EVALUACIÓN PRELIMINAR DEL RIESGO DE INUNDACIONES EN LA COMUNIDAD AUTÓNOMA DE MADRID Y ELABORACIÓN DE MAPAS DE PELIGROSIDAD EN LA ZONA DEL RÍO GUADARRAMA Miembros del Grupo: Tutor de Proyecto: Marta Fernández González Francisco Javier Sánchez Martínez José Martínez Díaz Lucía Belén Romero Herranz Rafael Seiz Puyuelo Máster en Ingeniería y Gestión del Agua. Curso 2009 - 2010 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 ÍNDICE 1) INTRODUCCIÓN ………………………………………………………………................ Pág. 3 2) OBJETIVOS Y JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO …………………………................ Pág. 5 3) METODOLOGÍA EMPLEADA A PARTIR DE LA DIRECTIVA DE INUNDACIONES …………………………………………………………………....................................... Pág. 7 3.1) DIRECTIVA 60/2007/CE ...……………………………………….................... Pág. 8 3.2) EVALUACIÓN PRELIMINAR DEL RIESGO DE INUNDACIONES (E.P.R.I.) …………………………………………………………………………………. Pág. 9 3.1) MAPAS DE PELIGROSIDAD Y RIESGO DE INUNDACIÓN …………….. Pág. 14 3.1) PLANES DE GESTIÓN DEL RIESGO DE INUNDACIÓN .……………….. Pág. 15 4) CARACTERIZACIÓN E INFORMACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO ……………. Pág. 18 4.1) CUENCA DEL TAJO ...……………………………………………………….. Pág. 18 4.2) CUENCA DEL GUADARRAMA …………………………………………….. Pág. 28 5) EVALUACIÓN PRELIMINAR DEL RIESGO DE INUNDACIÓN EN LA COMUNIDAD AUTÓNOMA DE MADRID ……………………………………………………………. Pág. 33 5.1) FASE DE RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN BÁSICA ………............ Pág. 33 5.2) IDENTIFICACIÓN PRELIMINAR DE ZONAS DE RIESGO DE INUNDACIÓN POTENCIAL ...………………………………………………………………. Pág. 54 5.3) PRESELECCIÓN DE ZONAS DE RIESGO DE INUNDACIÓN ACTUAL ………………………………….……………………………………............. Pág. 58 5.4) DEFINICIÓN DE UMBRALES DE RIESGO SIGNIFICATIVO …............ Pág. 61 5.5) IDENTIFICACIÓN DE AREAS CON RIESGO POTENCIAL Y SIGNIFICATIVO DE INUNDACIÓN ..………………………………………………………… Pág. 61 6) ELABORACIÓN DEL MAPA PELIGROSIDAD CORRESPONDIENTE AL ARPSI DEL RÍO GUADARRAMA EN SU TRAMO MEDIO ……………………………………………. Pág. 61 6.1) CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DEL GUADARRAMA ……............. Pág. 61 6.2) METODOLOGÍA LIDAR …………………………………………………….. Pág. 71 6.3)PROCESO DE MODELIZACIÓN HIDRÁULICA DEL FENÓMENO DE INUNDACIÓN DEL RÍO GUADARRAMA EN LA ZONA DE MÓSTOLES …………………………………………………………………………………. Pág. 75 6.4) MAPAS DE PELIGROSIDAD DE INUNDACIÓN DEL RÍO GUADARRAMA EN LA ZONA DE MOSTOLES. ANÁLISIS TERRITORIAL DE FENÓMENOS DE AVENIDAS ...………………………………………………………………… Pág. 97 7) CONCLUSIONES ………………………………………………………………………. Pág. 100 8) BIBLIOGRAFÍA ………………………………………………………………………... Pág. 102 Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 2 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 1) INTRODUCCIÓN El ser humano desarrolla su propia vida inmerso en un equilibrio dinámico entre las actividades que él mismo lleva a cabo y las circunstancias y respuestas que su entorno más próximo le ofrece. El problema surge cuando aparecen alteraciones en dicho equilibrio, las cuales pueden causar un impacto sobre la calidad de vida e incluso provocar considerables daños. Estas alteraciones son motivadas por las catástrofes naturales, cada vez más frecuentes, y constituyen esos casos extremos en los que se modifica el equilibrio antes mencionado, actuando como una amenaza constante, en gran parte debido a la cantidad de víctimas que generan y al elevado coste de daños materiales que traen consigo. El problema más grave en España en relación con las catástrofes naturales se centra en las inundaciones y riadas, causadas generalmente por fenómenos meteorológicos muy diferentes. En territorio español la pluviometría media no es muy abundante, pero aparecen en numerosas ocasiones episodios de precipitaciones que, en un corto período de tiempo, alcanzan valores muy superiores a ese promedio. En dichos episodios extraordinarios pueden producirse de forma puntual valores de caudales muy altos incluso llegando a desbordar el cauce habitual del río provocando la inundación de los terrenos adyacentes, arrasando con bienes materiales y personales a su paso. Por esta razón, las avenidas en España tienen una enorme importancia en referencia a los potenciales efectos negativos que trae consigo ese desequilibrio temporal y espacial de precipitaciones y su consecuente efecto sobre los valores de caudales ordinarios y máximos. Existen dos casos que generan inundaciones en territorio español de manera mayoritaria. Por un lado se encuentran las avenidas provocadas por temporales invernales de varios días de duración, que afectan a grandes cuencas y no suelen ocasionar daños personales pero sí cuantiosos daños materiales. Este hecho se justifica en que, al tratarse de cuencas de gran superficie, existe un tiempo prudencial y suficiente de anticipación a la avenida. Muy diferente es el caso de que se produzca este fenómeno en cauces secundarios o afluentes de grandes ríos, en el que el tiempo de respuesta se antoja exiguo. Por otra parte son muy frecuentes los eventos asociados a las denominadas gotas frías, cuyo desarrollo temporal no suele superar las 24 horas, afectan a territorios de gran extensión, originando daños materiales considerables y, en ocasiones, víctimas mortales. Éste último caso suele tener lugar cuando la avenida se produce por una fuerte tormenta, en poco espacio de tiempo, y en la que el tiempo de reacción es escaso o nulo. En una riada se produce el desborde del cauce habitual del río, provocando la inundación de los terrenos aledaños y afecciones de carácter socioeconómico muy graves, siendo las personas y bienes materiales los que las sufren con mayor crudeza. En la mayor parte de las grandes ciudades, las zonas industriales, turísticas y de servicios no se presentan estos problemas de inundación debido a la protección con que cuentan estas zonas, por la gravedad que entrañarían esos desbordamientos en las mismas. No es habitual la pérdida de vidas humanas salvo en las cuencas de cabecera o afluentes, donde el factor sorpresa, la inadecuación de infraestructuras de defensa y el aislamiento aumentan considerablemente el riesgo. Los daños materiales se producen de forma muy diferente en función de los sectores económicos a los que afecten. Así por ejemplo, la duración de la inundación afecta de manera importante al sector agrario, en función del cultivo de que se trate perturbando en mayor o menor medida, mientras que en el resto de sectores esta variable no es tan relevante. Sin embargo, en el caso del sector servicios, la mayor afección, proviene de la duración del periodo de suspensión de las actividades, asociada en gran medida al corte del suministro eléctrico o el acceso a las zonas, incidiendo de manera muy negativa en el desarrollo socioeconómico de las zonas damnificadas. Como referencias que muestran la especial categoría que ostentan las inundaciones como desastre natural en el marco del estado español, cabe destacar que hay registrados a lo largo de la geografía española 1.400 puntos conflictivos en los que se considera existe un riesgo potencial de avenida y se tienen referencias de más de 2.400 episodios de inundación que han tenido lugar en los últimos 500 años. Esto viene a poner de manifiesto, en promedio, alrededor de cinco Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 3 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 inundaciones de importancia por año. En los últimos sesenta años han tenido lugar en España inundaciones que han dejado tras de sí más de 2.000 víctimas, es decir, una media de 35 personas afectadas anualmente. A estos daños personales hay que unir los correspondientes a bienes materiales que suponen importes muy cuantiosos en indemnizaciones, estimándose una cuantía de 800 millones de euros cada año. Estos datos dieron pie a la necesidad de dar respuesta a estos problemas para el desarrollo socioeconómico del país y surgieron distintos planteamientos para alcanzar una solución. Dentro de estos planes destacan los Planes de Defensa frente a inundaciones de las Cuencas del Segura y del Júcar o la progresiva implantación de sistemas de previsión como el Sistema Automático de Información Hidrológica (SAIH) en las cuencas españolas. De forma adicional, aparece una tendencia encaminada hacia la aplicación de medidas no estructurales, entre las que cabe señalar la elaboración de los primeros mapas de riesgo en los que se delimitan las líneas de las avenidas y se estudian las condiciones y características del flujo. A partir de dicha zonificación se pretendía regular la ocupación de las márgenes estableciendo franjas en las que se restringían los usos del suelo, pero su aplicación práctica fue complicada en multitud de casos por desgracia. En Europa, también son estos acontecimientos los desastres naturales más importantes a tener en cuenta, ya que generan unos daños materiales medios anuales cercanos a los 5.400 millones de euros. Entre los años 1998 y 2004 se contabilizaron cerca de 100 inundaciones en el continente con un resultado de 700 muertos, el desplazamiento de medio millón de personas y alrededor de 25.000 millones de euros en pérdidas económicas, entre las que se incluyen las grandes crecidas ocurridas en el Centro de Europa a lo largo del verano de 2002, causantes de enormes pérdidas económicas que se evaluaron en 17.000 millones de euros y que afectaron a un número de personas aproximado de 4,2 millones. Tan importante es la preocupación en la Unión Europea por estos eventos, que se propuso la necesidad de establecer un plan de acción que mitigara los efectos catastróficos de los mismos. Este fin se logró al quedar aprobada la Directiva 2007/60/CE relativa a la evaluación y gestión de los riesgos de inundación, en la que la participación activa de España se antojó primordial para la constitución de diversos aspectos que no estaban incluidos y que eran típicos en el territorio español. Estos hechos hacen referencia principalmente a la inclusión de avenidas de tipo torrencial y la fijación del término de “peligrosidad”, de modo que se dispondría de una cartografía asociada con el objeto de identificar y minimizar los riesgos del desbordamiento del cauce, afectando directamente a las políticas de ordenación territorial. Dicha Directiva se estructura en tres etapas que han de ser finalizadas previo al plazo estipulado. Antes de 2011 será necesario acometer la primera fase, correspondiente a la evaluación preliminar de los riesgos de inundación (E.P.R.I.) en todas las demarcaciones hidrográficas, es decir, elaborar un registro de las áreas en las que existe un riesgo potencial y significativo de inundación. La segunda fase tiene como horizonte temporal el año 2013, y en ella deberán confeccionarse los mapas de peligrosidad y riesgo de inundaciones para las zonas anteriormente descritas. En los primeros se determinarán las zonas que podrían inundarse y la probabilidad de dicha inundación en función de un período de retorno, clasificándose ésta en baja, media y alta. Además incluirán información sobre la extensión de la crecida, los calados, la velocidad y el caudal de la corriente. En los segundos, referentes al riesgo, se mostrarán las potenciales consecuencias de la inundación según los escenarios descritos, haciendo hincapié en las afecciones a la población y a los bienes expuestos y teniendo en cuenta la actividad económica desarrollada. Como colofón, antes del año 2015 se deberán componer los planes de gestión del riesgo, con el objetivo básico de reducir las consecuencias adversas potenciales de las riadas para el ser humano, el medio ambiente, el patrimonio histórico y cultural y para la actividad económica, englobando aspectos elementales como la prevención, protección y preparación ante el riesgo de una posible inundación, costes y beneficios, vías de evacuación, etc. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 4 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 2) OBJETIVOS Y JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO Dentro de los riesgos naturales y como objeto del presente Proyecto de “Evaluación Preliminar del Riesgo de Inundaciones en la Comunidad Autónoma de Madrid y elaboración de los Mapas de riesgo y peligrosidad en la zona del río Guadarrama”, los más significativos son los episodios de inundaciones, los cuales causan los mayores daños en todos los ámbitos, incluso en vidas humanas, con un número cercano a los 2.000 muertos desde la mitad del siglo pasado, sin olvidar unos perjuicios económicos valorados en torno a 800 millones de Euros anuales de media, como se ha mencionado. Pero no sería adecuado centrarse única y llanamente en los daños que estos eventos producen, ya que, aún siendo los principales elementos que es necesario estudiar, minimizar y salvaguardar, indudablemente no son exclusivos, sino que se trata del último eslabón de la cadena de afecciones generada como consecuencia de la catástrofe. Dice el refranero español que “es mejor prevenir que curar”, y es debido a esta razón por la que se plantea el completo estudio de la zona que podría verse perturbada. Es cierto que los daños humanos y materiales justifican totalmente las inversiones en medidas estructurales y no estructurales en materia de defensa contra las avenidas, pero existe un gran inconveniente, y no es sino el alto coste de las inversiones y las repercusiones socioeconómicas de las medidas que han de adoptarse. Igualmente es exigible la realización de un análisis exhaustivo y preciso del fenómeno en cuestión, llevar a cabo una cuidadosa selección de las soluciones que se adoptarán en cada una de las zonas que se verán perjudicadas por las posibles avenidas, todo ello sin olvidar una adecuada planificación de la implementación a la escala requerida, ya sea a escala estatal, regional o local. Un estudio pormenorizado del riesgo de inundación requiere un conocimiento del funcionamiento hidráulico de un río durante el transcurso del evento de avenida fundamental para, posteriormente, solucionar la enorme variedad de problemas de categoría ingenieril, de dinámica fluvial o, simplemente, de gestión y prevención ante el riesgo del fenómeno que se puedan plantear. Entre los principales remedios que se pueden citar cabe destacar, la delimitación de las zonas inundables, la determinación del riesgo de daños humanos y materiales (siendo a la postre, éstas dos, el resultado del proyecto que se desarrolla), el diseño de encauzamientos, de obras de protección frente a riadas, de proyectos de recuperación medioambiental de cauces, de embalses y balsas de laminación, etc. El primer y principal objetivo que hay que tener en mente, y que es necesario acatar, es el cumplimiento de la Directiva 2007/60/CE relativa a la evaluación y gestión de los riesgos de inundación, la cual representa el leitmotiv del correspondiente proyecto. Dicha directiva, como se reiterará a lo largo del documento, cuenta con una serie de pautas a establecer antes de unos plazos estipulados, y serán la base del estudio que se acometerá a continuación. El proyecto, como se deduce de su título, tiene como fin el estudio del riesgo de inundaciones en la Comunidad Autónoma de Madrid, y más concretamente en la cuenca del río Guadarrama a lo largo de un tramo de unos 4 Km en el curso medio de la cuenca de dicho río, ubicado en las inmediaciones del Término Municipal de Móstoles. Por tanto, el primer objetivo del presente trabajo será el desarrollo de la E.P.R.I correspondiente al ámbito territorial de la Comunidad de Madrid. A partir de la información obtenida en esta evaluación preliminar, se va a escoger una de las áreas de riesgo potencial y significativo de inundación (A.R.P.S.I) correspondiente a un tramo del curso medio del río Guadarrama cuyo principal problema es la alta ocupación del suelo por núcleos de población dispersa, con dudosa situación legal, que invaden no sólo las zonas inundables correspondientes, sino también el propio cauce del río Guadarrama. Esta última fase del estudio es, sin duda, la más visual e intuitiva y permite tener una idea de la distribución espacial del episodio de avenidas y desarrollar posteriormente planes de medidas de gestión concordantes con la realidad de la zona. Ésta realidad se desarrolla en multitud de ámbitos, los cuales se detallarán a continuación: Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 5 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Ordenación del territorio. Dentro de la ordenación territorial, se pueden utilizar los mapas de riesgo para la determinación, en una primera aproximación, de las áreas con mayor impacto del territorio ante el riesgo de inundación y la valoración de los daños producidos en cada categoría de uso del suelo en función de la magnitud. De igual forma podrían determinarse las zonas donde la normativa urbanística no se adapte a la legislación y donde deberá ser más exigente, además de ser guía para la distribución de los usos del suelo o las actividades de planificación regional o municipal (infraestructuras lineales de vertebración del territorio, planificación urbanística, etc.). Se trata, pues, de una capa de información adicional para determinar la aptitud potencial del territorio a cada uso. Medidas de defensa estructurales. Es, como se ha adelantado anteriormente, la solución menos económica de las posibles, pero no han de descartarse sólo por diferencias en el coste. Los mapas de riesgo para este fin pueden remarcar las zonas de impacto o de daños medios, con lo que se posibilita la priorización objetiva de las inversiones para la defensa frente a crecidas, llegando incluso a su evaluación económica. Señalan el punto de partida para la determinación de una prima de seguro (público, subvencionado o privado), ya que está es función del riesgo al que está sometida cada propiedad. Además si estos mapas fueran divulgados, se poseería un conocimiento exacto del riesgo real al que cualquier elemento, sea animado o inanimado, está sometido, con lo que los futuros daños, caso de producirse, serían, con toda probabilidad, menores. Protección Civil. En el caso de la Dirección General de Protección Civil y Emergencias, disponer de un mapa de riesgos es clave para la correcta elaboración de las medidas de emergencia ante un episodio de avenidas y, en caso de alarma, para la puesta en marcha del operativo adecuado para evitar los daños con totalidad, situación que se supone harto improbable o para minimizar los efectos a la mínima expresión. Finalmente es necesario señalar que la ordenación de los usos en zonas inundables debería ser una tarea primordial para la Administración de la Comunidad de Madrid con el propósito de prevenir los riesgos de las inundaciones, garantizar al máximo la seguridad de las personas y los bienes, así como minimizar en lo posible las consecuencias negativas para el medio ambiente, el patrimonio cultural y la actividad económica, asociadas a este tipo de riesgos naturales. El Real Decreto Legislativo 1/2001, 20 de julio, por el que se aprueba el texto refundido de la Ley de Aguas, establece en su artículo 11 que las Comunidades Autónomas podrán establecer normas complementarias a las que el propio Estado haya establecido en el uso de zonas inundables para garantizar la seguridad de las personas y los bienes. El 11 de enero de 2008, el Gobierno aprobó el Real Decreto 9/2008 por el que se modificaba el Reglamento del Dominio Público Hidráulico, con objeto de dotar a la Administración hidráulica de una herramienta de gestión que le permitiera actuar eficazmente contra estos efectos nocivos asociados a las inundaciones. A los efectos de la aplicación de la normativa, dentro de la zona inundable, que está constituida por el cauce de los ríos y arroyos y por sus llanuras de inundación, hay que distinguir el dominio público hidráulico, la zona de flujo preferente (definida a partir de la avenida de periodo de retorno de 100 años) y la zona inundable por episodios extraordinarios (fijada por la avenida de 500 años). En todos estos elementos se introducen criterios generales para su protección ambiental, garantizando, asimismo, la protección de las personas y bienes y la protección del régimen de corrientes en avenidas. De esta forma, también se da cumplimiento a las exigencias de la Directiva 2007/60/CE, del Parlamento Europeo y del Consejo. