursos fluviales de gran dinamismo, por sotos arbóreos de gran desarrollo propios de márgenes estabilizadas. De forma adicional nos encontramos con motas de defensa e infraestructuras lineales transversales al flujo que provocan un remanso hacia aguasarriba aumentando la cota de la lámina de agua. Con el objeto de paliar los efectos de las avenidas en cascos urbanos situados junto al cauce del río se han planteado una serie de medidas con las que se pretende recuperar la función hidráulica de la llanura de inundación y aumentar la capacidad hidráulica del cauce. 2.1 Áreas de inundación controlada La ejecución de áreas de inundación controlada consiste en la instalación de compuertas de nivel constante en un punto de una mota existente que conforme un perímetro cerrado. La intervención simultánea de un número suficiente de estas compuertas supondrá la detracción de un caudal significativo del flujo de avenida, alcanzándose un volumen de almacenamiento importante. De esta forma se consigue recuperar el efecto de laminación de parte de la llanura de inundación. Por lo tanto el efecto de esta actuación se advierte aguasabajo de la misma y es caumulativo conforme van entrando en funcionamiento cada una de ellas. Las compuertas de nivel constante se calibran de tal forma que permiten el paso del agua a esta zona cerrada a partir de un determinado nivel de la lámina de agua en el río. Este nivel se corresponderá con el caudal de daños (aproximadamente 2000 m³/s), con lo que se lamina el pico de la avenida de una forma más efectiva, al encontrarse el área vacía en el momento en que más interesa retraer caudales del flujo principal. Las compuertas de nivel constante regulan el paso de caudales de forma que se mantenga una diferencia de nivel previamente establecida entre la lámina de agua aguasarriba y aguasabajo. De esta forma se regula el caudal entrante, disipando la energía del flujo eficazmente y permitiendo un reparto suave de estos caudales por toda el área. Se consigue así reducir posibles episodios de erosión en campos de cultivo. Por otra parte, si el nivel del río rebasa la coronación de la mota se encontrará un desnivel menor que con el área vacía, por lo que también se reducen los daños en cultivos e infraestructuras.
Figura 3 Fotografía de una compuerta de nivel constante instalada en un canal La compuerta estará situada en el punto con cota más baja de esta área, de manera que el llenado se produzca sin provocar grandes flujos y se reduzca la erosión. Por último, la automatización del funcionamiento de las compuertas evita la presencia de operarios en zonas de alto riesgo para permitir el paso de caudales en el momento en que la curva ascendente del hidrograma alcanza el caudal de daños. No hay que olvidar el riesgo que supone transitar por la coronación de las motas en estas situaciones. 2.2 Cauces de alivio El objetivo de los cauces de alivio es el aumento de la capacidad hidráulica del cauce y el consiguiente descenso de la lámina de agua para caudales equivalentes. Este objetivo se puede conseguir aumentando la sección de desagüe, la geometría de la sección, la pendiente o la rugosidad. El cauce de alivio consiste en un cauce secundario situado en el cuello de un meandro, con lo que se consigue aumentar la sección de desagüe y la pendiente. Al encontrarnos en régimen lento los efectos de las actuaciones se perciben aguasarriba de las mismas, por lo que deberán situarse aguasabajo de los cascos urbanos en los que se pretende reducir la cota de la lámina de agua. Los cauces de alivio se han diseñado para conseguir un rebaje aproximado de la lámina de agua a la altura del casco urbano de 0,5 m para un caudal de 2700 m³/s, que se corresponde con la avenida con un periodo de retorno de 10 años. El fondo de este cauce de alivio en la entrada se sitúa a la cota que alcanza la lámina de agua durante las avenidas con un periodo de retorno de 2 años. De esta forma éste sólo entra en funcionamiento durante las riadas, mientras que en situación de aguas bajas el río circularía por su cauce original. En esta misma zona se situará una escollera enterrada para evitar que la erosión produzca la corta del meandro. Con estas actuaciones se recupera espacio fluvial, aumentando la capacidad hidráulica del cauce, mediante la creación de nuevos cauces secundarios o la reactivación de paleocauces existentes. Se recrea así el paisaje fluvial característico de ríos con una activa dinámica fluvial, con cauces muy ramificados y amplios espacios libres de vegetación, en beneficio de la seguridad de la población.
