Práctica Inundación Costera Curso Cartagena de Indias: Noviembre 2015 INUNDACIÓN COSTERA ASOCIADA A TEMPORALES INUNDACION COSTERA: desbordamiento del mar sobre la costa más arriba de la cota de marea alta. Se presenta en dos formas: a) por la aceleración elevada del nivel del mar como si se tratara de una marea rápida, aunque obedeciendo a causas diferentes a la atracción lunar que normalmente produce este fenómeno; y b) un oleaje que cabalga sobre la superficie de la elevación marítima y cuya altura va creciendo conforme se reduce el fondo marino. Las inundaciones costeras asociadas a temporales incluso sobrepasan, en pérdidas humanas y materiales, a los daños ocasionados por terremotos, la mayoría de veces en países pobres: el 60% de las muertes producidas por temporales en este siglo se concentran en la bahía de Bengala y mar de Anadaman. En 1971, el peor temporal del siglo devastó Bangla Desh, causando más de 300.000 muertos, arruinando millones de viviendas, destruyendo la mayor parte de la flota pesquera del país y dejando a la nación sumida en epidemias y en la ruina económica. El temporal del mar del Norte de 1953 ocasionó 1800 muertos en Holanda y 300 en Inglaterra. En este caso, altas mareas vivas equinocciales, unidas a fuertes vientos procedentes del mar y a valores barométricos muy bajos, produjeron una elevación del mar de 3 m por encima del nivel medio de las mareas más altas. En España los temporales ocupan el primer puesto en cuanto a víctimas mortales causadas por catástrofes naturales: 132 en 1989, 13 en 1990 y 86 en 1991. Por todo ello, parece necesario contar con una herramienta que permita identificar las zonas afectadas por una posible inundación costera a la hora de realizar una correcta planificación del territorio. Generalmente estas condiciones extremas de oleaje vienen asociadas a los episodios de temporal. El efecto más significativo de un temporal en la zona litoral es el ascenso del nivel del mar, inducido por fuertes vientos dirigidos hacia la costa, que apilan grandes volúmenes de agua, y por las bajas presiones atmosféricas, que tienden a “bombear” verticalmente el agua actuando la superficie oceánica como un barómetro inverso. Otro factor de suma importancia es el aumento de la altura del oleaje y por tanto el aumento de Práctica Inundación Costera Curso Cartagena de Indias: Noviembre 2015 la zona de alcance (wave setup). Finalmente hay que tener en cuenta la fuerte lluvia que comúnmente acompaña al temporal, de modo que el ascenso de los niveles de las aguas costeras inhibe el flujo de las precipitaciones del interior hacia el mar, lo que trae como resultado una inundación generalizada, fundamentalmente en zonas asociadas costeras asociadas a desembocaduras (estuarios y deltas). Otro de los problemas asociados es el incremento de la erosión, tanto por el aumento de la energía incidente (modelo de Vellinga), como por el aumento en el nivel de actuación del oleaje (recordar el retroceso que se producen en los perfiles por el ascenso del nivel del mar, modelo de Bruun). En la presente práctica, sin embargo, nos centraremos en el efecto exclusivo de la inundación. Para ello se ha elegido una zona de escasa altura, una flecha litoral, como es Valdelagrana, situada en las inmediaciones de la desembocadura del río Guadalete. Este tipo de formaciones litorales se caracterizan por presentar un umbral de inundación (Figura 1), constituido por el/los cordones litorales, que son la única protección frente al embate de los temporales. 7 V a ld e la g ra n a 6 CORDON DUNAR Desnivel (m) 5 2º CO RDO N 4 BERM A M A R IS M A CANAL MAREAL 3 2 1 0 -2 5 0 -2 0 0 -1 5 0 -1 0 0 -5 0 0 50 100 D is ta n c ia (m ) Figura 1. Corte ideal de la flecha de Valdelagrana. 