Hidrología

11
Mar
2024

 

Autoría

Rafael Pimentel Leiva

Profesor contratado doctor de Ingeniería Hidráulica, Universidad de Córdoba

Entre uno y dos tercios del agua dulce mundial se genera en zonas de montaña. Esta agua no sólo abastece a millones de personas en todo el mundo, además es fundamental para los ecosistemas presentes en estas regiones.

En la mayoría de ellas, la nieve posee un carácter estacional. Es decir, las bajas temperaturas durante finales de otoño e invierno hacen que las precipitaciones ocurran en forma de nieve, que se acumula en la superficie terrestre hasta primavera o verano, cuando las condiciones meteorológicas cambian y desencadenan la fusión.

El cambio climático está modificando el comportamiento de la precipitación y la temperatura a escala global y, consecuentemente, la ocurrencia de nevadas, la duración de la temporada de nieve, el volumen de nieve acumulada y su distribución.

Sin embargo, ¿unas temperaturas mayores implicarían menos nieve? ¿Son los cambios en los patrones de precipitación los causantes del menor espesor de la nieve y, por tanto, del menor volumen de agua en los ríos?

Los mecanismos que condicionan la precipitación en forma de nieve, su acumulación, posterior fusión y su viaje hasta los ríos son complejos. Por eso su estudio es clave en la gestión actual y futura de los recursos hídricos.

Una temporada de nieve más corta

Existe consenso en la comunidad científica en relación a que el calentamiento global está adelantando la fusión de la nieve. Un estudio reciente ha mostrado que, en los últimos 20 años, el 78 % de las zonas de montaña a escala global están experimentando una disminución en la superficie de nieve.

Este cambio se debe a un acortamiento en la temporada de nieve, con un retraso en su acumulación y una fusión más temprana. Varios son los mecanismos que favorecen dicho comportamiento, pudiendo estos ocurrir o no de manera simultánea:

Mayor evaporación desde la capa de nieve. La capa de nieve, al igual que el agua de un lago o un embalse, se evapora. Un aumento de las temperaturas incrementaría esta evaporación. Del mismo modo, un menor número de días con nubes durante el invierno haría que la radiación solar que llega a la capa de nieve aumentase, y con ella la evaporación.

Aumento del número de días de lluvia sobre la capa de nieve. Un aumento de la temperatura durante el invierno haría que algunas de las precipitaciones que podrían ocurrir en forma de nieve lo hicieran en forma de lluvia. Esto, además de no aumentar el espesor de la nieve, favorecería una fusión más rápida.

Aparición de varios ciclos de nieve a lo largo de un año. El cambio en los patrones de precipitación y temperatura favorecería que la capa de nieve, en vez de concentrarse en un único ciclo desde el comienzo del invierno hasta el final de la primavera, pudiese distribuirse en varios periodos más cortos de acumulación y fusión, con implicaciones directas en el momento de aporte de agua a los ríos.

Implicaciones para el caudal en los ríos

Los ríos alimentados por agua de fusión tienen normalmente una crecida de caudal en primavera asociada al deshielo. Por tanto, si la fusión de nieve ocurriese antes, esta crecida de caudal también se anticiparía. Se ha observado, por ejemplo, un adelanto de hasta cuatro semanas en las crecidas del caudal primaveral en las cuencas de montaña del oeste de Norteamérica.

Sin embargo, la relación entre este adelanto de la fusión y los posibles cambios en el volumen anual de caudal en los ríos no son claros y están altamente influidos por la localización geográfica, la latitud, la cota y los patrones locales de precipitación y temperatura.

Si bien en algunas zonas del planeta se ha observado una reducción de la cantidad de nieve acumulada y, como consecuencia, una disminución en el caudal de los ríos en primavera y verano, no se trata de una tendencia generalizada a escala global.

Las montañas mediterráneas: un laboratorio para entender los cambios

Las montañas mediterráneas son generalmente cordilleras aisladas en las que se combina un clima semiárido en sus cotas bajas con un clima alpino en sus cotas altas. Esto hace que las características de la nieve presente en sus cumbres sean muy particulares.