Figura 4 Representación del modelo hidráulico de las velocidades del flujo para un caudal de 2700 m³/s, donde se observa el funcionamiento del cauce de alivio en situación de avenida Estas actuaciones supondrán una reactivación parcial de la dinámica fluvial del tramo, creando zonas de gran dinamismo, con episodios de erosión, arrastres y sedimentación. Estos tendrán lugar sin embargo de forma dirigida, impidiendo efectos indeseados, como la corta de los meandros donde se sitúan los cauces planteados. Por lo tanto no se producirá una reactivación global de la dinámica fluvial del tramo estudiado, ya que además ésta se ve condicionada fundamentalmente por otros factores ubicados fuera del ámbito de actuación (embalses, extracción de áridos, motas junto al cauce, etc.). 2.3 Retranqueo de motas En el caso de cascos urbanos que habitualmente se ven amenazados por las avenidas y no cuentan con meandros aguasabajo se ha optado por aumentar la sección del cauce aguasabajo mediante el retranqueo de motas. A diferencia de los cauces de alivio, el retranqueo de motas no conlleva un aumento de la pendiente, por lo que su efectividad es más reducida. El aumento de la capacidad hidráulica del cauce, y la consiguiente reducción de la cota de la lámina de agua, se produce exclusivamente por aumento de la sección de desagüe. Esta actuación irá acompañada de la excavación de parte del terreno para crear cauces secundarios que faciliten el flujo por este espacio que ahora intervendrá en el desagüe de caudales.
2.4 Permeabilización de infraestructuras lineales y eliminación de motas transversales al flujo La presencia de infraestructuras lineales y motas transversales al cauce puede suponer un importante obstáculo al flujo, que tiene como consecuencia inmediata un aumento de la lámina de agua aguasarriba del mismo. En este sentido se propone permeabilizar algunos puentes existentes aumentando la sección de los ojos más próximos a los estribos mediante la excavación del terreno entre las pilas. En ambos casos la actuación va asociada al retranqueo de motas longitudinales existentes, de forma que se facilite la circulación de parte del flujo de la avenida por los vanos intervenidos. En determinados puntos se retirarán motas transversales al flujo principal que obstruyen el flujo por la llanura de inundación de forma significativa. En estos casos siempre se trata de motas que no cierran ningún perímetro. Figura 5 Representación del modelo hidráulico de la lámina de agua para 2700m³/s en el mismo tramo anterior donde se aprecia el importante obstáculo que supone para el flujo la mota transversal 3 Conclusiones A lo largo de siglos las poblaciones de la ribera del Ebro se han situado en su vega adaptándose a las condiciones del río. Los cultivos se veían periódicamente afectados por las inundaciones, mientras que los cascos urbanos, situados en los puntos más elevados de la vega, sólo sufrían inundaciones durante las avenidas extraordinarias de mayor magnitud. Sin embargo, en las últimas décadas se han producido importantes cambios en la ribera, con la alteración de la dinámica fluvial del río, la estabilización del cauce y la construcción de motas de defensa y otras infraestructuras, que han alterado su funcionamiento hidráulico. La desconexión hidráulica entre el cauce y su llanura de inundación ha reducido la capacidad de desagüe del conjunto y su capacidad de laminación de avenidas, mientras que algunas infraestructuras suponen importantes obstáculos para el flujo. Uno de los efectos más significativos de esta situación ha sido el aumento del riesgo de inundación en los cascos urbanos de algunas poblaciones.
En este trabajo se han planteado diversas medidas cuyo objetivo común es la reducción del riesgo de inundación en los cascos urbanos a través de la reactivación de la llanura de inundación del río y de la recuperación de parte de sus procesos naturales de una forma dirigida para no perjudicar a cultivos y otros usos situados en la ribera. En este sentido la creación de áreas de inundación controlada se plantea como una herramienta eficaz para laminar avenidas en zonas en las que la retirada de motas de defensa comportaría graves pérdidas agrícolas. Con esta medida se consigue recuperar una parte importante del volumen de la llanura de inundación reduciendo la magnitud de los daños producidos durante las avenidas. Este sistema permite además elegir el momento en el que se produce la detracción de caudales de la avenida. Hay que resaltar que el efecto de esta medida es acumulativo, y que para contar con resultados significativos se debe contar con un conjunto suficiente de estas áreas. Como objetivo a largo plazo se plantea la conexión de estas áreas para recuperar la contribución al flujo de esta parte de la llanura de inundación. Por otra parte los cauces de alivio constituyen una actuación de efectos localizados de gran efectividad para reducir los riesgos de inundación en zonas concretas. Esta intervención supone un aumento de la sección y de la pendiente del cauce que conlleva una reducción significativa de la lámina de agua inmediatamente aguasarriba de la misma. Por último, la eliminación de obstáculos o su acondicionamiento para minimizar sus consecuencias tiene efectos localizados importantes hacia aguasarriba al eliminar o reducir el remanso que previamente provocaban. on este conjunto de medidas, tanto las de efecto acumulativo como las de efecto localizado, se consigue una importante laminación de avenidas en el tramo medio del río Ebro y una efectiva reducción del riesgo de inundación en tramos localizados.