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 6 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 3) METODOLOGÍA EMPLEADA A PARTIR DE LA DIRECTIVA DE INUNDACIONES Al amparo de los principios inspiradores de la Directiva de Inundaciones de la Unión Europea, el fenómeno natural de la inundación y sus impactos negativos, aún siendo inevitables, permiten una cierta anticipación y previsión que consecuentemente reducirá el riesgo asociado a la ocurrencia de éste. Mediante el desarrollo de los pasos y estudios técnicos pertinentes, es posible conocer la evolución previsible del fenómeno de avenida, en relación con los calados y volúmenes asociados, así como la duración característica de éste en función de las peculiaridades del tramo del cauce donde tiene lugar. Pero además, es necesaria la evaluación del riesgo asociado a la realidad imperante en el territorio objeto de estudio, con el fin de minimizar e incluso eliminar, en caso de ser posible, las consecuencias negativas del fenómeno. Bajo este enfoque, en este estudio se ha decidido seguir de forma sistematizada la metodología propuesta por la directiva de inundaciones (2007/60/CE). Ésta define un proceso lógico que consiste en los siguientes pasos tal y como muestra la siguiente figura: Figura 1. Esquema de la metodología adoptada en el estudio Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 7 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 3.1) LA DIRECTIVA 2007/60/CE Tanto el Parlamento Europeo como el Consejo de la Unión Europea han considerado oportuno elaborar una Directiva que desarrolle los aspectos más importantes relacionados con los fenómenos extremos de sequías e inundaciones. Éstos, mencionados sucintamente en la Directiva Marco del Agua (Directiva 2000/60/CE) por la que se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas, son fenómenos que se repiten periódicamente y que hasta ahora, no tenían una legislación relacionada específicamente con ellos. Las inundaciones pueden provocar víctimas mortales, el desplazamiento de personas, causar daños al medio ambiente, comprometer gravemente el desarrollo económico y debilitar las actividades económicas de la Comunidad. Todo ello justifica el hecho de desarrollar una legislación específica, que como se menciona en la introducción de este punto, tenga un fin preventivo e informativo acerca de todos los sucesos y consecuencias asociados al fenómeno. Es necesario tener en cuenta que las avenidas son fenómenos naturales que no pueden evitarse. No obstante, algunos hechos asociados a actividades humanas como pueden ser por ejemplo, la ocupación de las llanuras aluviales por asentamientos humanos (poblaciones o núcleos de desarrollo industrial), la reducción de la capacidad natural de retención del suelo por la urbanización o los efectos del cambio climático, están contribuyendo a aumentar las probabilidades de que ocurran, así como su impacto negativo. En este escenario, es posible y conveniente reducir el riesgo y las consecuencias negativas para la salud y la vida humana, el medio ambiente, el patrimonio cultural, la actividad económica y las infraestructuras, asociadas a las inundaciones. Pero las medidas dirigidas a reducir dichos riesgos, para ser efectivas, tienen que coordinarse en la medida de lo posible en toda el área de la unidad de gestión que es la Cuenca Hidrográfica, e integrada ésta a mayor escala, en la Demarcación Hidrográfica según la legislación actual. Esta legislación, la Directiva 2000/60/CE, no contempla la reducción del riesgo de inundación como uno de sus objetivos principales y tampoco tiene en cuenta los futuros cambios de este riesgo que se derivarán del cambio climático. Por todo lo mencionado anteriormente queda justificado el hecho de elaborar esta Directiva, relativa a la evaluación y gestión de los riesgos de inundación. En esta legislación básica se establecen tres objetivos principales, que se desarrollarán de forma más explícita en los siguientes puntos: La Evaluación Preliminar del Riesgo de Inundaciones (E.P.R.I.) Elaboración de Mapas de Peligrosidad y Riesgo Desarrollo de Planes de Gestión de Riesgo de Inundación A parte de estos tres objetivos principales, la Directiva establece también disposiciones complementarias relacionadas con aspectos de coordinación sectorial, participación pública y cooperación entre las distintas administraciones, que son necesarios para alcanzar los objetivos generales que plantea. En el caso de España, este fenómeno constituye el riesgo natural que ha producido mayores daños, tanto materiales como de vidas humanas, a lo largo de la historia. Pese a ello, no existía en nuestro país legislación específica relativa a este fenómeno de inundaciones; las pocas reseñas aparecían en planes de protección civil y documentos relacionados con la seguridad de grandes presas. Con la entrada en la Unión Europea se hace necesaria la adopción de la legislación básica a través de la trasposición de la Directiva Europea a la legislación estatal. La lucha contra los efectos de las inundaciones ha sido una constante en la política de aguas y de protección civil. El enfoque tradicional consistía en plantear y ejecutar soluciones estructurales, como la construcción de presas, encauzamiento de tramos o el desarrollo de diques de Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 8 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 protección. Estas medidas han sido en determinados casos insuficientes per se, por lo que la tendencia evolucionó hacia el complemento de las soluciones estructurales con actuaciones no estructurales, como son planes de protección civil, la implantación de sistemas de alerta, elementos de corrección hidrológico-forestal de las cuencas o medidas de ordenación del territorio. Este enfoque ha favorecido la optimización en la toma de decisiones relacionadas con el fenómeno de las avenidas, principalmente por su menor coste económico y menor impacto medioambiental negativo. Los beneficios de la trasposición y la aplicación final de la Directiva a través del Real Decreto derivarán en un doble efecto. Por una parte la introducción de las nuevas herramientas de gestión agilizará la implantación de los mecanismos de protección de los cauces y de las zonas inundables, lo que redundará en evitar o disminuir los daños ambientales y sobre los bienes y/o personas que se quieren proteger. Por otra parte el conjunto de disposiciones introducidas permiten responder de modo más eficaz ante las fuertes presiones de ocupación que sufren las zonas limítrofes con los cauces, lo que redundará en una disminución de los daños derivados de las inundaciones por avenidas. Los planes de gestión del riesgo de inundación exigidos en el texto, incluyen los programas de medidas que cada una de las administraciones debe aplicar en el ámbito de sus competencias para alcanzar el objeto previsto de reducir las consecuencias negativas producidas por las inundaciones. 3.2) EVALUACIÓN PRELIMINAR DEL RIESGO DE INUNDACIONES (E.P.R.I.) La Directiva 2007/60/CE relativa a la evaluación y gestión de los riesgos de inundación obliga a los Estados Miembros, en su Capítulo II, a la realización de una evaluación preliminar del riesgo de inundación (E.P.R.I.) en todo el ámbito territorial de la Demarcación Hidrográfica. Según este procedimiento, se deben identificar las zonas en las que exista un riesgo potencial significativo de inundación. Para cada una de las zonas identificadas se realizará un Plan de Gestión del Riesgo basado en la elaboración e información recogida en los Mapas de Peligrosidad y Riesgo. La propuesta metodológica para el desarrollo de la E.P.R.I. se basa en la recopilación y análisis de la información disponible de la zona de estudio. Como resultado del análisis de toda la información recopilada, se procede a la identificación preliminar de zonas de riesgo de inundación potencial. Estas zonas serán evaluadas en base a la presencia de obras de defensa ante las inundaciones o de cambios significativos en los usos del suelo, permitiendo identificar una preselección de zonas de riesgo de inundación actual. En determinadas circunstancias podrá ser necesario el desarrollo de estudios complementarios para el correcto desarrollo de la E.P.R.I. en este punto. Las Demarcaciones Hidrográficas, a la vista de los análisis y resultados obtenidos del paso anterior, procederán a la definición de umbrales de riesgo significativo que permitan la identificación de las áreas con riesgo potencial y significativo de inundación (A.R.P.S.I) Finalmente, el último paso será la remisión de la información a la Dirección General del Agua (DGA) para que de forma centralizada, el Estado pueda suministrar los resultados obtenidos a la Comisión Europea en los términos que ésta ha especificado. En la siguiente figura queda recogido un resumen de los pasos a seguir para el desarrollo de la E.P.R.I: Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 9 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Figura 2. Pasos a seguir para el desarrollo de la E.P.R.I. El objetivo de esta propuesta metodológica es dar cumplimiento a los requisitos de la Directiva 2007/60/CE relativos a la descripción, a partir de la información fácilmente disponible o derivable, de las inundaciones ocurridas en el pasado y la evaluación de las consecuencias adversas potenciales de futuras inundaciones (artículo 4 de la Directiva). Finalmente se procederá a la determinación de las Áreas de Riesgo Potencial y Significativo de Inundación (A.R.P.S.I.) (artículo 5 de la Directiva) que serán en las que se apliquen los programas de medidas frente al fenómeno. A continuación se va a hacer una breve descripción pormenorizada de los pasos mencionados anteriormente, incluyendo toda la información y requisitos de cada punto. A) Recopilación y análisis de la información fácilmente disponible y derivable; es necesario describir las inundaciones que más impactos han tenido en el pasado, así como los impactos que producirán dichas avenidas en caso de repetirse o de futuras avenidas debido a las evoluciones a largo plazo. Definición de la red hidrográfica: cada demarcación trabajará con la base más apropiada a las características de su territorio, pero los resultados deberán estar referidos a una red de uso común a nivel estatal. Esta red será la que está siendo desarrollada por el IGN, de escala 1:25.000 (actualmente en proceso de finalización) La red de trabajo debería reflejar tanto las corrientes que han registrado inundaciones en el pasado, las corrientes que tienen estudios de riesgo/inundación, así como aquellas que son susceptibles de tener inundaciones y sobre las que no existen datos previos (“zonas a investigar”). La red que permite identificar todas estas corrientes es la red de la BCN25. Identificación de las zonas aluviales y torrenciales: hay que considerar y cartografiar las formas y depósitos que los ríos han formado recientemente, y en cuya génesis han participado avenidas que inundaron esas zonas. Un punto de partida válido para la identificación de estas zonas en todo el territorio español es la cartografía digital del Plan GEODE, que persigue conseguir un mapa geológico digital continuo de España, mediante la agrupación y correlación de las más de 1000 hojas 1:50.000 del MAGNA. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 10 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Información disponible sobre los usos del suelo: ésta servirá para la evaluación de los impactos significativos negativos a la salud humana, el medio ambiente, el patrimonio cultural y la actividad económica que la Directiva requiere. En esta sección se precisan cuatro tipos distintos de de información: - Usos asociados al desarrollo urbano, industrial o agropecuario: la fuente de información más sencilla de manejar para esta fase de la E.P.R.I. es la del Corine Land Cover puesto que, al estar disponible en la totalidad de países de la UE resulta una fuente común de información para todos ellos, y la clasificación de los usos y la precisión de los polígonos es adecuada a las necesidades de esta fase. Otras fuentes de información, como las procedentes del PNOA (Plan Nacional de Ortofotografía Aérea) o la BCN25 del IGN (Instituto Geográfico Nacional), el SIGPAC del MARM (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino) o la del Catastro del MEH (Ministerio de Economía y Hacienda) ofrecen mayor grado de detalle en la identificación de los elementos expuestos, y por tanto deberán servir de apoyo en determinadas zonas en las que se requiera un detalle algo mayor, como en la selección de “zonas a investigar”. En cualquier caso, la utilización de varias fuentes de información requiere un trabajo de reclasificación de usos respecto de uno común, con el fin de realizar evaluaciones de los elementos expuestos, y por tanto, del daño, siguiendo unos mismos criterios. - Usos asociados a las infraestructuras del transporte: se trata de obtener un inventario lo más actualizado posible a través de la información disponible de las infraestructuras relacionadas con el trasporte. Así mismo se tratará de obtener un indicador para la posterior valoración del impacto en caso de pérdida del servicio por inundación. Una de las principales fuentes de información es la proporcionada por el Sistema de Información sobre Ocupación del Suelo de España (SIOSE) que integra la información de base: SPOT-5, LANDSAT5, PNOA, BCN25, Catastro e información de apoyo de las bases de Datos de ocupación del suelo de la Administración General del Estado y las Comunidades Autónomas. La escala de referencia para esta información es de 1:25.000 En caso de no estar disponible se puede consultar la BCN25 a escala 25.000 o el Corine Land Cover 2006 a escala 100.000 que clasifica las redes viarias, las ferroviarias y terrenos asociados y las zonas portuarias. - Usos asociados a la exposición medioambiental: habrá que tener en cuenta la información temática así como la información complementaria general que pueda indicar los elementos o servicios contaminantes sobre el territorio. Se utilizará información procedente del Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino en relación a la Red Natura 2000, que proporcionará la cobertura de los espacios clasificados como LIC y ZEPA, Mapas de Regiones biogeográficas e información sobre las Reservas de la Biosfera del territorio español (mapas de consulta y listas). En cuanto a la información complementaria se considera necesario identificar en la medida de lo posible aquellos servicios altamente contaminantes como son las Depuradoras de Aguas Residuales, Desaladoras, Vertederos...etc. - Usos asociados a la exposición de bienes históricos: la fuente que dispone, de forma homogénea para todo el territorio nacional, de una clasificación básica en edificios culturales, religiosos y administrativos es el SIOSE cuya escala es 1:25.000. Información histórica: La base de datos de partida es el Catálogo Nacional de Inundaciones Históricas (CNIH) de la Dirección General de Protección Civil y Emergencias. Esta base de datos es la fuente de información más fiable sobre inundaciones. Hay fuentes