Esta capa de nieve normalmente se desarrolla entre finales de otoño y mediados de primavera, posee poco espesor, mucha evaporación y varios ciclos a lo largo del año. Por tanto, las montañas mediterráneas pueden ser vistas como laboratorios naturales donde estudiar ahora posibles cambios que otras zonas de montaña, a mayores latitudes, podrían experimentar en un futuro.

Sierra Nevada es un claro ejemplo de ello. Las tendencias analizadas en las últimas seis décadas apuntan hacia una concentración de los eventos de precipitación en forma de nieve, con una disminución significativa en el número de días en los que nieva, pero no en el volumen anual. Es decir, aumenta su carácter torrencial, con volúmenes similares de nieve en menos nevadas.

Sin embargo, los impactos en el caudal de los ríos no son tan claros, ya que están condicionados por la alta variabilidad en cuándo se producen estas nevadas y en sus patrones de fusión y evaporación.

Dada la importancia social y ambiental del agua de fusión, es necesario seguir ahondando en el impacto del cambio climático en la capa de nieve, tanto a escala global como local.

29
Ene
2024

 

Publicado: 22 enero 2024 22:12 CET

Autoría

Marc Gil Ortiz. Investigador postdoctoral geociencias, Universitat de Barcelona

Enrique Gómez Rivas. Investigador Ramón y Cajal en Geología, Universitat de Barcelona

Juan Alcade. Postdoctoral Researcher in Earth Sciences, Instituto de Geociencias de Barcelona (Geo3Bcn – CSIC)

Patricia Cabello López. Profesora de Geología de Hidrocarburos y Estratigrafía, Universitat de Barcelona

Recientes episodios de tormentas, como el temporal Gloria que azotó el litoral levantino de la península ibérica en enero de 2020, han puesto de manifiesto la vulnerabilidad y el delicado equilibrio en el que se encuentra el delta del Ebro.

Las políticas de gestión medioambiental sobre la Cuenca Hidrográfica del Ebro parecen insuficientes para salvarle la vida a un delta agonizante que parece que resiste.

La pregunta que muchos nos hacemos es: ¿cuánto tiempo puede sobrevivir el delta?

Historia geológica y pasado del delta del Ebro

La visión que tenemos hoy en día del delta supone tan solo la punta del iceberg de millones de toneladas de sedimentos acumulados durante millones de años. Estos sedimentos se han ido depositando de forma gradual desde finales del Mioceno medio (hace unos 10 millones de años) en la desembocadura del río Ebro.

Para abordar el futuro del delta del Ebro, debemos entender primero el balance entre dos factores clave que permitieron su formación:

El clima, responsable principal en el control de la erosión y transporte de sedimentos desde la cuenca del Ebro, mediante el río Ebro y sus afluentes, hasta su desembocadura en el mar Mediterráneo.

Las variaciones del nivel del mar que, junto con el aporte de sedimentos, han permitido que este delta gane terreno o lo ceda por efecto de tormentas y subidas del nivel del mar.

El ejemplo más espectacular de una de estas grandes variaciones se dio durante la crisis salina del Messiniense (hace unos 6,9-5,33 millones de años). Este evento coincidió con la colisión entre las placas tectónicas africana y euroasiática, que desconectaron el mar Mediterráneo del océano Atlántico a través del estrecho de Gibraltar.

Este suceso produjo un descenso enorme del nivel del mar y la evaporación de buena parte del agua marina. Gracias a esta bajada del nivel del mar, los ríos se encajaron, formando prominentes valles incididos de centenares de metros. Al mismo tiempo, la línea de costa se trasladó varias decenas de kilómetros mar adentro con respecto a su posición actual.

Posteriormente, al inicio del Plioceno (hace 5,33 millones de años), el nivel del mar volvió a subir. Y más recientemente, desde el Último Máximo Glacial (hace unos 20 000 años), la subida del nivel del mar hizo retroceder la línea de costa hasta posiciones topográficamente similares o incluso superiores a la actual.