150 200 Práctica Inundación Costera Curso Cartagena de Indias: Noviembre 2015 Una vez conocida la topografía de la zona a estudiar (Figura 2), lo siguiente es calcular la sobreelevación que se produce en el nivel medio del mar, teniendo en cuenta los tres factores implicados: apilamiento por viento, presión atmosférica y aumento de la altura de ola. DESCENSO BAROMÉTRICO Es el aumento del nivel del mar producido por la bajada en la presión barométrica, normalmente sigue una relación aproximada de 1 cm. por cada milibar de descenso en la presión atmosférica. Se calcula a través de la expresión: ∆ζ = (∆Pa)/ (ρg) donde ∆ζ es el incremento del nivel del mar ∆Pa es la variación en la presión y ρ es la densidad del agua. APILAMIENTO POR VIENTO (Wind set-up) Se produce cuando los vientos son perpendiculares a la costa, produciendo un apilamiento de agua en la costa y por tanto un aumento del nivel del mar en todo el frente costero que mantiene esa dirección. Se calcula a través de la expresión: δζ/δx = C τS / g ρ h donde C es una variable que oscila entre 1 y 1.5, si bien se suele tomar normalmente 1, h la profundidad donde el oleaje comienza a sentir el fondo y δx el fetch, o distancia a lo largo de la cual está actuando el viento. Finalmente, τS es el esfuerzo tangencial del viento calculado a partir de: τS = ρa CD W2 siendo W la velocidad del viento, ρa la densidad del aire y CD una constante que depende de la velocidad del viento: CD W (m/sg) 1.1 10-3 5 1.4 10-3 10 2 10-3 20 3.2 10-3 40 Práctica Inundación Costera Curso Cartagena de Indias: Noviembre 2015 EFECTO DEL OLEAJE (Wave set-up) Es el incremento del nivel del mar asociado al aumento de la altura de las olas, es decir, el aumento del run-up sobre la costa. Se calcula a través de la expresión: R = 0.36 g 0.5 H00.5 T tan β donde H0 y T son la altura y el periodo, respectivamente, en aguas no reducidas y tan β la pendiente de la playa. En la presente práctica vamos a calcular el riesgo de inundación para la flecha de Valdelagrana en dos condiciones diferentes: un temporal típico de los que se producen cada año (2-2003) y uno de características extremas (1-1996). 2-2003 1-1996 P 1021-1007 milibares 1024-1000 milibares W 11.7 m/sg 28 m/sg H0 3.3 m 11.2 m T 8.3 sg 10.68 sg En cuanto a los parámetros morfológicos − profundidad (h): 20 m − fetch (δx): 250 km. Distancia entre el centro del Golfo de Cádiz y la costa gaditana. Anchura media de la plataforma − pendiente (tan β): tomaremos dos distintas 0.03 (disipativa-intermedia) para el principio de la flecha y 0.008 (ultradisipativa) para el final de la misma. Una vez calculada la sobrelevación trazaremos las líneas de máxima inundación de ambos temporales utilizando el mapa topo/geomorfológico de Valdelagrana (Figura 2). Práctica Inundación Costera Curso Cartagena de Indias: Noviembre 2015 Práctica Inundación Costera Curso Cartagena de Indias: Noviembre 2015 En la presente práctica se analiza el riesgo debido a la sobreelevación provocada por un temporal en un tramo de costa mediterránea del Norte de Marruecos. Se ha de calcular la sobreelevación del nivel del mar, debida a tormentas, analizando los principales factores y procesos involucrados en la misma: descenso barométrico, apilamiento de agua por el viento y aumento de la altura del oleaje. Los resultados obtenidos a partir de las previsiones se compararan con los registrados en el campo. Para ello se ha asumido que la sobreelevación real queda reflejada en las cotas a las cuales se registraron cambios topográficos generados por el temporal en las playas objeto del presente estudio. Se deberá mostrar el distinto grado de vulnerabilidad de la costa dependiendo de diferentes variables de tipo geomorfológico y antrópico que la caracterizan: pendiente del frente de playa, grado de exposición del tramo costero, existencia de cordón dunar, presencia de estructuras antrópicas y batimetría de la zona infralitoral. Febrero 2004 (Tetouan) ∆P 1026-1020 milibares W máxima 21.9 m/s H0 máxima 2.6 m T Rango de astronómica Fetch 9.1 s marea 0.84 m 2 Km Tabla 3. Condicones del temporal y característica de la zona Práctica Inundación Costera Curso Cartagena de Indias: Noviembre 2015 Perfil tan β Cota Variación Topográfica (m) 0.06 1.74 P.1 0.06 1.66 P.2 0.06 1.52 P.3 0.11 2.73 P.4 0.07 1.50 P.5 0.08 1.65 P.6 0.11 2.40 P.7 0.08 2.11 P.9 0.12 2.08 P.11 0.09 2.27 P.12 Tabla 4. Características morfológicas de las playas y cotas de variación debidas a la erosión del temporal.