adicionales Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 11 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 que pueden ser complementarias, como es la base de datos del Consorcio de Compensación de Seguros. El Catálogo Nacional de Inundaciones históricas (CNIH) incluye todos los episodios de inundaciones recopilados anteriormente por la Comisión Técnica de Emergencias por Inundaciones (CTEI), así como los acontecimientos en su ámbito territorial desde el momento en que finalizaron dichos trabajos hasta la actualidad. Se entiende por inundación histórica, a todas aquellas avenidas fluviales y/o inundaciones acontecidas en las diferentes cuencas vertientes del territorio nacional que han tenido consecuencias sobre la población y sus bienes, alterando su normalidad, desde los albores de la historia hasta el momento actual. La información considerada para la elaboración del CNIH, y por tanto las variables estudiadas se han agrupado en tres grandes bloques: 1. DATOS GENÉRICOS IDENTIFICADORES DEL EPISODIO Cuenca Referencia Nº de Ficha Fecha Denominación 2. ASPECTOS HIDROMETEOROLÓGICOS Datos climáticos Descripción de la situación meteorológica Mapas sinópticos en las diferentes topografías Mapas de Isoyetas (P.acumuladas y máximas en 24h) Intensidad de las precipitaciones Precipitaciones registradas 3. DAÑOS SIGNIFICATIVOS Fallecidos Heridos Evacuados Daños en viviendas Infraestructura hidráulica Datos hidrológicos Causas y/o mecanismos de la inundación Hidrogramas de avenida Caudales Máximos Altura del agua en el cauce Altura del agua en espacios inundados Infraestructura de transporte Ganadería Agricultura Industria Servicios básicos Tabla 1.Información considerada para la elaboración del CNIH Recopilación de estudios previos de peligrosidad y de riesgo de inundación: existen muchos antecedentes en la elaboración de cartografía de peligrosidad y de riesgos de inundación en nuestro país, bien realizados por los Organismos de cuenca o por las autoridades de Protección Civil y de ordenación del territorio. El Sistema Nacional de Cartografía de Zonas Inundables (SNCZI) ha recopilado, en la medida de lo posible, estos antecedentes, procediendo a su digitalización y georreferenciación. El resultado es la obtención de 100.000 km de zonas inundables de las cuales la mayor parte pueden ser consultadas en el visor cartográfico de zonas inundables. Éste es una aplicación informática que permite a todos los interesados visualizar vía internet, sobre capas de mapas catastrales y fotografías aéreas, los estudios de delimitación del Dominio Público Hidráulico (DPH) y los Mapas de Peligrosidad de Inundaciones en todo el territorio nacional. B) Identificación preliminar de zonas de riesgo potencial de inundación; en esta fase, se trata de utilizar la información previamente analizada, de forma tal que aplicando criterios para la evaluación de los impactos, se obtenga una preselección de zonas de riesgo de inundación. En un Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 12 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 primer paso se realiza una primera selección de zonas con riesgo potencial de inundación en la que no se considera el efecto de las infraestructuras artificiales existentes de protección contra las inundaciones o de cambio en la peligrosidad y exposición debido a evoluciones a largo plazo. Una vez realizada esta preselección, se realizará el análisis de la eficacia de las obras de defensa y de las evoluciones a largo plazo con el fin de tener en selección de zonas con riesgo actual de inundación. Para analizar las zonas con riesgo potencial de inundación se procederá a: - La identificación de zonas de riesgo potencial de inundación a partir de la información histórica; que debe permitir evaluar los impactos de las inundaciones pasadas y que pueden producirse en el futuro. La información histórica de partida es la recopilada en el CNIH. - La identificación de zonas de riesgo potencial de inundación a partir de los estudios de inundabilidad existentes; que incluyan un análisis de daños o impactos producidos por avenidas de distintos periodos de retorno o de recurrencia, o éstos puedan ser derivados fácilmente, utilizando el método de exposición con información de inundabilidad. - La identificación de “zonas a investigar” el riesgo potencial de inundación; existen zonas aluviales y torrenciales en las que no se tiene constancia de daños por avenidas en el pasado ni existen estudios de inundabilidad previos, pero en las que, durante el análisis de la información previa, se han detectado cambios de uso de suelo significativos que suponen un aumento de exposición. Para evaluar los posibles impactos en estas zonas se utiliza un método de exposición sin información de inundabilidad. C) Identificación preliminar de zonas de riesgo actual de inundación: la Directiva 2007/60/CE relativa a inundaciones versa acerca de que cuando puedan preverse consecuencias adversas de futuros acontecimientos similares a los registrados históricamente, es necesario determinar las zonas con riesgo de inundación actual. Una vez realizada la preselección de las zonas con riesgo de inundación potencial explicadas en el punto anterior, se va a llevar cabo la elección de las zonas de riesgo de inundación actual. Éstas vendrán condicionadas fundamentalmente por dos factores; la presencia de obras de defensa en fechas posteriores a la ocurrencia de las inundaciones pasadas o a la ejecución de los estudios de inundabilidad y los cambios en la peligrosidad o en la exposición acontecidos desde la ocurrencia de pasados episodios de avenidas. Es necesario recalcar en cualquier caso que las obras de defensa tratan de producir un descenso del riesgo por evitar o disminuir la exposición de los elementos al fenómeno. Sin embargo, cambios en los usos del suelo de la zona afectada por inundaciones en el pasado suelen asociarse con un aumento de la exposición por una ocupación indebida de las zonas adyacentes al cauce. Por lo tanto, para la selección de las zonas con riesgo de inundación actual se deben abordar las siguientes tareas: - Recopilación de las obras de defensa existentes y evaluación del grado de modificación del riesgo o del impacto. - Análisis de los cambios de uso significativo y del grado de modificación del riesgo o del impacto, incluyendo la identificación de estas zonas. - Aplicación de los criterios anteriores a las zonas de riesgo potencial de inundación identificadas anteriormente. Una vez recopilada toda la información se cruza con el fin de tener una evaluación del riesgo actual, bajo las condiciones reales de usos del suelo, en lugar del potencial, obtenido a partir de las circunstancias en el momento de la inundación. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 13 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 D) Definición de umbrales para la selección de zonas en riesgo significativo; lo descrito anteriormente obtiene como resultado la recopilación de una serie de zonas con inundaciones que podrían ocurrir en el futuro, con una evaluación de sus impactos. Sin embargo, hasta el momento no se ha efectuado una valoración del grado de significación que la Directiva 2007/60/CE denomina como impactos significativos, en el caso de las inundaciones ocurridas en el pasado y que podrían volver a ocurrir, o consecuencias negativas potenciales, en el caso de las inundaciones futuras. El objetivo de esta fase es analizar toda la información recopilada previamente, para poder establecer un umbral por el cual seleccionar finalmente las áreas de riesgo potencial significativo. Para la identificación de los impactos significativos y de las consecuencias negativas potenciales, es necesario establecer un procedimiento que permita determinar unos umbrales que indiquen cuáles son los impactos de mayor significación. Estos umbrales serán definidos en función de las características de la cuenca de estudio, pero de forma común a todas las zonas será necesario: - Establecer umbrales a partir de los impactos cuantificados en las avenidas históricas, para la evaluación de los impactos significativos. - Establecer umbrales a partir de los impactos cuantificados en los métodos de exposición con o sin información de inundabilidad, para la evaluación de las consecuencias negativas potenciales de las inundaciones futuras. E) Identificación de las áreas con riesgo potencial y significativo de inundación; son zonas en las que se ha concluido que existe un riesgo potencial y significativo de inundación o en las cuales la materialización de tal riesgo pueda considerarse probable, según el art. 5 de la Directiva 2007/60/CE. Estas áreas, que serán seleccionadas a partir de la evaluación de los impactos significativos o consecuencias negativas potenciales de las inundaciones definidos anteriormente, deberán de ser identificadas sobre la red de drenaje más adecuada. Las áreas seleccionadas serán objeto del desarrollo de los mapas de peligrosidad y de riesgo y de los planes de gestión del riesgo por inundación según lo dispuesto por la Directiva 2007/60/CE. 3.3) MAPAS DE PELIGROSIDAD Y RIESGO DE INUNDACIÓN Para disponer de una herramienta eficaz de información y de una base adecuada para el establecimiento de prioridades en la toma de decisiones adicionales de índole técnica, económica y política relativas a la gestión del riesgo de inundación, es necesaria la elaboración de una cartografía adecuada. Esta cartografía está formada por Mapas de Peligrosidad por Inundaciones y de Mapas de Riesgo por Inundación, que muestran las consecuencias adversas potenciales asociadas con diversos escenarios de inundación. En esta cartografía estará también incluida la información sobre fuentes potenciales de contaminación a consecuencia de las inundaciones, debiéndose evaluar también las actividades que aumentan los riesgo de inundación. El capítulo III de la Directiva 2007/60/CE, desarrolla este apartado de elaboración de Mapas de Peligrosidad por Inundaciones y Mapas de Riesgo por Inundación, estableciendo una serie de etapas a completar para la elaboración de dichos mapas según el artículo 6 de la Directiva. En primer lugar se permite realizar los mapas a cada Estado miembro, para cada demarcación hidrográfica y cada unidad de gestión, a la escala que resulte más apropiada para las zonas determinadas como áreas de riesgo potencial significativo de inundación, una vez llevada a cabo la E.P.R.I. Estos Mapas de Peligrosidad por Inundaciones incluirán las zonas geográficas que podrían inundarse según los escenarios siguientes: Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 14 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 a) Baja probabilidad de inundación o escenario de eventos extremos. b) Probabilidad media de inundación (período de retorno ≥ 100 años) c) Alta probabilidad de inundación, cuando proceda. Respecto a cada uno de los escenarios enumerados anteriormente se indicarán los tres elementos siguientes: a) Extensión de la inundación. b) Calados del agua o nivel de agua, según proceda. c) Cuando proceda, la velocidad de la corriente o el caudal de agua correspondiente. Los Mapas de Riesgo de Inundación mostrarán las consecuencias adversas potenciales asociadas a la inundación en los escenarios descritos anteriormente, expresadas con los siguientes parámetros: 1) Número indicativo de habitantes que pueden verse afectados 2) Tipo de actividad económica de la zona que puede verse afectada 3) Instalaciones a que se refiere el anexo I de la Directiva 96/61/CE del Consejo, de 24 de septiembre de 1996, relativa a la prevención y al control integrados de la contaminación que puedan ocasionar contaminación accidental en caso de inundación y zonas protegidas que puedan verse afectadas indicadas en el anexo IV, punto 1, incisos i) iii) y v) de la Directiva 2000/60/CE 4) Cualquier otra información que el Estado miembro considere útil, como la indicación de zonas en las que puedan producirse inundaciones con alto contenido de sedimentos transportados y flujos de derrubios e información sobre otras fuentes importantes de contaminación. Los Estados miembros podrán decidir que, por lo que se refiere a las zonas costeras en las que exista un nivel adecuado de protección, la preparación de los Mapas de Peligrosidad por Inundaciones se limiten al escenario de baja probabilidad de inundación o escenario de eventos extremos. Así mismo, los Estados miembros podrán decidir que, por lo que se refiere a las zonas en que las inundaciones procedan de aguas subterráneas, la preparación de los mapas de peligrosidad por inundaciones se limiten también al mismo escenario que el referido antes a las zonas costeras. 3.4) PLANES DE GESTIÓN DEL RIESGO DE INUNDACIÓN Para evitar y reducir los impactos adversos de las inundaciones en la zona afectada conviene establecer Planes de Gestión del Riesgo de Inundación. Éstos deben tener en cuenta las características de las zonas que abarcan y ofrecer soluciones adaptadas a sus necesidades y prioridades garantizando, al mismo tiempo, una coordinación pertinente con las demarcaciones hidrográficas. Deben promover la consecución de los objetivos medioambientales establecidos en la legislación comunitaria. En particular, los Estados miembros deben abstenerse de aplicar medidas o emprender acciones que aumenten significativamente el riesgo de inundaciones en otros Estados miembros, a menos que estas medidas se hayan coordinando y se hayan acordado una solución entre los Estados miembros afectados. Los Planes de Gestión del Riesgo de Inundación deben centrarse en la prevención, la protección y la preparación. A su vez deben de adaptarse a la legislación general relativa a las aguas (Directiva Marco del Agua) tomando en consideración el mantenimiento y el restablecimiento de llanuras aluviales cuando sea posible, así como medidas para prevenir y reducir los daños a la salud humana, el medio ambiente, el patrimonio cultural y la actividad económica. Adicionalmente, los elementos de los Planes de Gestión del Riesgo de Inundación deben revisarse Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 15 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 periódicamente y en caso de necesidad actualizarse, teniendo en cuenta las repercusiones probables del cambio climático en el fenómeno de inundación. La elaboración de Planes Hidrológicos de Cuenca con arreglo a la Directiva 2000/60/CE y de Planes de Gestión del Riesgo de Inundación con arreglo a la presente Directiva (2007/60/CE) son componentes de la gestión integrada de Cuenca Hidrográfica. Ambos procesos deben, por consiguiente, explotar su potencial mutuo de sinergias y beneficios comunes, teniendo en cuenta los objetivos ambientales de la Directiva 2000/60/CE (Directiva Marco del Agua) y garantizar la eficacia y el uso prudente de los recursos. En el capítulo IV de la Directiva 2007/60/CE, se desarrolla la elaboración de los planes del riesgo de inundación atendiendo a los artículos 7 y 8 de la Directiva. En primer lugar se expone que los Estados miembros establecerán Planes de Gestión del Riesgo de Inundación sobre la base de los Mapas de Peligrosidad anteriormente desarrollados. Se establecerán así mismo objetivos adecuados de gestión del riesgo de inundación para cada Área de Riesgo Potencial Significativo de Inundación (A.R.P.S.I) determinada en los Mapas de Riesgo tras el desarrollo de la E.P.R.I, centrando su atención en la reducción de las consecuencias adversas potenciales de la inundación para la salud humana, el medio ambiente, el patrimonio cultural y la actividad económica, y, si lo consideran oportuno, en iniciativas no estructurales o en la reducción de la probabilidad de las inundaciones. Por otra parte, los Planes de Gestión del Riesgo de Inundación tendrán en cuenta aspectos pertinentes tales como los costes y beneficios, la extensión de la inundación y las vías de evacuación designadas, así como las zonas con potencial de retención de la masa de agua de la inundación. Otros aspectos que deben quedar recogidos en dichos planes son los objetivos medioambientales indicados en el artículo 4 de la Directiva 2000/60/CE, la gestión del suelo y del agua, la ordenación del territorio, el uso del suelo, la conservación de la naturaleza, la navegación e infraestructuras de puertos en los casos en que puedan verse afectados por el fenómeno. Los Planes de Gestión del Riesgo de Inundación abarcarán todos los aspectos de la gestión del riesgo de inundación, centrándose en la prevención, protección y preparación, tal y como se ha mencionado anteriormente, incluyendo la previsión de inundaciones y los sistemas de alerta temprana, y teniendo en cuenta las características de la cuenca o subcuenca hidrográfica considerada en el estudio. Estos planes podrán incluir también la promoción de prácticas de uso sostenible del suelo, la mejora de la retención de aguas y la inundación controlada de determinadas zonas en caso de inundación. El contenido de los planes de gestión queda recogido en el Anexo de la Directiva 2007/69/CE y a continuación se hace una relación de sus aspectos básicos: 1) Las conclusiones de la Evaluación Preliminar del Riesgo de Inundación (E.P.R.I.) exigida en el capítulo II, en forma de mapa sucinto de la Demarcación Hidrográfica o de la unidad de gestión en el que se delimitarán las A.R.P.S.I. que sean objeto del Plan de Gestión del Riesgo de Inundación. 2) Los Mapas de Peligrosidad por Inundaciones y los Mapas de Riesgo de Inundación elaborados de conformidad con el capítulo III y las conclusiones que pueden extraerse de esos mapas. 3) Una descripción de los objetivos adecuados de la gestión del riesgo de inundación. 