Presente y futuro del delta del Ebro

Desde nuestra aparición como especie en la Tierra, los humanos hemos contribuido al modelaje y alteración del paisaje con nuestra actividad. Ejemplos de los cambios más drásticos que hemos producido en el paisaje incluyen la deforestación, la agricultura y la erosión del suelo. Algunas de estas acciones datan desde tiempos del Imperio romano y continúan al menos hasta mediados del siglo XVII. Estas actividades, así como la construcción de grandes embalses, son un claro ejemplo de nuestra huella en la alteración del medio ambiente y el curso de los ríos.

Los cambios en la gestión del suelo contribuyeron a la desestabilización de los márgenes fluviales. Este hecho potenció la acción erosiva de los ríos incrementando la cantidad de sedimentos que llegaban posteriormente hasta el mar. De este modo, y de forma paulatina, el delta empezó a crecer nuevamente y a tomar la forma que conocemos hoy en día.

A partir del siglo XX, la evolución del delta se ve nuevamente condicionada por la acción del ser humano. La creación de grandes embalses a lo largo del curso del Ebro y sus afluentes provoca la disminución drástica de sedimentos, que quedan atrapados en las presas. Se trata del proceso denominado aterramiento.

De este modo, el aporte de nuevo material para el futuro desarrollo del delta queda muy limitado. Este hecho, junto con la disminución del cauce en buena parte de los tramos del río, ponen en serio peligro el rico ecosistema presente en el delta del Ebro.

 

delta del ebro

Evolución espacio-temporal del delta del Ebro desde el año 4 000 a. e. c. hasta la actualidad (modificado de Canicio e Ibáñez, 1999).

La vida socioeconómica de centenares de personas que habitan en el delta del Ebro depende de los recursos naturales que éste les brinda. El delta es también una zona rica en humedales muy importante desde el punto de vista de la biodiversidad. Estos humedales albergan miles de especies vulnerables, como por ejemplo aves migratorias, que ligan su existencia y descendencia a este medio natural único en el mundo.

Álvaro Arasa Tuliesa, miembro de la Associació Grup EbreRecerca, ha participado en la elaboración de este artículo.

11
Abr
2023

Un equipo investigador ha puesto de relevancia su papel a través del desarrollo de la herramienta RIOS, un software diagnóstico para conocer el estado de los ecosistemas fluviales en tiempo casi real

Los ríos también "respiran" y tienen un papel fundamental en el ciclo global del carbono. Un estudio publicado recientemente en Nature liderado por un equipo internacional en el que ha participado Lluis Gómez Gener, investigador postdoctoral del CREAF, pone de manifiesto que los ecosistemas fluviales tienen un papel muy valioso en el intercambio de gases de efecto invernadero y en consecuencia en el estudio del cambio climático mundial. Además, advierte que los ríos (y los procesos que se dan) son altamente vulnerables a los cambios ambientales. Por tanto, para entender y predecir mejor el papel de los ríos en el transporte de carbono a escala global, desde los continentes a los océanos ya la atmósfera, los autores llaman a implementar un Sistema Mundial de Observación de los Ríos (que ellos bautizan con el nombre de RIOS). El estudio de revisión detalla que los ríos de todo el mundo reciben unas 3.200 millones de toneladas de carbono al año, lo que equivale aproximadamente a una cuarta parte del carbono producido por todas las plantas terrestres. De todo este carbono recibido,devuelven a la atmósfera en forma de dióxido de carbono alrededor de un 37% y sólo un 26% del carbono llega al mar.

Este estudio de revisión reivindica que los ríos han sido menospreciados en el estudio del cambio climático y recuerdan que, hasta hace poco, el conocimiento del ciclo global del carbono se limitaba a los océanos ya los ecosistemas terrestres (bosques, cultivos, etc). El equipo de investigación, formado por un consorcio de instituciones internacionales, ha analizado cómo el cambio global que está sufriendo el planeta, en particular el cambio climático, la urbanización, el cambio en el uso del suelo y el uso agua, incluidas las presas, pueden afectar al metabolismo de los ecosistemas fluviales y que esto provoque un aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Lluís Gómez afirma que “en cierta medida, que los ríos actúen como emisores de CO 2 y otros gases de efecto invernadero en la atmósfera forma parte de la dinámica natural de estos ecosistemas. Sin embargo, es probable que las emisiones de los ríos estén aumentando a medida que se alteran los sistemas fluviales y sus cuencas hidrográficas , pero no disponemos de esa información. En este sentido, RIOS sería una herramienta de diagnóstico para 'tomar el pulso' a los ecosistemas fluviales, comparable al seguimiento que hacemos de nuestro sistema circulatorio, que controlamos por motivos de salud, es necesario empezar a vigilar la salud del sistema fluvial mundial”

Cuencas sanas, agua limpia y cielo limpio

El artículo demuestra que los ríos son un espejo a través del cual podemos conocer todo lo que ocurre dentro de una cuenca hidrográfica , las ramificaciones de los ríos hacen de nexo entre los ecosistemas terrestres y acuáticos y, por tanto integran las perturbaciones naturales y antropogénicas que promueven las futuras emisiones de dióxido de carbono y metano. Por ejemplo, en Congo, la deforestación por plantar palma está facilitando la erosión y arrastre de materia orgánica altamente degradable en el río, haciendo que aumenten las emisiones de CO 2 . De hecho, muchos de los impactos ilustrados pasan por la eutrofización, un proceso que favorece el crecimiento desproporcionado de las algas (y otros productores primarios) en el río por la aportación descontrolada de materia orgánica y nutrientes, y que conduce a la pérdida de oxígeno ya la producción de metano y óxido nitroso en grandes cantidades .

Asimismo, el artículo concreta que gran parte de los ríos están cambiando sus regímenes permanentes y convirtiéndose en ríos intermitentes , que se secan de forma parcial en determinadas épocas del año. En este sentido, cuando el caudal se reduce, quedan charcos de agua que pierden el oxígeno y se descontrola la producción de CO 2 y CH 4 .

RIOS, nuevo sistema de observación fluvial global

Los retos más importantes de RIOS pasarían por cubrir todos los tipos de ecosistemas fluviales y escalar lo que sabemos calcular en todas las redes fluviales del mundo. Los autores concluyen pues que habría que implementar un Sistema de Observación de Ríos , al que bautizan con el nombre de RIOS, para cuantificar y predecir mejor el papel de los ríos en el ciclo global del carbono. RIOS integraría datos de la red de sensores en ríos e imágenes de satélite con modelos matemáticos para generar flujos de carbono en tiempo casi real relacionados con el metabolismo de los ecosistemas fluviales.

Los retos más importantes de este observatorio pasarían por cubrir todos los tipos de ecosistemas fluviales posibles y del máximo de regiones posibles (los trópicos, altas y bajas latitudes, el sur Global), por un lado, y por otro, escalar el que sabemos calcular en un río, los flujos de carbono de tramos individuales de río, a una escala mucho mayor, hasta todas las redes fluviales del mundo. Esto permitiría utilizar estas observaciones para mejorar las simulaciones o prediccionesde los efectos del cambio global sobre los sistemas fluviales, y viceversa.

RETEMA

29
Ene
2024

Science Daily thumb

Fecha: 24 de enero de 2024

Fuente: Universidad de Columbia Británica

Resumen: Es hora de reconocer el poder de los bosques sanos en la gestión del creciente riesgo de inundaciones a nivel mundial, y de cambiar hacia prácticas y políticas forestales más sostenibles.

HISTORIA COMPLETA

Es hora de reconocer el poder de los bosques sanos en la gestión del creciente riesgo de inundaciones a nivel mundial, y de cambiar hacia prácticas y políticas forestales más sostenibles.

Los investigadores de la UBC enfatizan este llamado en un artículo revisado por pares publicado recientemente en la revista Science of the Total Environment.