4) Un resumen de las medidas, con indicación de las prioridades establecidas entre ellas, destinadas a alcanzar los objetivos adecuados de la gestión del riesgo de inundación y de las medidas en materia de inundaciones adoptadas con arreglo a otros actos comunitarios. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 16 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 5) Una descripción de las prioridades establecidas y de la manera en que se supervisarán los progresos en la ejecución del plan. 6) Un resumen de las medidas y actividades de información y consulta de la población que se hayan aprobado. 7) Una lista de las autoridades competentes y del proceso de coordinación con la Directiva 2000/60/CE. En caso de llevar a cabo actualizaciones de los planes de gestión del riesgo de inundación: 1. Toda modificación o actualización desde la publicación de la versión anterior del plan de gestión del riesgo de inundación, con un resumen de las revisiones realizadas. 2. Una evaluación de los avances realizados en la consecución de los objetivos indicados. 3. Una descripción de las medidas previstas en la versión anterior del plan de gestión del riesgo de inundación cuya realización se había previsto y que no se llevaron a cabo, y una explicación del porqué. 4. Una descripción de cualquier medida adicional adoptada desde la publicación de la versión anterior del plan de gestión del riesgo de inundación. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 17 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 4) CARACTERIZACIÓN E INFORMACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO 4.1) LA CUENCA HIDROGRÁFICA DEL TAJO Tal y como define el Real Decreto Legislativo 1/2001, de 20 de julio, por el que se aprueba el texto refundido de la Ley de Aguas, se define Cuenca Hidrológica como la “superficie de terreno cuya escorrentía superficial fluye en su totalidad a través de una serie de corrientes, ríos y eventualmente lagos hacia el mar por una única desembocadura, estuario o delta. La cuenca hidrográfica como unidad de gestión del recurso se considera indivisible” Este concepto, procedente de la Ley 29/1985, de Aguas, define la cuenca con una visión parcial, ignorando la parte subterránea del ciclo hidrológico, los acuíferos, en aquel entonces regulado por la legislación de minas. De esta forma, la planificación hidrológica quedaba reducida a las aguas superficiales, obviándose la conexión de estas con las aguas subterráneas, que eran consideradas un mero recurso mineral, con un carácter estático y a veces casi inagotable. Afortunadamente la Directiva Marco del Agua 2000/60/CE, introduce el concepto de Demarcación Hidrográfica, definido como “la zona marina y terrestre compuesta por una o varias cuencas hidrográficas vecinas y las aguas subterráneas y costeras asociadas, como principal unidad a efectos de la gestión de las cuencas hidrográficas” Por otro lado, esta misma directiva, define Cuenca Hidrográfica como “la superficie de terreno cuya escorrentía superficial fluye en su totalidad a través de una serie de corrientes, ríos y, eventualmente, lagos hacia el mar por una única desembocadura, estuario o delta” Pero esta vez, no como unidad de gestión de los recursos hídricos. LOCALIZACIÓN Y DISTRIBUCIÓN TERRITORIAL Haciendo uso de la nueva nomenclatura, la Demarcación Hidrográfica del Tajo está situada en la zona central de la Península Ibérica, entre las cuencas del Duero al norte, las del Ebro y el Júcar al este, y la del Guadiana al sur. Al tratarse de un río transfronterizo, cuenta con un porcentaje de la superficie de cuenca en territorio español, 55.645 Km2, y con el resto, 28.033 Km2, desde la frontera con Portugal, que constituye su límite occidental, hasta su desembocadura en Lisboa, suponiendo una superficie total de 83.678 Km2. Fig. 3. Situación geográfica de la cuenca del Tajo. (Fuente CHT). El ámbito territorial de la cuenca del Tajo dentro del Estado español abarca cinco Comunidades Autónomas, que son, por orden de importancia creciente en cuanto a su superficie, Aragón, Castilla y León, Madrid, Extremadura y Castilla-La Mancha y se extiende a través de once provincias. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 18 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Fig. 4. Demarcaciones Hidrográficas y Comunidades Autónomas. (Fuente Los Organismos de Cuenca en España). Tabla 2. Distribución territorial de la cuenca del Tajo. (Fuente CHT). Comunidades Autónomas Extremadura Madrid Castilla y León Aragón Castilla-La Mancha TOTAL Participación en el conjunto Extensión % Población (Km2) 16.738 30,1 383.461 7.983 14,4 5.030.958 3.987 7,2 96.320 238 0,4 1.190 26.699 48,0 587.184 55.645 100,0 6.099.133 % Respecto autonomías % 6,3 82,5 1,6 0,0 9,6 100,0 Extensión 40,2 99,8 4,2 0,5 33,7 Población 36,5 100,0 4,1 0,1 34,4 Existen cuatro provincias que poseen más del 50% de su territorio provincial dentro de la cuenca, que son Madrid (99,8%), Guadalajara (90%), Cáceres (83,9%) y Toledo (77,8%), además son las únicas capitales de provincia que se asientan en los dominios de la cuenca. El resto tienen superficies inferiores a ese 50% del territorio provincial, Ávila (34,2%), Cuenca (21,7%), Salamanca (9,8%), Teruel (1,6%), Soria (0,31%), Badajoz (0,1%) y Ciudad Real (0,07%). Es preciso indicar que, aunque la extensión superficial dentro del conjunto de la cuenca es muy superior al resto de autonomías en Extremadura y Castilla-La Mancha, sumando ambas un 78,1% de la superficie total, ésta no se corresponde con la población que disfruta de los recursos hídricos de la cuenca, siendo Madrid con 5.030.958 habitantes, un 82,5% del total, la principal participante. DESCRIPCIÓN FÍSICA, GEOMORFOLÓGICA Y GEOLÓGICA El río Tajo, desde su nacimiento en la Sierra de Albarracín hasta la desembocadura en el Estuario del mar de la Paja junto a Lisboa en Portugal, discurre por el centro del Macizo Hespérico y posee una longitud de 1.092 Km. Sus principales afluentes discurren por la margen derecha como consecuencia de la suave basculación de la cuenca hacia el suroeste. Entre los más importantes se pueden destacar el Alagón, el Tiétar, el Alberche, el Guadarrama y el Jarama, notablemente jerarquizado éste último, con afluentes como el Tajuña, el Henares, el Lozoya y el Guadalix. En la Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 19 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 margen izquierda del Tajo destacan el Guadiela (en cabecera) y el Almonte y Salar en la provincia de Cáceres. En general, salvo en zonas muy localizadas, todos los afluentes se comportan como ríos ganadores o efluentes de aguas subterráneas. Como unidad geográfica está limitada al norte por el Sistema Central, al este por el Sistema Ibérico y al sur, en el sector oriental, por un área con zonas endorreicas que concentra algunos de los más singulares complejos esteparios lagunares, donde destaca Lillo y, en el sector occidental, por los Montes de Toledo. Las zonas elevadas principales que rodean la cuenca se sitúan en la Sierra de Gredos, Guadarrama, Albarracín, Serranía de Cuenca y Montes de Toledo, aunque es en los dos primeros donde se sobrepasan frecuentemente los 2.000 m de altura. En el límite oriental de la cuenca, en el Sistema Ibérico, se alcanzan en un contado número de cumbres de los montes universales los 1.800 m de altitud y en los Montes de Toledo difícilmente se superan los 1.600 m de altura en la zona de las Villuercas (C. Sáenz Ridruejo y M. Arenillas Parra, Guía física de España: 3. Los ríos). El resto de la cuenca se desarrolla sobre superficies más o menos planas, rotas en el tercio oriental por la Sierra de Altomira que se adentra hacia el sur en la cuenca del Guadiana. Cuentan con altitudes menores pero muy variables, disminuyendo rápidamente desde el extremo nordeste hasta el borde occidental, desde los 900 m de los llanos de la Alcarria, pasando por los menos de 500 m en Aranjuez y llegando a alcanzar en Navalmoral de la Mata y en Coria los 300 m y 200 m, respectivamente. Dentro de las zonas llanas pueden distinguirse dos sectores: el occidental, formado por materiales precámbricos y paleozoicos del macizo hespérico y el oriental, constituido predominantemente por materiales terciarios. En el sector oriental pueden establecerse, a su vez, dos zonas: la formada por materiales detríticos poco consolidados, que ocupa la mayor parte de la depresión tectónica del Tajo, en posición topográfica más baja que la segunda zona, formada esencialmente por materiales consolidados (calizas de los Páramos). Como clasificación geológica general de los materiales que se encuentran dentro de la Demarcación Hidrográfica del Tajo pueden distinguirse: - Materiales paleozoicos que surgen principalmente en el Sistema Central, los Montes de Toledo y en la provincia de Cáceres y son del tipo granitos, gneises, pizarras y cuarcitas. - Materiales mesozoicos ubicados de manera extensa en el extremo oriental de la cuenca, en el Sistema Ibérico y en la Sierra de Albarracín, siendo principalmente del tipo arcillas, margas, conglomerados, calizas y dolomías. - Materiales terciarios del tipo arcillas, arenas, gravas, calizas y materiales evaporíticos, que dominan la zona media de la cuenca y partes de la provincia de Cáceres de manera puntual. - Materiales pliocuaternarios que constituyen las rañas y las terrazas y aluviales de los ríos y son del tipo arcillas, limos, arenas y grava. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 20 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Fig. 5. Situación de los sistemas acuíferos en la cuenca del Tajo. Los materiales citados anteriormente pueden dividirse, según sus características hidrogeológicas, en dos grandes grupos, materiales que a escala regional son considerados impermeables y materiales permeables, bien por fisuración o karstificación, bien por porosidad intergranular. Entre los primeros se incluyen, en general, todos los materiales paleozoicos (granitos, Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 21 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 gneises, pizarras y cuarcitas) y fundamentalmente los terciarios evaporíticos, aunque estos pueden presentar localmente karstificación notable. El perfil longitudinal del río Tajo dentro del área de la cuenca correspondiente a la superficie española tiene una longitud aproximada de 865 Km desde su nacimiento hasta la frontera con Portugal, 818 Km en territorio exclusivamente español y 47 Km en tramo fronterizo, y las cotas disminuyen desde los 1.580 m hasta los 100 m de altitud en la entrada al país luso. En cuanto a la superficie acumulada a medida que avanza el curso del río, la vertiente a la cuenca aumenta considerablemente hasta los 55.645 Km2. Como se puede observar en la siguiente imagen, de forma lógica, las cotas del curso del río descienden rápidamente en el primer tramo, debido a las mayores pendientes de esta zona, situación ésta que se corresponde con la ínfima superficie acumulada en dicho área. De la misma manera, en el curso medio, las pendientes son bastante menores y el área de cuenca acumulada aumenta en exceso, como aparece representado en el caso del Jarama, la mayor subcuenca del tajo de manera notable con casi 12.000 Km2, donde la superficie acumulada se duplica. Fig. 6. Perfil del Tajo en territorio español y superficies acumuladas. (Fuente CHT). CLIMATOLOGÍA Y PLUVIOMETRÍA En la parte española, la cuenca del Tajo se encuentra caracterizada por una zona de clima mediterráneo marcadamente continental con precipitaciones escasas e irregulares, con las particularidades comarcales lógicas creadas por la altitud, la latitud y la mayor o menor distancia al océano Atlántico. En cuanto a las temperaturas el rasgo más característico es su variación estacional, con veranos secos y calurosos e inviernos fríos. La temperatura media anual se sitúa en el entorno de los 14-16 ºC en las zonas llanas, en las que se asientan los principales acuíferos de la zona. La cuenca del Tajo, en la parte española, tiene una pluviometría anual media de 660 mm, distribuyéndose de manera estacional, con máximos en primavera y otoño debido a una inestabilidad atmosférica mayor, y con una marcada distribución en función de la altitud. Durante el verano las lluvias son casi inexistentes debido al efecto del anticiclón de las Azores, que los hace ser secos y calurosos y en invierno predomina la circulación de frías masas de aire oceánico y continental, que genera períodos de intenso frío. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 22 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 La precipitación en la cuenca presenta marcados contrastes pues, mientras en el borde noroccidental se sobrepasan frecuentemente 1.000 mm/año, con máximas de hasta 1.700 mm/año (cabeceras del Tiétar, Alberche, Jerte y Arrago), en el nororiental estos valores descienden a 1.100 mm/año (cabecera del Guadarrama, Sorbe y Guadiela, situado éste en el extremo oriental de la cuenca), manteniéndose en general en las zonas llanas por debajo de 600 mm/año, con valores mínimos del orden de 400 mm/año predominantes en el sector central de la cuenca (zona de Toledo, Sur de Madrid, Oeste de la Sierra de Altomira) en su límite con la cuenca del Guadiana. Fig. 7. Pluviometría anual de la cuenca del Tajo. (Fuente CHT). Fig. 8. Evapotranspiración Potencial Media Anual. (Fuente CHT). Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 23 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 RECURSOS HÍDRICOS SUPERFICIALES Y SUBTERRÁNEOS En la cuenca del Tajo los recursos hídricos más importantes son de aguas superficiales, desde donde se abastecen las mayores demandas. La parte española de la cuenca del Tajo, corresponde en un 55% de su superficie a masa forestal. Los cultivos, tanto de secano como de regadío, constituyen alrededor del 10% de la superficie de la cuenca. En la cuenca del Tajo se presentan problemas de erosión por los cuales el agua se convierte en el agente más importante, arrancando y transportando una gran cantidad de suelo. El desarrollo de los procesos erosivos se da especialmente en las cabeceras de los ríos, al conjugarse varios factores favorables como las pendientes acusadas, precipitaciones frecuentemente de carácter torrencial y un aumento de la vulnerabilidad del suelo como resultado de la actividad humana. Tabla 3. Precipitación, evapotranspiración potencial y aportación media en las subcuencas. (Fuente CHT). ZONAS 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 Tajo alto Tajo entre Bolarque y Aranjuez Tajuña Henares Jarama Guadarrama Alberche Margen izquierdo en Tajo medio Tiétar Alagón Arrago Tajo bajo y Erjas Almonte Tajo internacional y Salor TOTAL CUENCA DEL TAJO PRECIPITACIÓN MEDIA Hm3 mm 5.084 685 1.328 477 1.449 555 2.456 593 3.178 661 915 535 2.637 642 3.580 471 4.476 1.003 4.197 952 1.002 983 4.041 679 1.634 663 3.485 634 39.465 669 ETP MEDIA 3 Hm 4.953 2.128 1.841 2.840 3.417 1.271 2.992 5.930 3.526 3.511 828 5.005 2.004 4.605 44.857 mm 667 765 706 686 711 744 728 781 790 796 812 841 813 838 761 APORT. MEDIA (Hm3) 1.200 120 156 513 998 152 801 616 2.005 1.711 437 1.533 554 1.433 12.229 SUP. (Km2) 7.417,84 2.780,93 2.607,82 4.136,13 4.801,95 1.708,81 4.108,81 7.590,41 4.459,10 4.405,72 1.019,58 5.948,73 2.463,15 5.491,87 58.940,85 Fig. 9. Conjunto de subcuencas que forman la cuenca del Tajo. (Fuente Elaboración propia). Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 24 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 La necesidad de subdividir la superficie total de la cuenca del río en diferentes subzonas hidrográficas de menor área radica en la facilidad que supone para la Administración Hidráulica correspondiente la realización de los trabajos a efectos de la planificación hidrológica y la gestión de los recursos hídricos, tanto superficiales como subterráneos, consiguiendo, de esta manera, alcanzar un manejo eficiente del agua. La delimitación de las subcuencas se perpetra siguiendo principalmente criterios hidrográficos, sin obviar las particularidades regionales que aparecen impuestas en función de los caracteres geomorfológicos de cada una de ellas. En cuanto a los recursos hídricos subterráneos se refiere, es necesario resaltar que la cuenca hidrográfica del Tajo cuenta con un amplio sistema de acuíferos que permite apoyar el déficit de agua superficial para lograr satisfacer las demandas de los diferentes usos a los que finalmente va a ser destinada. La Confederación Hidrográfica del Tajo tiene determinados los recursos subterráneos y su distribución por Unidades Hidrogeológicas, los cuales alcanzan la cifra de de 1.539 Hm3/año, valor que supone el 12,5% de los recursos hidráulicos naturales totales de la cuenca, que ascienden a la cantidad de12.230 Hm3/año. Fig. 10. Situación de los acuíferos y las Unidades Hidrogeológicas en la cuenca del Tajo. (Fuente CHT). En la Demarcación Hidrográfica del Tajo se distinguen, de manera mayoritaria, dos categorías de acuíferos, carbonatados y detríticos. Los de la primera clase se concentran, principalmente, en la cabecera de la cuenca, y participan como efluentes de recursos hídricos en su mayoría, aportando el agua suficiente en el tramo alto de la misma. Con respecto a los segundos, decir que se encuentran ubicados en la parte media y baja de la cuenca del río, y poseen una función fundamental, mantener y, en ocasiones, aumentar el caudal base de los ríos y arroyos, con lo que queda de manifiesto la inmensa importancia de los recursos subterráneos en el comportamiento hidrológico de la cuenca del río Tajo. De manera aproximada, el peso que suponen las Unidades Hidrogeológicas carbonatadas con respecto al total se puede considerar en un 46% de la superficie total, mientras que, por el contrario, las Unidades Hidrogeológicas detríticas representan el resto de la superficie, un 54% del total, con lo que, ostensiblemente, se observa la igualdad que impera en la totalidad de la superficie de cuenca en lo que a ambos tipos de acuíferos se refiere. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 25 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 USOS DEL AGUA ABASTECIMIENTO URBANO El principal uso del agua es el abastecimiento de población. El número de habitantes de la cuenca del Tajo se distribuye en 1.006 municipios a lo largo de nueve provincias, los cuales tienen la competencia de gestionar dicho servicio de suministro domiciliario, demanda anual que se estima de 1.010 hm³ aproximadamente. Para mejorar la gestión del servicio de abastecimiento, especialmente en las fases de captación y transporte hasta depósitos municipales, los municipios suelen agruparse en mancomunidades. Otra forma de suministro consiste en que el agua se transporta a un municipio a través de las redes de abastecimiento de otros, especialmente cuando las diferencias de tamaño entre ellos son importantes. La cuenca del Tajo goza de un gran desarrollo en este tipo de entidades, de tal forma que actualmente la población abastecida según estos sistemas integrados es el 95% del total de la cuenca. Su instauración ha sido llevada a cabo, en primer lugar, por la Confederación y, actualmente, por ésta y las distintas Comunidades Autónomas. Puede verificarse la gran eficiencia obtenida, ya que con sólo el 46,82% de los municipios se ha integrado el 94,95% de la población de la cuenca, a los que hay que añadir 29 municipios de fuera de la cuenca con una población de 81.918 habitantes, a los que hay que incorporar aproximadamente un millón y medio de ciudadanos del Levante español que obtienen el recurso vía la Mancomunidad de los Canales del Taibilla, a través del Trasvase Tajo-Segura. REGADÍO En España, por su situación geográfica y climática, eliminando el abastecimiento de agua a la población, que se torna esencial y está amparado por la ley como un uso prioritario frente a cualquier otro, el siguiente uso del recurso hídrico en importancia es el regadío. En la Cuenca del Tajo la superficie de regadío asciende a 230.720 has, superficie que representa el 7,1% del total de área regada en España. La mayor superficie cultivada, un 84%, corresponde a cultivos de secano y un 16% a cultivos de regadío. Dicha superficie de riego se divide en regadíos de iniciativa pública y privada, los primeros llegan a las 114.500 has y los privados representan 116.220 has, lo que supone aproximadamente el 50% del total regado destinado a cada uno de los tipos de irrigación. INDUSTRIALES La gran mayoría de la industria que se abastece de los recursos de la cuenca lo hace a través de los sistemas integrados que vienen expresados en el apartado 5.1.5.1., aunque existe una demanda industrial singular que no está conectada a esas redes urbanas y cuyo abastecimiento es necesario realizarlo a través de tomas de agua superficiales o subterráneas. La Confederación Hidrográfica del Tajo informa acerca del suministro necesario para la industria presente y que no se encuentra adherida a las redes de abastecimiento urbano, cuyo volumen total asciende a 24,24 Hm3/año. Existe también un porcentaje de agua destinada a uso industrial para refrigeración de centrales productoras de energía eléctrica, dos nucleares (Trillo y Almaraz) y una térmica (Aceca). La central nuclear José Cabrera, más conocida como Zorita, era la tercera que se ubicaba en la cuenca del Tajo y se abastecía de sus recursos, pero cesó definitivamente su operación el 20 de Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 26 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 abril de 2006, iniciándose las labores de desmantelamiento diez días después, tras su desacoplo de la red eléctrica. Tabla4. Centrales de producción eléctrica instaladas en la cuenca del Tajo. (Fuente CHT). CENTRAL Trillo Almaraz Aceca CAUDAL DERIVADO (l/s) 1.200 18.500 17.508 CAUDAL VERTIDO (l/s) 534 18.000 17.500 TRASVASE TAJO-SEGURA El trasvase se gestiona desde el Ministerio de Medio Ambiente a través de la Comisión Central de Explotación del Acueducto Tajo-Segura o, en su defecto, a través del Consejo de Ministros si a primeros de mes el volumen de agua almacenado en los embalses de Entrepeñas y Buendía no supera una determinada cantidad, según el RD 2530/1985. La regla de explotación consiste en asegurar en todo momento las demandas de los usuarios del Tajo, limitando el volumen embalsado en el Macroembalse Entrepeñas-Buendía a 240 Hm3, cantidad por debajo de la cual no podrá efectuarse ninguna transferencia de agua. El agua excedentaria podrá trasvasarse sin exceder el total anual acumulado de 650 Hm3 para las cuencas del Segura y del Guadiana. AVENIDAS Y SEQUÍAS La cuenca del Tajo, al igual que el resto de la península, es muy sensible a las sequías y también reporta históricamente grandes eventos de avenidas e inundaciones. Como lo exige la normativa del Plan Hidrológico Nacional de España, la sequía es un fenómeno que debe ser estudiado por los Organismos de Cuenca, donde la Confederación Hidrográfica del Tajo ha elaborado un Plan Especial de Sequía (PES), en el que se han caracterizado las sequías de la cuenca a nivel meteorológico e hidrológico, evaluando las series históricas mediante una selección de indicadores de sequía que se basan en la medición de niveles piezométricos en acuíferos, aportaciones fluviales en estaciones de aforo, pluviometría en estaciones representativas y medición de reservas de agua almacenada en forma de nieve, en aquellas zonas donde resulten significativas. En la parte española de la cuenca del Tajo, también existen registros a lo largo del último siglo de más de 65 eventos de avenidas e inundaciones. Con la construcción de los embalses y su efecto laminador, estos eventos se han ido reduciendo. Actualmente, la cuenca del Tajo en la parte española, cuenta con el Sistema Automático de Información Hidrológica (SAIH), operativo desde el año 2000, que consiste en la toma de datos, en tiempo real, a través de 47 puntos de medición en embalses, 51 puntos para medición de caudales fluyentes y 62 estaciones de pluviometría. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 27 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 4.2) LA CUENCA DEL GUADARRAMA El río Guadarrama es uno de los afluentes principales del Tajo. Nace en el puerto de la Fuenfría, en la Sierra de Guadarrama, de la confluencia de los ríos de la Venta y de los Puentes, presentando un trazado relativamente recto de Norte a Sur. En la actualidad, todo el sector alto de la cuenca del Guadarrama es una zona intensamente urbanizada, lo que ha llevado, como en otras áreas, a que tanto el río principal como muchos de sus afluentes estén regulados por embalses de montaña desde los que se atiende la demanda de los núcleos habitados de la zona. El principal afluente del río, por su margen derecha, es el río Aulencia, que tiene su cabecera al pie del Pico Abantos, en los alrededores de El Escorial. Interceptando su curso se encuentra la presa de Valmayor, que da lugar al embalse del mismo nombre, que además es el de mayor tamaño en la cuenca del Guadarrama. El punto más alto de la cuenca-vertiente del Guadarrama es el macizo de los Siete Picos, de 2.138 m, y el más bajo, en la desembocadura en el río Tajo, se encuentra a la cota 434 m. El desnivel resultante es, por lo tanto, de 1.704 m. La longitud del río Guadarrama, desde la cabecera hasta su desembocadura en el Tajo, en la provincia de Toledo, es de 131,8 Km, lo que equivale a una pendiente media en torno a un 1,3 % (0,013). Un gran porcentaje de la superficie de la cuenca, de unos 1.000 Km2 aproximadamente, se sitúa dentro de la Comunidad de Madrid y el resto, unos 708 Km2, pertenece a la provincia de Toledo. La cuenca del río Guadarrama se sitúa en la vertiente meridional de la Sierra de Guadarrama. La zona de estudio, que se extiende desde la cabecera del río hasta el límite provincial entre Madrid y Toledo. Se pueden distinguir dos zonas con características claramente diferenciadas: La primera de ellas, la mitad septentrional de la Cuenca está formada por materiales ígneos y metamórficos de edad hercínica, como los granitos cuya característica su baja capacidad de infiltración. Dentro de estos terrenos aparecen una serie de islotes de rocas metamórficas de alto grado, gneises glandulares, cuyas características hidrológicas son muy semejantes a las de los granitos. Los materiales cuaternarios se asocian a la red hidrográfica actual, en la que aparecen abanicos aluviales, coluviones y depósitos de ladera típicos. Los conos aluviales están compuestos fundamentalmente por arenas, limos arcillosos y limos con cantos dispersos, con buena capacidad de infiltración. En la zona de estudio se encuentran ocho terrazas, situadas entre las cotas 90 m, correspondiente a la más alta, y 8 m, a la más baja, partiendo de la cota del cauce actual. El río Aulencia, afluente principal del Guadarrama presenta, de igual manera, varios niveles de terraza entre las cotas de 50 y 8 m sobre la base del cauce. En el fondo de los cauces se pasa rápidamente a granulometría de tamaño arena, característica ésta que se mantiene a lo largo del curso desde su nacimiento hasta la desembocadura. La característica hidrológica fundamental de esta zona es la elevada permeabilidad y altos porcentajes de infiltración, potenciado por la escasez de pendientes, dando lugar a suelos profundos y bien aireados. Los materiales de esta cuenca presentan texturas ligeras formando suelos compactos y de poco espesor. Se trata de suelos pobres, con un horizonte húmico constituido predominantemente por restos vegetales poco descompuestos, que descansan directamente sobre la roca madre (granitos principalmente). El aprovechamiento de estos suelos es de bosque de coníferas, denso en las zonas altas y claro en las zonas más bajas, apareciendo mezcla de pino de repoblación con frondosas. La vegetación de ribera está compuesta por chopos, fresnos, olmos y álamos. Aparecen, de igual modo, matorrales dominados por piornales y brezales, en las zonas altas, jarales y retamales para las zonas bajas. La segunda de las zonas, la mitad meridional está constituida por los materiales detríticos de la Fosa Terciaria del Tajo, dominados por arenas, conglomerados y arcillas. Se trata de materiales muy permeables, con gran capacidad de infiltración. Al tratarse de material suelto, sin cementación de las arenas, son muy erosionables aportando gran cantidad de carga sólida al cauce. En esta zona Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 28 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 los suelos presentan grandes variaciones edáficas. Su aprovechamiento marginal es como pastizal y pradera para el pastoreo, siendo los cultivos de secano, cereales, olivares y viñedos, el uso más extendido. Los núcleos urbanos, que ocupan un porcentaje importante en algunas zonas de la cuenca, presentan una elevada escorrentía en caso de fuertes lluvias. La cuenca del río Guadarrama está considerada como un LIC (Lugar de Importancia Comunitaria). Dicho área incorpora la totalidad del curso del río Guadarrama en la Comunidad de Madrid, además de diversos Montes de Utilidad Pública, algunos de ellos pertenecientes a la cabecera fluvial del río. Igualmente añade el río Aulencia y algunas láminas de agua de cierta importancia, como son los embalses de Aulencia y de las Nieves, el Lago del Bosque o del Molino de la Hoz. Algunos de estos humedales mencionados, el propio río Aulencia y el curso medio-bajo del río Guadarrama forman parte del Parque Regional del curso medio del río Guadarrama. Figura 11. Mapa de los LICs y ZEPAs presentes en el Guadarrama La designación de la cuenca del río Guadarrama como Lugar de Importancia Comunitaria, responde a la existencia de varios hábitats prioritarios, un ecosistema protegido con objeto de contribuir a garantizar la biodiversidad, según la Directiva 92/34/CEE, como áreas de gramíneas Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 29 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 subestépicas, dehesas de encina y brezales oromediterráneos. Además son importantes las masas de coníferas serranas y robledales, así como las galerías ribereñas. Todos estos hábitats acogen diferentes especies amenazadas de vertebrados. Considerando la primera diferenciación de la cuenca del Guadarrama realizada en párrafos anteriores, se puede dividir el cauce del río Guadarrama en tres zonas distintas, que se corresponden con los tres tramos del cauce, el alto, el medio y el bajo. A continuación se describe algunas características de los distintos tramos con el objeto de facilitar la interpretación del funcionamiento y la estructura del río a su paso por ellos. CURSO ALTO En éste primer tramo, el río discurre en dirección Norte-Sur, a través de los municipios madrileños de Cercedilla, Los Molinos y Guadarrama. Pasada esta última localidad, toma rumbo hacia el Este y recoge por la margen derecha las aguas de los arroyos de Guatel I, de Guatel II y del Loco y, por la izquierda, las de los arroyos de Labajos y de Linos. Posteriormente, se dirige hacia el suroeste, rozando los extremos de los términos de San Lorenzo de El Escorial y El Escorial, camino de Collado Villalba, donde recibe al Arroyo de La Poveda. Surca canalizado el casco urbano de Villalba-Estación, el principal núcleo de población de este último municipio y la localidad más importante de todas las que atraviesa urbanamente el río. CURSO MEDIO El término municipal de Galapagar es su próximo destino, donde transcurre paralelo al ferrocarril Madrid-Ávila-Segovia hacia el embalse de Las Nieves. La función de este embalse es captar aguas que se canalizan hacia el embalse de Valmayor, formado este último por el río Aulencia. De este modo, se garantiza que Valmayor se encuentre permanentemente surtido, algo que no siempre es posible si sólo dependiera de las aguas vertidas por el Aulencia, río caracterizado por un fuerte estiaje. Aún dentro del término de Galapagar, el Guadarrama recibe al arroyo de Peregrinos, que desciende desde la sierra del Hoyo de Manzanares. Retoma entonces el sentido Norte-Sur, que no abandona prácticamente hasta su desembocadura. Discurre encajonado entre el Puerto de Galapagar, por la margen derecha, y el Monte de El Gasco, por la izquierda, en el término de Torrelodones, donde recoge las aguas de los arroyos de La Nava y de La Torre. Forma frontera entre ambos municipios y se encuentra con algunas obras de ingeniería hidráulica realizadas en el siglo XVIII, entre ellas, las ruinas de la Presa de El Gasco, proyectada en su momento como la más alta del mundo, como embalse regulador del Canal del Guadarrama, nunca concluido. Fig. 12. Presa de El Gasco. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 30 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Sobrepasado este punto, el Guadarrama salva la Falla de Torrelodones, uno de los principales obstáculos naturales a los que se enfrenta. A esta altura, el río, que ya ha descendido a una cota de 675 m, abandona la comarca de la Sierra de Guadarrama, definida geomorfológicamente por los materiales graníticos, y se adentra en terrenos arenosos, característicos de la Submeseta Sur. Cruza el término municipal de Las Rozas de Madrid, donde es retenido en el embalse del Molino de la Hoz, en la urbanización del mismo nombre. Su curso es aprovechado para marcar los límites políticos de Villanueva del Pardillo y Majadahonda; de Boadilla del Monte y Villanueva de la Cañada, de Brunete y Villaviciosa de Odón y, finalmente, de Móstoles y Villaviciosa de Odón. Al discurrir por estos municipios, su caudal se incrementa sensiblemente: el río Aulencia, el más importante de sus afluentes, vierte sus aguas a la altura de Villanueva de la Cañada, mientras que en Brunete recibe a los arroyos de La Barranca y de Cienvallejos y en Villaviciosa de Odón recoge al arroyo de Valenoso. Y su caudal sigue creciendo a su paso por el término de Móstoles. Parque Regional del Curso Medio del Guadarrama. El embalse de Valmayor está integrado en el Parque Regional del curso medio del río Guadarrama y su entorno. Está construido sobre el río Aulencia, pero también vierte sus aguas el Guadarrama a través de un canal artificial de trasvase. La Comunidad de Madrid ha protegido buena parte de las riberas del río con la creación en 1999 del Parque Regional del Curso Medio del río Guadarrama y su entorno. Éste ocupa una superficie de 22.116 hectáreas, entre el término municipal de Galapagar y el de Batres, en el límite con la provincia de Toledo, y se configura a modo de franja que discurre alrededor de 19 municipios. Está regulado por la Ley 20/1999, de 3 de mayo (B.O.C.M. 24/05/1999). Cumple una función de corredor ecológico, que intenta preservar los valores medioambientales de la zona de la presión urbanística. El Parque presenta cinco ecosistemas principales: los sotos y riberas, los encinares, los matorrales y pastizales, las repoblaciones de pinos y los cultivos de secano. En él habitan algunas especies avícolas en peligro de extinción, como el águila imperial ibérica, además de una relevante fauna anfibia y reptil. Entre los mamíferos, destacan el jabalí, la gineta y el zorro. Dentro de este Parque Regional se integran parajes de gran valor medioambiental y paisajístico, como el embalse de Valmayor, el monte de El Gasco, el encinar de Villanueva de la Cañada, donde confluyen los ríos Guadarrama y Aulencia, a los pies del castillo de Aulencia, y el monte de Batres. CURSO BAJO El río se adentra en la provincia de Toledo por la comarca natural de La Sagra. En Carranque recibe las aguas de los arroyos de San Blas del Carcavón y de Overa. Después forma frontera entre los términos municipales de Carranque y Casarrubios del Monte, en donde le tributa el arroyo de La Cabeza. En El Viso de San Juan, se le unen los arroyos de Blasco Gómez, de El Batán y de Las Pozas. Los arroyos de El Berral, de Las Chorreras y de La Pajarilla vierten sus aguas a la altura de Palomeque. En Chozas de Canales hacen lo propio los arroyos de Rocanales, de Los Guirolos, de La Oliva, de Los Membrillos, de El Vaquerizo, de El Riachuelo, de Barguitas y de Chirinos; y en Lominchar confluye el arroyo de Arancán. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 31 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Sirve de límite natural entre Chozas de Canales y Recas, donde le aporta sus aguas el arroyo de El Soto, para cruzar después por terrenos de Yunclillos, donde convergen los arroyos de La Fuente y de Las Calderuelas. En el término municipal de Bargas, se encuentra con los arroyos de Vallehermoso, de Camarenilla, de La Dehesilla, de El Almendral, de La Fuente del Plato, de Alcalvín, de La Loba y de Serranos. Hace frontera entre Bargas y Villamiel de Toledo y aquí se le une el arroyo de Renales. Sigue discurriendo por el término de Bargas y luego abandona su territorio para atravesar Rielves, donde confluye el arroyo de Rielves. Se adentra en tierras de Albarreal de Tajo y, finalmente, delimita este término y el de Toledo, en el que desemboca en el río Tajo. Figura 13. Mapa de zonificación de la Cuenca del Guadarrama contemplado en el estudio Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 32 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 5) EVALUACIÓN PRELIMINAR DEL RIESGO DE INUNDACIÓN DE LA COMUNIDAD AUTÓNOMA DE MADRID 5.1) FASE DE RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN BÁSICA En una primera fase del desarrollo de la Evaluación preliminar de riesgo de inundación (E.P.R.I a partir de ahora) se trata de recopilar toda la información disponible y relevante para el estudio del fenómeno de la inundación en un determinado territorio. Se ha decidido dividir en distintas categorías esta información para facilitar el análisis de la misma requerido en fases posteriores. Así tenemos las siguientes categorías que serán descritas de forma pormenorizada en los siguientes párrafos: - Topografía y Red Hidrográfica Básica Geomorfología característica del territorio Información Histórica relativa a fenómenos de Inundación acontecidos Usos del Suelo en el territorio actualmente Infraestructuras Hidráulicas de protección frente al fenómeno de avenidas Estudios de Riesgo y Peligrosidad realizados con anterioridad a este estudio Influencia del fenómeno del Cambio Climático TOPOGRAFÍA Y RED HIDROGRÁFICA BÁSICA El territorio de la Comunidad de Madrid ocupa un área total de 8024 Km2 dividido en 9 comarcas según el estudio de la Dirección General de Turismo Autonómica. Estas son el Área metropolitana de la ciudad de Madrid, la Sierra Norte, la Sierra Oeste, la Comarca de Las Vegas, la Cuenca del Guadarrama, la Cuenca Alta del Manzanares, la Cuenca del Medio Jarama, la Cuenca del Henares y la Comarca Sur. Es importante tener en cuenta que esta división no tiene carácter ni potestad administrativa más allá de la división del territorio ocupado por parcelas agrícolas. De esta forma la entidad municipal pasa a ser la principal autoridad en el territorio de Madrid a parte del propio órgano autonómico. En la siguiente figura quedan representados el territorio y la división administrativa municipal de la Comunidad Autónoma de Madrid (CAM a partir de ahora): Figura 14. Territorio de la Comunidad de Madrid con un total de 258 Municipios. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 33 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 El territorio de la CAM se encuentra incluido en el área de la Demarcación Hidrográfica del Tajo, y tiene entre sus fronteras importantes afluentes del río principal que da su nombre a la demarcación. Los 8024 km2 del territorio de la región de Madrid están íntegramente incluidos en la Demarcación Hidrográfica lo que supone aproximadamente un 10% del área total de la misma. En la siguiente figura se presenta un mapa de la Red hidrográfica Básica, con la división en áreas hidrográficas incluidas en el territorio de la CAM, que se ha adoptado en éste estudio para facilitar el análisis de la red. Es importante destacar en este punto que a excepción de la zona (A) y la (B) el resto no pueden considerarse unidades de gestión, ya que tienen una extensión mayor a la considerada en este punto. El mapa es el siguiente: Figura 15. Red Hidrográfica Básica con los cauces principales de la CAM. GEOMORFOLOGÍA CARACTERÍSTICA DEL TERRITORIO El territorio de la CAM puede dividirse a grandes rasgos en dos grandes zonas diferenciadas cuyo conjunto de características geomorfológicas ayudan a entender el funcionamiento territorial, incluyendo la distribución de los núcleos de población, la distribución de las áreas industriales, las fuentes de agua de abastecimiento del territorio...etc. Todas estas características funcionales del territorio se tratarán más en profundidad en puntos posteriores relativos a la utilización del suelo, pero es importante destacar en este momento cuán importante es la distribución de la geología y su consecuente influencia sobre la manera en que se articula el territorio. De esta forma podemos distinguir una primera zona, que recorre de Oeste a Este en sentido Norte el área de la CAM, y se denomina como la Sierra de Guadarrama. Esta cadena montañosa forma parte del Sistema Central que divide la Meseta en dos mitades diferenciadas. De esta manera, la CAM es el límite divisorio entre la zona Sur de la Meseta y la Norte. Ambas difieren en gran medida en sus características, especialmente en lo relativo a la climatología y el régimen de precipitaciones. Estas marcadas diferenciadas entre las caras Sur y Norte de la Sierra de Guadarrama son también un elemento a considerar en los usos que en estos terrenos se desarrollan. Al Sur de la Sierra de Guadarrama encontramos la segunda gran zona del territorio de la CAM es la rampa sedimentaria que se extiende desde las faldas de Guadarrama hasta alcanzar el Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 34 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 límite Sur con las del Tajo y el Jarama. Esta es la zona de mayor extensión y en la que se sitúan la mayoría de los núcleos de población y actividad humana de la región. En la siguiente figura queda recogido el mapa geológico relativo al territorio de la CAM en el que pueden distinguirse las zonas anteriormente mencionadas a través de las diferencias en los materiales que las forma: Figura 16. Mapa Geológico de la CAM en la que se distinguen las dos grandes zonas en las que puede dividirse el territorio en función de su geología (IGME) Cómo podemos apreciar en el mapa anterior, en la primera de las zonas (Sierra de Guadarrama) aparecen materiales originarios de los procesos orogénicos de tipo Alpino acontecidos en la parte central de la Meseta. De forma característica encontramos litología variada, representada principalmente por rocas de tipo granitoide y metamórfico aunque podemos encontrar formaciones calcáreas aisladas en determinadas zonas que surgen del afloramiento de materiales típicos de la cordillera Ibérica con la cual limita el sistema por el Nordeste. Esta orogenia alpina dio lugar a elevaciones que con el paso del tiempo fueron redondeando sus cumbres para dar las formas suaves que caracterizan el sistema montañoso de Guadarrama. En la segunda zona encontramos principalmente materiales detríticos provenientes de la descomposición de los materiales formadores de la Sierra de Guadarrama. Estos sedimentos terciarios neógenos tienen cierta variabilidad ya que a pesar de que predominan en ellos materiales silíceos en forma de rocas Arcósicas, también encontramos materiales yesíferos y arcillosos en la margen Sudeste del territorio. En esta segunda zona encontramos también una franja de materiales sedimentarios aluviales asociados a los cauces y franjas laterales adyacentes a los mismos cuya variabilidad litológica es característica. Las corrientes fluviales parten en su totalidad, a excepción del Tajo, de la zona de la Sierra de Guadarrama y discurren predominantemente de Norte a Sur en favor de la pendiente descendente hacía las zonas más bajas del territorio. Como se mencionaba en líneas anteriores la geología sirve para dividir a grandes rasgos el territorio de la CAM, e influirá de forma importante en el funcionamiento territorial. Sin embargo, para la temática de la que se ocupa este estudio es importante realizar un análisis del Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 35 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 funcionamiento hidrogeológico del territorio pues será éste, entre otras variables, el punto de partida para el establecimiento de zonas de potencial riesgo de inundación. De esta forma se ha decidido mediante el estudio de la cartografía digital correspondiente la división del territorio en función de su funcionamiento hidrogeológico en las siguientes zonas tal y como quedan recogidas en la siguiente figura: Figura 17. Mapa Hidrogeológico de la C.A.M. con la zonificación propuesta en este estudio a partir de la información de la cartografía del IGME. A continuación se va a realizar una breve descripción de cada una de las zonas en las que se divide el territorio. La codificación aplicada en el mapa contenido en este estudio se basa en tres variables que son una letra identificativa, una litología descriptiva de cada zona y una descripción del funcionamiento hidrogeológico. (A) Zona de Mica-Esquistos, Filitas, Pizarras, Cuarcitas y Gneises generados por metamorfismo. Formaciones generalmente impermeables o de muy baja permeabilidad que pueden albergar acuíferos superficiales por alteración o fisuración de poca extensión y de baja permeabilidad. (B) Zona de Granitos y Granitoides característicos de la orogenia Alpina del Sistema Central. Formaciones generalmente impermeables o de muy baja permeabilidad que pueden albergar acuíferos superficiales por alteración o fisuración de poca extensión y de baja permeabilidad. (C) Zonas de Calizas y Dolomías aisladas. Son acuíferos de muy alta permeabilidad característica de gran extensión y producción. (D) Zonas de Gravas, Arenas, Limos, Depósitos Aluviales y Terrazas Fluviales asociados a cauces. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 36 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Son acuíferos de muy alta permeabilidad característica de gran extensión y producción. (E) Zonas de Arcillas Arcósicas, Arenas y Areniscas poco cementadas derivadas de la disgregación de materiales serranos. Acuíferos extensos discontinuos y locales de permeabilidad y producción moderada. (F) Zonas de Calizas, Margocalizas con materialesdetríticos intercalados entre las formaciones calcáreas. Acuíferos extensos discontinuos y locales de permeabilidad y producción moderada. (G) Zonas de Margas, Calizas y Arcillas con alternancia de Yesos y Conglomerados sedimentarios. Formaciones extensas de muy baja permeabilidad o nula característica acuífera. (H) Zonas de Margas de origen Continentales o Marino con yesos masivos intercalados. Formaciones extensas de muy baja permeabilidad o nula característica acuífera. INFORMACIÓN HISTÓRICA RELATIVA A FENÓMENOS DE INUNDACIONES Para consultar la información sobre inundaciones históricas se ha utilizado el Catálogo Nacional de Inundaciones Históricas elaborado por la Comisión Técnica de Emergencia por Inundaciones (CTEI), así como aquella información encontrada en artículos de periódico y demás publicaciones oficiales, para conocer las inundaciones ocurridas en la Comunidad de Madrid desde el año 1604 hasta la actualidad. La tabla generada con toda la información histórica se recoge en una tabla en el Anexo. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 37 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 USOS DEL SUELO EN EL TERRITORIO ACTUALMENTE Tras un análisis de forma general sobre los usos del suelo en la Comunidad de Madrid, se obtiene un mapa de la comunidad con los diferentes usos del suelo que se encuentran en la misma. Fig. 18 Mapa de usos del suelo de la CAM De forma general y teniendo en cuenta la cantidad de veces que aparece un determinado uso de suelo en el territorio de la región se obtiene el siguiente gráfico, donde se representan usos más presentes, así como los más significativos a la hora de hacer un análisis frente al riesgo de inundación. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 38 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Figura 19. Diagrama de los principales usos del suelo de la Comunidad de Madrid Tal y como muestra la figura, los cuatro usos que más se repiten son: material boscoso de transición, vegetación esclerófila, pastizales naturales y tejido urbano discontinuo. Este último es el que más riesgos podría provocar en caso de producirse una inundación. Además del análisis general de la distribución de estos usos en el territorio, es necesario el estudio pormenorizado de cómo se distribuyen éstos a lo largo de las zonas de cauce principales del territorio. Esto queda justificado por el hecho de que las de cauce y las de los alrededores son aquellas con mayor probabilidad de inundación, con lo que es necesario estudiar el funcionamiento de las mismas. Como se mencionó en puntos anteriores en este estudio se ha decidido adoptar la siguiente zonificación para facilitar el estudio regional: (A) Área Hidrográfica del Río Manzanares y el Río Jarama; con los cauces del Jarama, el Manzanares, el Butarque y el Lozoya. (B) Área Hidrográfica del Río Guadarrama; que tiene entre sus cauces al Guadarrama y al Aulencia. (C) Área Hidrográfica del Río Alberche, cuyo cauce principal es el propio Alberche (D) Área Hidrográfica del Río Henares, cuyo cauce principal el propio Henares. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 39 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 (E) Área Hidrográfica del Río Tajuña, cuyo cauce principal es el propio Tajuña. (F) Área Hidrográfica del Río Tajo, cuyo cauce principal es el propio Tajo, en el territorio comprendido en los límites de la CAM A continuación se va a hacer un análisis detallado de cada cauce incluido en las distintas zonas para completar el estudio relativo a los usos del suelo que se incluye en este punto: (A) Área Hidrográfica del Río Manzanares y el Río Jarama Río Jarama: consta de terrenos regados permanentemente que se repiten a lo largo de todo el cauce, hay bastantes pastizales naturales así como matorral boscoso de transición, así como algo de vegetación esclerófila, que son algunos de los principales usos encontrados en el gráfico anterior. Además hay bastantes viñedos, algo de extracción minera, alguna pequeña zona de tejido urbano discontinuo, en la zona más norte de la comunidad y también en esa zona aparecen bosques de frondosas a lo largo de gran parte del cauce. Río Lozoya: principalmente se encuentra material boscoso de transición y pastizales naturales, en menor medida se encuentran bosques de frondosas y bosques de coníferas y algo de vegetación esclerófila y también se encuentra algún punto de tejido urbano continuo justo en una parte de zona inundable del cauce. Río Manzanares: en la parte de su separación del Jarama, el cauce del Manzanares se encuentra rodeado principalmente de terrenos regados permanentemente y parte de viñedos. Más adelante hay una gran cantidad de polígonos de terreno urbano continuo y discontinuo a lo largo del cauce, así como algo de instalaciones deportivas y recreativas en las zonas delimitadas como inundables, ya que este rio atraviesa la ciudad. Esto podría suponer un gran riesgo en caso de inundación, pero se han observado los estudios realizados para el Manzanares, y debido a sus canalizaciones y otras obras de protección y regulación (presa del Pardo y Santillana), aunque pasa por la ciudad no supone un riesgo relevante. Otros usos que se encuentran en el cauce a lo largo del río Manzanares son pastizales naturales y matorral boscoso de transición, principalmente en la zona de la sierra de Guadarrama. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 40 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Butarque: El cauce de este río tiene una delimitación de zona inundable muy estrecha, podría corresponderse casi con el propio cauce del río, aunque las capas que se superponen en ArcGis concuerdan exactamente. Aunque este río es bastante pequeño y podría no ser demasiado relevante, los usos del suelo del mismo son bastante variados. De hecho, a pesar de lo poco relevante que podría ser el río y de la estrecha zona inundable estudiada en este tramo, hay una gran extensión de tejido urbano continuo y discontinuo, que sí sería algo a tener en cuenta de cara a que son los usos del suelo que podrían presentar mayor riesgo debido a su exposición, a pesar de que la avenida fuera pequeña. Además otros usos que se repiten bastante son los viñedos y también tramos puntuales de redes viarias, ferroviarias y terrenos asociados junto con alguna zona industrial comercial, que también son usos de suelo a tener en cuenta por los daños que podría producir una avenida en este río. (B) Área Hidrográfica del Río Guadarrama Río Guadarrama: se encuentran bastantes bosques de frondosas a lo largo del cauce, también hay vegetación esclerófila, una pequeña zona de viñedos y terrenos regados permanentemente. A lo largo del cauce se encuentran también pastizales naturales, matorral boscoso de transición, bosques de coníferas, sistemas agroforestales, así como una pequeña parte de prados y praderas, mosaicos de cultivo y una zona de extracción minera. Uno de los usos que destaca a lo largo del Guadarrama es el de tejido urbano discontinuo, hay también parte de tejido urbano continuo pero mucho menor en comparación con el discontinuo, lo preocupante es que algunas de estas zonas urbanas están completamente metidas dentro de la delimitación de zona inundable. También se pueden observar algunas zonas de instalaciones deportivas y recreativas y un tramo pequeño de redes viarias, ferroviarias y terrenos asociados que Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 41 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 según se ve en el mapa da la sensación de cruzar el cauce del río, por lo que se considera dentro de la zona delimitada como inundable pero probablemente este cruce sea con un puente, o una estructura elevada de forma que una inundación real, a no ser que fuera desmedida, no afectaría dichas instalaciones. Aún así se hace mención, ya que estos últimos usos comentados son los que se tendrán más en cuenta dado que aumenta el riesgo de exposición de personas ante una catástrofe por inundación. 