El Dr. Younes Alila, hidrólogo y profesor de la Facultad de Silvicultura, y su estudiante de posgrado Henry Pham sintetizaron décadas de estudios hidrológicos y encontraron que muchos "subestimaron severa y consistentemente" el impacto de la cubierta forestal en el riesgo de inundaciones.

Como consecuencia de ello, dio lugar a políticas y prácticas de ordenación forestal poco sólidas o mal informadas.

Cause and effect

Durante más de un siglo, explicó el Dr. Alila, los científicos se han aferrado a un análisis "determinista".

Para usar una analogía estratégica de un juego de mesa, esto es como mirar cada movimiento de forma aislada y pensar: "Si me muevo aquí, entonces debería ganar". No tiene en cuenta la tirada de dados, las cartas que robas y lo que podrían hacer tus oponentes, todo lo cual puede cambiar el juego.

Cuando se trata de comprender cómo la tala podría au mentar el riesgo de inundación, un enfoque determinista analizaría solo la tala y trataría de averiguar su efecto directo.

Pero el riesgo de inundación está influenciado por muchas cosas, como la cantidad de nieve que hay en el suelo, si se está derritiendo o no, cuánta lluvia está cayendo y las características del paisaje en sí.

Estos factores interactúan a lo largo del tiempo de manera compleja.

Tenerlos todos en cuenta se denomina enfoque "probabilístico" y proporciona una mejor imagen general del riesgo de inundación.

Es como un jugador de mesa inteligente que considera todas las variables del juego en lugar de solo una.

"El enfoque probabilístico ya está bien establecido en otras disciplinas, como la ciencia del cambio climático. Es el método más preciso para evaluar los efectos de la deforestación en las inundaciones", dijo Henry Pham, estudiante del programa de maestría en ciencias forestales de la UBC.

Forests can lower flood risk

El Dr. Alila dice que el marco probabilístico está diseñado para comprender y predecir, por ejemplo, cuánto de las inundaciones de 2021 en el Valle de Fraser podrían atribuirse al cambio climático, el cambio en el uso de la tierra o la tala.

El enfoque también puede ampliarse para investigar las causas del riesgo de inundación en otras ciudades y regiones.

Y añadió: "Solo en Columbia Británica, el riesgo de inundación está aumentando a medida que seguimos perdiendo cobertura forestal debido a la tala a gran escala y los incendios forestales en curso. Si queremos mitigar los costos de desastres como las inundaciones de 2021 en el Valle de Fraser o las inundaciones de 2018 en Grand Forks, debemos cambiar la forma en que manejamos nuestra cubierta forestal. Las prácticas regenerativas, como la tala selectiva, la tala de pequeñas parcelas y otras alternativas a la tala rasa, son un camino importante a seguir".

Pham señaló que la tala rasa causa inundaciones más severas y mucho más frecuentes, y tales inundaciones pueden tener graves consecuencias.

"Pueden tener un impacto negativo en los ecosistemas fluviales, degradar la calidad del agua en las cuencas hidrográficas comunitarias y causar problemas de sedimentación río abajo. Miles de vidas y muchos ecosistemas aguas abajo de la tala rasa se verán afectados"

El Dr. Alila concluye: "Los bosques sirven como la defensa natural más eficaz contra el creciente riesgo de inundaciones a nivel mundial atribuido a factores como el cambio climático. Ahora es el momento de que las políticas de gestión del agua y los bosques comiencen a guiarse por la ciencia más actualizada y defendible".

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por la Universidad de Columbia Británica. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

Referencia de la revista:

Henry C. Pham, Younes Alila. La ciencia de los bosques y las inundaciones: el salto cuántico que se necesitaba, literal y metafóricamente. Ciencia del Medio Ambiente Total, 2024; 912: 169646 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.169646

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Universidad de Columbia Británica. "Los investigadores abogan por la tala sostenible para protegerse contra los riesgos de inundaciones globales". CienciaDiaria. ScienceDaily, 24 de enero de 2024. <www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240124132859.htm>.

10
Dic
2022

1920px Logotipo del miteco

Con estas incorporaciones, el Catálogo Nacional de Reservas Hidrológicas pasaría a contar con 289 reservas, incluyendo por primera vez reservas naturales lacustres y subterráneas

Por primera vez se incluyen más de 12 kilómetros cuadrados (km2) de lagos y 1.000 km2 de acuíferos, sumados a los nuevos tramos de ríos y los ya declarados, harán un total de más de 3.848 km de cauce bajo esta figura de protección

España tiene un compromiso firme con la preservación de su capital hidrológico, por este motivo el MITECO ha invertido cerca de 22 millones en medidas de conservación y mejoras en las reservas fluviales

El Consejo de Ministros, a propuesta del Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO), ha declarado 67 reservas hidrológicas en todo el país, entre las que se incluyen 26 nuevas reservas naturales fluviales y, por primera vez, 19 reservas naturales lacustres y 22 reservas naturales subterráneas.

La declaración de 26 nuevas reservas naturales fluviales y la ampliación de dos tramos de ríos, con una longitud de 518,37 km, eleva el número total de espacios protegidos de este tipo a 248, con una extensión de 3.848,51 kilómetros. Además, se han agregado 19 reservas naturales lacustres con un área de 12,34 km2 y las 22 nuevas reservas naturales subterráneas, de 1.077,11 km2 de superficie.

Este proceso es fruto del trabajo realizado por las Confederaciones Hidrográficas para la revisión de los planes hidrológicos de tercer ciclo (2022-2027). Como resultado, se han identificado e incluido en el nuevo plan varios tramos de ríos, lagos y aguas subterráneas que cumplen con las características necesarias para ser reserva hidrológica. El Catálogo Nacional de Reservas Hidrológicas, que da soporte a toda la información técnica sobre estos espacios, cuenta en la actualidad con 222 reservas naturales fluviales: 135 en cuencas intercomunitarias y 87 pertenecientes a cuencas intracomunitarias. Con estas incorporaciones, el Catálogo pasa a contar con 289 reservas.

El documento incluye la declaración como reserva hidrológica de tramos de ríos como el Alberche, el Sorbe o el Gévora; lagos como la Laguna Grande de Gredos, las Lagunas de Muniellos, o las Lagunas de Sierra Nevada; y manantiales como el nacimiento del río Castril Calar del Mundo o la Font de la Coveta, entre otros.

ESPAÑA PROTEGE SU CAPITAL HIDROLÓGICO

Desde la declaración de las reservas fluviales en el 2015, el Ministerio ha invertido más de 5,5 millones en el desarrollo de las medidas de conservación y mejora. En estos momentos dispone de una inversión en ejecución de 3,8 millones y está en camino la ejecución de una inversión próxima a los 14 millones en el marco del Fondo de Recuperación, Transformación y Resiliencia. Es decir, en total cerca de 22 millones de euros están invertidos en preservar estos espacios naturales de gran valor ecológico.

Estas iniciativas incluyen la eliminación de presas abandonadas y la construcción de escalas de peces y otras actuaciones de permeabilización de obstáculos, así como el control de especies exóticas invasoras, la mejora de la vegetación costera, la creación de humedales y la celebración de sesiones informativas. Asimismo, incluyen otras actuaciones ambientales realizadas en colaboración con los Ayuntamientos y Comunidades Autónomas.

EVALUACIÓN ANTE LOS IMPACTOS DEL CAMBIO CLIMÁTICO

Debido a que las áreas protegidas son lugares de baja presión humana, las reservas hidrológicas constituyen un escenario inmejorable para evaluar los efectos del cambio climático en los ecosistemas de ríos y lagos, y aquellos asociados a agua subterránea.

Actualmente, el MITECO trabaja para implantar una red de seguimiento del cambio climático en cada uno de los tres tipos de reservas hidrológicas, donde se realizarán análisis de gabinete y campo para evaluar los cambios en variables meteorológicas, hidrológicas, hidrogeológicas, morfológicas o de vegetación de ribera, entre otras.

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