1 SUR NORTE Río Aulencia: se encuentran bosques de frondosas en una de las márgenes del río a lo largo de un tramo bastante largo, también consta de sistemas agroforestales, bastante matorral boscoso de transición, algunos viñedos y pastizales naturales. Además se observa una pequeña zona de tejido urbano discontinuo, pero aunque es pequeña la zona, la particularidad que tiene es que es casi toda considerada como zona inundable. (C) Área Hidrográfica del Río Alberche Río Alberche: principalmente se encuentran bosques de frondosas, alguna pequeña zona de extracción minera, terrenos principalmente agrícolas con importantes espacios de vegetación. (D) Área Hidrográfica del Río Henares Henares: se encuentran terrenos regados permanentemente a lo largo de gran parte del cauce junto con vegetación esclerófila, así como ciertas parcelas de viñedos y una pequeña parte de tejido urbano discontinuo junto con otra muy pequeña zona industrial comercial. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 42 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 (E) Área Hidrográfica del Río Tajuña Tajuña: las zonas delimitadas como inundables a lo largo del Tajuña aparecen en su totalidad, exceptuando quizá alguna mínima parcela, sobre terrenos regados permanentemente. (F) Área Hidrográfica del Río Tajo Tajo: casi a lo largo de todo el cauce se encuentran terrenos regados permanentemente, bastantes viñedos y una pequeña zona de asentamiento urbano discontinuo, pero no es relevante. INFRAESTRUCTURAS HIDRAULICAS DE PROTECCIÓN FRENTE AL FENÓMENO DE AVENIDAS La Comunidad de Madrid supone el principal hándicap en lo que a la gestión de recursos de la cuenca del Tajo se refiere. Cuenta con una población año tras año más numerosa, alcanzando en la actualidad un número de habitantes aproximadamente de 6 millones y medio, la totalidad de los cuales se abastecen de las aguas de la Demarcación Hidrográfica del Tajo. La razón fundamental se debe a que el 99,8% del territorio perteneciente a la Comunidad de Madrid se encuentra inmerso en dicha cuenca. Para ofrecer una solución eficaz y eficiente, desde la segunda mitad del siglo XIX, se han ido construyendo embalses en las cabeceras de los ríos de la Comunidad, un sistema hidráulico novedoso que almacenaba los recursos que escurrían desde la serranía a lo largo de los ríos madrileños (Lozoya, Jarama, Guadalix, Manzanares, Guadarrama, Aulencia y Alberche) y conducida a través de un innovador y complejo sistema de canalización y transporte hacia las distintas aglomeraciones urbanas de la región. Esta obra de ingeniería resultaría brillante y audaz, con lo que se ha continuado con dicho procedimiento hasta agotar las posibilidades en materia de construcción de presas, topográfica y medioambientalmente hablando. Es debido a ello que se ha hecho necesario apoyar la gestión del recurso agua mediante aguas subterráneas. Pero la construcción de presas para almacenar agua no es el único fin para el que se ejecutan dichas infraestructuras. El hecho de que intercepten el curso de un río supone una barrera para el paso del agua que tiene efectos inmediatos en la regulación y en la mitigación de las inundaciones, tanto en la fuerza como en la extensión de las mismas. Su funcionamiento consiste en almacenar los grandes volúmenes que se generan y en amortiguar y modificar la propagación de las ondas, reduciendo los caudales de punta vertidos a través del aliviadero de la construcción. En la Comunidad de Madrid los embalses no tienen un objetivo exclusivo a solucionar, sino que se busca una compartición equitativa de funciones, por un lado almacenar los recursos para abastecer a los casi 6 millones y medio de habitantes de la Comunidad, amén de apoyar la importante actividad industrial presente y las campañas de regadío a lo largo de la región y, por otro, mitigar el efecto e impacto que puedan causar las inundaciones durante la estación de avenidas, objetivo éste último que suele ser beneficioso si se proyectan de forma adecuada y se explotan correctamente, aunque hay que señalar que el beneficio depende de la relación entre el volumen de embalse dedicado a la laminación y el volumen de la avenida. Un hecho que demuestra que la regulación de los recursos de la cuenca del Tajo ha ido en beneficio de la atenuación de avenidas e inundaciones es el caso de Aranjuez. Tradicionalmente el Sitio Real de Aranjuez sufría constantes problemas causados por las inundaciones (58 casos en los últimos 500 años), debido a que en dicho Término Municipal se situaba en la confluencia de los ríos más importantes de la Demarcación Hidrográfica, el Jarama, en su desembocadura, y el propio río Tajo, que causaban innumerables e irreparables daños dentro del casco urbano, en las zonas de cultivo próximas y en los edificios del importante patrimonio de la urbe. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 43 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Aunque es el caso más significativo dentro de la Comunidad madrileña, no es el único. Según la Confederación Hidrográfica del Tajo, aparte de Aranjuez, otros puntos importantes que han sufrido grandes períodos de inundaciones son, por número de avenidas e importancia de las mismas, Alcalá de Henares, con 10 casos cuantificados de efectos catastróficos en la ciudad y sus campos de cultivo, afecciones a las vías de comunicación y al suministro eléctrico e incluso con víctimas mortales en alguna ocasión, y Madrid y Paracuellos del Jarama, con 6 episodios cada una. La Villa de Madrid, motivado por las fuertes variaciones del caudal del Manzanares, se ha visto afectada por inundaciones que han tenido significativas repercusiones sobre calles, edificios, infraestructuras y vías de comunicación y tendido eléctrico, con pérdida de vidas humanas en alguna ocasión. Estos dañinos y trágicos sucesos se han reducido considerablemente debido, en gran medida, a la construcción de las presas de regulación situadas en la cabecera de los ríos de la Autonomía, a lo que hay que añadir el encauzamiento de los ríos a su paso por algunas localidades, como es el caso de la capital de España, que ha conseguido eliminar el problema y el peligro de inundaciones de manera casi total. De igual forma, Aranjuez, que era el caso más perjudicial, ha disminuido drásticamente los eventos de avenidas por la ejecución de los embalses de Entrepeñas y Buendía, construidos en 1956 y 1957 respectivamente, gracias al efecto regulador y laminador de los mismos, aumentando considerablemente el período de recurrencia de las inundaciones. Tabla 5. Embalses del sistema hidrológico del Canal de Isabel II. (Fuente CHT, CYII). DENOMINACIÓN RÍO AÑO ALTURA (m) LONGITUD (m) CAPACIDAD (Hm3) SUPERF. (Ha) El Villar Lozoya 1879 50 107 22,4 136 Puentes Viejas Lozoya 1939 66 324 53,0 292 Picadas Alberche 1952 59 145 15,0 92 San Juan Alberche 1955 78 250 148,3 650 Riosequillo Lozoya 1956 56 1.060 50,0 326 Pinilla Lozoya 1967 33 294 38,1 446 El Vellón Guadalix 1968 52 218 40,9 396 La Jarosa Guatel II 1969 54 213 7,2 61 Navacerrada Navacerrada 1969 47 516 11,0 93 El Pardo Manzanares 1970 35 750 45,0 550 Santillana Manzanares 1971 40 1.350 91,2 1.044 El Atazar Lozoya 1972 134 484 425,0 1.069 Valmayor Aulencia 1976 60 1.215 124,4 755 Morales Morales 1988 28 201 2,3 32 1.153,9 6.324 TOTAL El transporte del recurso desde los grandes embalses de cabecera hasta su destino final se establece a través de las grandes conducciones de agua. El Canal de Isabel II cuenta con una densa red de tuberías que se constituye mediante trasvases, canales, arterias y uniones, intercomunicando Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 44 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 las distintas cuencas que existen en la Región de Madrid. Las mencionadas infraestructuras de distribución de agua permiten la gestión eficiente del recurso, permitiendo, si se torna procedente, la transferencia de recursos entre dichas subcuencas, con el objetivo de tratar de reducir al mínimo el riesgo de inundaciones provocadas por los períodos de avenidas. Una posible solución sería disminuir el volumen almacenado en los embalses más saturados, en pos de contar con un e spacio mayor de resguardo para amortiguar los posibles efectos nocivos de los episodios de inundación. La red de conducción comenzó a construirse en 1858, cuando entra en servicio el Canal Bajo, de 58 Km de longitud. Actualmente el Canal de Isabel II cuenta con 22 grandes conducciones, que llevan el agua bruta desde los embalses hasta las plantas de tratamiento y los depósitos reguladores. Se trata de conducciones con gran capacidad de transporte de agua y, en algunos casos, de gran longitud, con una extensión de 532 Km. De estas grandes conducciones destaca la arteria principal del Sistema Hidrológico, formada por los canales Bajo, Alto y Atazar, con un recorrido aproximado de 65 Km, que conectan los embalses del río Lozoya con los depósitos reguladores y estaciones de elevación de Madrid. Tabla 6. Grandes conducciones en el Sistema Hidrológico del Canal de Isabel II. (Fuente CYII). PUESTA EN SERVICIO LONG. (Km) CAPAC. (m3/s) ORIGEN FINAL Canal Bajo 1858 58,1 4,0 Dep. inferior 3er dep. Filipinas Canal de La Parra 1904 23,7 3,0 Azud de La Parra Canal Bajo Canal de Guadalix 1906 3,7 4,0 Azud del Mesto Canal Bajo Canal de Santillana 1912 36,0 4,5 Presa Manzanares Dep. de El Olivar Canal del Villar 1912 16,7 8,0 Presa de El Villar Dep. superior Canal Alto 1940 56,0 6,0 Dep. superior 4º dep. Pza. Castilla Canal del Este 1945 13,7 3,2 Nudo de El Olivar 6º dep. Vallecas Canal del Jarama 1960 34,4 8,0 Presa del Vado Dep. superior Canal del Atazar 1966-1970 65,4 16,0 Presa de El Atazar 4º dep. Pza. Castilla Canal de Picadas 1967 49,2 3,8 Elevadora de Picadas Nudo Majadahonda Canal del Oeste 1968 30,7 3,0 9º dep. El Goloso 11º dep. Retamares Canal del Vellón 1968 6,7 8,0 Presa de El Vellón Canal de El Atazar Trasvase NavalmedioNavacerrada 1969 4,5 5,8 Presa de Navalmedio Embalse Navacerrada Canal del Sorbe 1971 9,3 8,0 Azud Pozo de los Ramos Canal del El Jarama Canal de Valmayor 1976 17,4 6,0 Presa de Valmayor Nudo de Majadahonda Trasvase de las Nieves 1976 5,1 30,0 Azud de Las Nieves Embalse de Valmayor Trasvase La Aceña-La Jarosa 1991 10,2 10,0 Presa de La Aceña Embalse de La Jarosa Trasvase San Juan-Valmayor 1993 35,0 6,0 Presa de San Juan Embalse de Valmayor DENOMINACIÓN Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 45 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 ESTUDIOS DE RIESGO Y PELIGROSIDAD REALIZADOS CON ANTERIORIDAD A ESTE ESTUDIO El objetivo de la Evaluación Preliminar del Riesgo es determinar las áreas con riesgo de inundación de la Comunidad de Madrid, por lo que es necesario considerar estudios previos en la zona. Empezando por lo más básico se ha tenido en cuenta “El plan de actuación en caso de inundaciones en la Comunidad de Madrid”, aprobado el día 25 de abril de 1997 por la Comisión de Protección Civil de la Comunidad de Madrid, en el que se encuentra una descripción del tipo de riesgo. En la Comunidad de Madrid pueden distinguirse básicamente tres tipos posibles de inundaciones, que darían lugar a otros tantos mecanismos de inundación. El primer tipo de inundaciones consiste en la subida del nivel de agua en los cauces que trae consigo la inundación de la llanura y las terrazas bajas de los ríos. Ello se produce normalmente tras periodos largos de lluvias intensas y/o deshielo de forma que los embalses tienen un porcentaje elevado de agua embalsada, por lo que se hace necesario liberar agua, con unos caudales superiores a lo habitual que provocan la inundación. Este tipo de inundaciones se desarrolla de forma relativamente lenta, ya que los embalses laminan la avenida de forma que su onda no sea muy intensa a lo que hay que añadir la respuesta hidrológica lenta de los cauces de nuestra Comunidad. Estas inundaciones provocan normalmente graves pérdidas económicas debido a la invasión, por el hombre, del dominio público hidráulico. Un segundo tipo de inundaciones son aquellas relacionadas con problemas de drenaje natural producidas por lluvias torrenciales en corto espacio de tiempo o deshielos intensos. Las aguas se acumulan muy rápidamente en zonas deprimidas, encharcándolas. Si ello se produce dentro de cascos urbanos da lugar a numerosos problemas, puesto que las redes de saneamiento no son capaces de admitir el caudal que reciben. El tercer tipo posible de inundaciones serían aquellas provocadas por rotura de presas, que como se han mencionado es muy improbable pero no imposible. Este tipo de inundaciones serían catastróficas, ya que generarían una onda de avenida de características difíciles de controlar en función del tipo de rotura y presa, pero que en la mayoría de los casos sería enormemente catastrófica. Además se lleva a cabo la identificación y clasificación de las áreas inundables del territorio de la Comunidad de Madrid, de acuerdo con los criterios siguientes: a) Zonas de inundación frecuente: zonas inundables para avenidas de período de retorno de cincuenta años. b) Zonas de inundación ocasional: zonas inundables para avenidas de período de retorno entre cincuenta y cien años. c) Zonas de inundación excepcional: zonas inundaciones para avenidas de período de retorno entre cien y quinientos años. En este proyecto se estudia la Propuesta del Plan Hidrológico de la Cuenca del Tajo de Diciembre de 1995 donde se tratan los fenómenos de avenidas y sequías, analizando dentro del apartado de avenidas por una parte los caudales máximos de avenidas para distintos periodos de retorno (50, 100 y 500 años), y por otra las zonas potencialmente inundables. En este último punto se detectan las zonas de la Cuenca del Tajo con riesgo potencial de sufrir inundaciones, teniendo en cuenta tres posibles fuentes: - Tramos de los que se tiene referencia de sus inundaciones históricas Inventario de puntos conflictivos Tramos situados aguas debajo de los embalses en explotación En función de estas fuentes se establece una clasificación de zonas potencialmente inundables: Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 46 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 1) Zonas de máxima prioridad 2) Zonas de rango intermedio 3) Zonas de menor rango En la cuenca del Tajo se han detectado e identificado 88 subcuencas, ninguna de ellas se clasifica como zona de máxima prioridad, catorce lo hacen como zona de riesgo intermedio y sesenta y cuatro como menor rango. Teniendo en cuenta los límites geográficos de la Comunidad de Madrid, se sitúan en ellos 30 zonas, de las que 26 son de menor riesgo y tan sólo 4 de riesgo intermedio. Estas zonas son las siguientes: Zonas de Riesgo Intermedio: - Río Jarama, desde el Pueblo de Paracuellos hasta su confluencia con el Río Henares. Río Jarama, entre la confluencia de los Ríos Henares y Tajuña. A lo largo del Río Henares entre los pueblos de Humanes (de Guadalajara) y Alcalá de Henares. Cuenca baja del Río Manzanares, hasta su desembocadura en el Río Jarama, afluente por la derecha del Río Tajo. Zonas de riesgo menor: - Desde aguas arriba de Aranjuez hasta la embocadura del río Algodor. Río Jarama en el tramo comprendido entre el embalse de Vado y la confluencia del Lozoya. Río Jarama comprendido entre su confluencia con el Río Lozoya y la de Guadalix. A lo largo del Río Ta juña entre el pueblo de Orusco y su confluencia con el Jarama. Cuenca Baja del Río Henares, desde Alcalá de henares hasta su desembocadura en el Río Jarama. Curso Alto del Río Lozoya en el tramo comprendido entre el Paular y la cola del Embalse de Pinilla. Zona del Río Lozoya, comprendida entre el Embalse de Pinilla y la cala del Embalse de Riosequillo en el propio Río Lozoya. Desde el Embalse de Riosequillo en el Río Lozoya hasta el Embalse de Puentes Viejas en el mismo Río Lozoya. Cuenca del Río Lozoya, comprendida, desde el Embalse de Puentes Viejas hasta la cola del Embalse del Villar. Se extiende entre el Embalse de Villar y la cola del Embalse del Atazar. La cuenca del Río Lozoya comprendida, desde el Embalse de El Atazar hasta su confluencia con el Río Jarama. Zona del Río Canencia que es un afluente por la margen derecha del Río Lozoya. Cuenca del Arroyo Gargüera hasta su desembocadura en el Río Guadalix, en el embalse de El Vellón. Desde el Embalse de El Vellón, en el Río Guadalix hasta su desembocadura en el Río Jarama. Zona del Río Navacerrada, comprendida entre el Embalse de El Pardo y su cruce de carretera radial N-VI en Madrid. Las dos márgenes del Río Manzanares a su paso por Madrid, desde su cruce con la autopista A-6 hasta San Cristobal de los Ángeles. Zona del Río Guadarrama, comprendida entre los Embalses de Navalmedio y Molino de la Hoz. Desde el Embalse de Molino de la Hoz, en el Río Guadarrama hasta la desembocadura del Arroyo de la Vega. Río Guadarrama, entre el Arroyo de la Vega y su desembocadura en el Río Tajo. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 47 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 - Desde el Embalse de la Jarosa, en el Arroyo Guatel hasta su desembocadura en el Río Guadarrama. Zona del Río Aulencia, comprendida entre el Embalse de Valmayor y su desembocadura en el Río Guadarrama. Zona del Río Alberche, comprendida entre el Embalse de San Juan y el Picadas. Desde el Embalse de Picadas, en el Río Alberche hasta aguas arriba del pueblo de Escalona. Cuenca del Río Perales, comprendida desde el Embalse del Cerro de Alarcón hasta su confluencia con el Río Alberche. Además de la clasificación desarrollada anteriormente se tiene en cuenta uno de los estudios más completos que se ha podido consultar es el desarrollado por la Dirección General de Urbanismo y Planificación Regional de la Conserjería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio de la Comunidad de Madrid, “Las Zonas Inundables de la Comunidad de Madrid” En dicho estudio, el primer paso es definir el periodo de retorno para y en consecuencia determinar el caudal para ese periodo de retorno. La elección del periodo de retorno a considerar por las administraciones como de riesgo de inundación es un tema complejo, pero según lo aquí explicado el periodo de retorno utilizado habitualmente en la delimitación de áreas con riesgo de inundación es normalmente de 100 a 500 años. Es importante destacar que el riesgo de inundación de un área puede ser modificado simplemente por la variación de la cota. En este caso se trabajó para periodos de retorno de 5, 100 y 500 años. Lógicamente el estudio se centró en los cauces con la suficiente entidad como para que en régimen alterado, la anchura de la línea de inundación correspondiente al caudal de periodo de retorno de 500 años supere la línea de servidumbre, es decir 5m a cada lado del cauce, ya que en caso contrario las líneas de inundación están dentro de la franja de 10 metros de servidumbre. Las avenidas son fenómenos aleatorios causados básicamente por las precipitaciones extremas, a veces potenciadas por otros condicionantes como son el deshielo, el estado previo de humedad de la cuenca, de la deforestación, e incluso de la incorrecta actividad humana. El concepto de avenida no solo es el de un caudal elevado sino que está asociado a daños producidos en personas o bienes materiales, por ello es importante no solo considerar la sobreelevación de las aguas, sino también otros condicionantes. En general los elementos que producen daños en una avenida son: Elevación del agua en la zona inundada. Velocidad del agua. Permanencia del agua en las zonas inundadas. Según explica este estudio, los daños materiales y las incomodidades se producen con pequeñas alturas de agua. La permanencia del agua es un factor importante tanto desde el punto de vista sanitario como desde el punto de vista económico por producir muerte de animales, pérdida de cosechas, etc. También se indica que es importante determinar el cauce, o la parte ocupada de forma habitual por la corriente fluvial que es propiedad del estado, constituyendo el Dominio Público Hidráulico (DPH), por lo que se recordará qué incluye el concepto de DPH: Aspectos legales, ya que el texto refundido de la Ley de Aguas, (RD 1/2001) indica que “…constituyen el Dominio Público Hidráulico, entre otros bienes, los cauces de corrientes naturales, continuas o discontinuas…” Régimen de caudales ya que en la definición de máxima crecida ordinaria, asociado al DPH se define el caudal como “la media de los máximos caudales en su régimen natural, Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 48 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 producidos durante 10 años consecutivos, que sean representativos del comportamiento hidráulico de la corriente” Condicionantes asociados a la morfología del cauce. Como son el concepto de cauce natural, caudal de desbordamiento etc. Por todo lo anterior el concepto de DPH tiene mayor complejidad que el mero cálculo de la línea de ocupación del cauce para un determinado periodo de retorno, por ello ninguno de los cálculos realizados puede ser considerado exactamente como de Dominio Público Hidráulico. En el estudio considerado se calcularon las líneas de afección correspondientes a T 5, 100 y 500. La línea correspondiente al periodo de retorno T = 5 corresponde a la de un caudal con una recurrencia baja que se presentará de forma habitual en el cauce y que en orden de magnitud será comparable al del DPH, pero que no coincide exactamente con él ni puede ser considerado a ningún efecto legal. La línea de afección de periodo de retorno T = 500 pueden considerarse como el límite superior de la zona de afección, en casos especiales puede referenciarse a la línea correspondiente a T = 100 Es importante también, indicar que el estudio considerado basa sus cálculos en una cartografía a escala 1: 5.000 y presenta una limitación impuesta por la precisión, de forma que en puntos singulares fueron necesarios estudios de detalle con cartografía más precisa, particularmente cuando se imponían limitaciones graves al derecho de propiedad. Los caudales de cálculo considerados procedieron de dos criterios: En el caso de ríos importantes en los que existían trabajos previos así como datos foronómicos, se analizaron los estudios existentes, dando prioridad a los trabajos relacionados con la Delimitación del Dominio Público (proyecto LINDE), contrastándolos con los resultados de los estudios de series de caudales de aforo. En caso de pequeñas cuencas donde no se disponía de estudios anteriores ni de datos de aforo se realizaron modelos hidro-meteorológicos con el programa HEC-HMS. Además se llevaron a cabo modelos fluviales que son una aproximación matemática al comportamiento fluvial de un río, los datos necesarios para su realización son: Modelo topográfico del cauce Datos hidráulicos Caracterización del flujo y condiciones de contorno Con los datos anteriores se realizó un proceso de cálculo del que se obtuvo información de los parámetros del flujo hidráulico (velocidades, caudales, calados, pendiente de energía, pérdidas, etc.) que permitieron caracterizar el flujo en el cauce y en las vegas de avenida. Una vez realizado el modelo fluvial inicial, fue necesario contrastar los resultados con la realidad del cauce por medio de un calibrado del modelo. Este proceso de calibrado se realiza con datos de avenidas históricas, por lo que solo se puede llevar a cabo en tramos de ríos que tengan una importancia histórica relevante por sus avenidas. El modelo topográfico del cauce se realizó basándose en la cartografía 1:5.000, bien utilizando modelos digitales del terreno o bien obteniendo cortes directos sobre la cartografía; en ambos casos la representación del cauce de aguas bajas presentó dificultades e imprecisiones que obligaron a realizar el cálculo de este cauce con secciones adicionales extraídas indirectamente de la cartografía o de secciones de campo. El modelo digital del terreno fue utilizado básicamente en los cauces más importantes. Los datos que se utilizaron fueron curvas de nivel y puntos acotados. Con estos datos y utilizando el modelo del terreno InfoWork Rivers, se realizó una modelización TIN del terreno. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 49 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 En los cauces de pequeña entidad donde el Modelo Digital del Terreno no era apropiado porque existían muy pocos datos, se realizaron secciones transversales del cauce con la cartografía 1: 5.000. El modelo fluvial utilizado en estos casos es el HEC-RAS. En ambos casos y con el fin de aumentar la precisión del modelo se obtuvieron las secciones del cauce central partiendo de los datos de ancho del cauce, bien obtenido de la cartografía o directamente de campo. La profundidad del cauce en cada sección se obtuvo a partir del perfil longitudinal del mismo procedente de las secciones de campo y de los cortes o curvas de nivel con el eje del río. La caracterización hidráulica incluyó los caudales de cálculo y la evaluación de la rugosidad del cauce; los caudales utilizados fueron los correspondientes a los periodos de retorno de T = 5, T = 100 y T = 500. Con relación a la rugosidad de cálculo, se consideró que en caso de no haber condiciones que aconsejaran valores específicos, se tomaría como “n” de Manning 0,30. El tipo de flujo no fue conocido “a priori” por lo que los cálculos se realizaron en tipo “mixto” que incluían el cálculo tanto en régimen subcrítico como supercrítico. Cuando el modelo utilizado era el HEC-RAS el cálculo se realizó en régimen permanente; si el modelo utilizado era InfoWork Rivers, el cálculo se realizaba siempre en régimen variable obteniéndose una situación permanente considerando un caudal constate de suficiente duración. Con relación a las condiciones de contorno se propuso una pendiente conocida tanto aguas arriba como aguas abajo, en casos concretos se supuso otro tipo de condiciones de contorno. En los modelos realizados se supuso habitualmente una pendiente de energía conocida que coincidía con la pendiente topográfica y que fue calculada a partir de la sección longitudinal del cauce. El proceso de cálculo incluyó una verificación inicial de los datos geométricos e hidráulicos con el posterior cálculo hidráulico y la presentación de resultados, en este punto se necesitó un detallado análisis de los resultados contrastando el tipo de flujo (lento o rápido), las secciones de control en las que se produce régimen critico, velocidades y calados en las distintas zonas, así como el análisis de la pendiente de energía a lo largo del cauce. Una vez que se realizó un análisis global del comportamiento hidráulico, se procedió al dibujo de las líneas de afección correspondientes a los caudales Q5, Q100 y Q500. Los modelos fluviales, si se desarrollan a nivel de sección (Modelo HEC-RAS), proporcionan en cada una de ellas los valores de caudal, velocidad y calado así como ancho del cauce, con estos valores es posible dibujar a nivel de cada sección los puntos tanto de la margen izquierda como derecha de ocupación de la línea de afección, de forma que para la delimitación de las áreas ocupadas por el cauce en los distintos caudales se disponía de los dos puntos en cada sección. La delimitación de la curva de ocupación entre perfiles se hizo por interpolación utilizando como guía las propias curvas de nivel de la zona. Esta interpolación se realizó básicamente de forma manual, con ayudas proporcionadas por los programas de diseño gráfico. Cuando el modelo fluvial utiliza un MDT (Modelo InfoWork Rivers), la representación de las líneas de ocupación es automática ya que entre las facilidades que incorporan se incluye la interpolación en el modelo digital del terreno de la superficie de ocupación para los distintos caudales, a partir del modelo digital del terreno. Es importante destacar que pese a que la línea de ocupación se determinó de forma automática, cuando la precisión del modelo digital del terreno no es muy alta es necesaria una revisión manual de los resultados y realizar en ellos las oportunas correcciones. En el presente estudio las líneas que delimitan las áreas con riesgo de inundación corresponden a periodos de retorno de 100 y 500 años, en régimen alterado, es decir en la situación Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 50 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 real que presentan los cauces y cuencas, por lo que se incluyen embalses, azudes y cualquier otro tipo de estructura o actuación antrópica sobre aquellos. El contenido gráfico está referenciado a coordenadas UTM, utilizando como base del soporte la cartografía 1:5.000de la Comunidad de Madrid. La precisión del cálculo está asociada a la cartografía utilizada, por lo que es posible que en algunos tramos de cauce, sobre todo de arroyos de menor tamaño, la precisión de la cartografía condiciones de forma sensible los resultados obtenidos. Por ello y cuando se desee obtener mayor precisión será necesario recurrir a levantamientos zonales a mayor escala, al menos 1:1.000. En todo caso utilizando los datos ya obtenidos en este estudio para realizar un cálculo que incluya esa topografía de detalle. INFLUENCIA DEL FÉNOMENO DEL CAMBIO CLIMÁTICO Según un estudio encontrado, escrito por Francisco J. Ayala-Carcedo investigador del Instituto Geológico y Minero de España, que trata de “Impactos del cambio climático sobre los recursos hídricos en España y viabilidad del Plan Hidrológico Nacional”, desde hace mucho tiempo ya se planteó la posibilidad de que el Cambio Climático supusiera un grave problema para los recursos hídricos en España. Así como el Cambio Climático supondrá con gran probabilidad un aumento de la precipitación en latitudes como las de Europa atlántica, no es éste el caso de los países con clima mediterráneo, zonas fronterizas entre los climas desérticos y los templadohúmedos. Tanto si la asignación de un recurso escaso como el agua se lleva a cabo por planificación, como si se hace a través del mercado, los datos básicos de los que se dispone son los recursos y la demanda, que a su vez es variable dependiente del precio del agua, ya sea político como en España o sea del mercado. El Cambio Climático, de acuerdo con lo que es sabido, afectará significativamente a los recursos y por tanto debería ser tenido en cuenta ya que sin él cualquier escenario que se plantee carecería de credibilidad en todas sus dimensiones. En este sentido, deben tenerse en cuenta dos elementos. Por un lado el hecho de que la Unión Europea publicara en febrero de 2000 unas reglas para la aplicación del principio de precaución que afectan de lleno al Cambio Climático y por otra parte las conclusiones del Proyecto ACACIA de la Comisión Europea para investigar los impactos del Cambio Climático en Europa, que concluía que “ya no es posible suponer que la base de los recursos hídricos en el futuro será similar a lo que es hoy” (Parry et al, 2000). Además, sería poco defendible por otra parte que el Gobierno español estuviera planteando la reducción de gases invernadero, con costos muy altos para la industria energética, o creando una Oficina del Cambio Climático y sin embargo no tuviera en cuenta los efectos de lo que trata de combatir para su Política del Agua. Uno de los principales problemas que se plantea es a que intervalo temporal referirse, a que horizonte, para hacer las evaluaciones de impacto cuando se habla de recursos hídricos. El anteproyecto del Plan Hidrológico Nacional realizó sus análisis en el escenario 2020, aunque las consideraciones técnicas y ecológicas sugieren la necesidad de evaluar los impactos del Cambio Climático en escenarios correspondientes a 2060. El clima es una realidad muy compleja que depende de factores múltiples. Una de las consecuencias de que la atención pública se haya llegado a interesar por el tema, ha sido la asignación de cuantiosos recursos a la investigación, lo que hace que hoy conozcamos los mecanismos que controlan el clima bastante mejor que hace diez años. Actualmente, existe un amplio consenso en los siguientes impactos para España: * Habrá reducción de precipitaciones * La subida de temperaturas será especialmente fuerte en verano y será mayor en los países mediterráneos (en este sentido es destacable el trabajo de Almarza (2000) Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 51 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 demostrando que en el último siglo y medio la temperatura en Madrid, descontado el efecto de isla térmica, ha subido un 50 % más que la media del Hemisferio Norte) * Habrá aumentos de la variabilidad interanual de la precipitación así como de las inundaciones. Se espera una subida de la temperatura media anual de 2,5 ºC y reducciones de la precipitación anual variables, del 2 % en las cuencas del norte al 17 % en las del sur. Impactos del Cambio Climático Figura 20. El Cambio Climático en España implicará un conjunto de impactos que se refuerzan mutuamente. En la figura 1 se describe el conjunto de impactos que provocan un feed back positivo unos sobre otros, intensificándose de esta forma los daños que provocan. Es bien conocido en hidrología que una disminución de la Precipitación (P) suele tener una amplificación en términos de Aportación; de otro lado, el aumento de Temperatura (T), significa una mayor transpiración biológica de las plantas para mantener su equilibrio interno, y una mayor evaporación directa del suelo. En el presente estudio, se han calculado las reducciones de recursos hídricos para el 2060. Estas reducciones se manifestarán con casi todo su peso en regulaciones en demanda continua como los aprovechamientos hidroeléctricos y abastecimientos, siendo su efecto algo aminorado de acuerdo con la regulación existente en cada cuenca, en los casos de demanda variable (concentrada en los meses de riego) correspondiente a regadío. La realidad, estará en un punto intermedio de acuerdo con el nivel de usos relativo demanda continua/variable. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 52 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Figura 21. El Cambio Climático supondrá en la España Peninsular una reducción de recursos media del 17 %, equivalente a 20.115 hm3, más severa en la mitad meridional (Ayala-Carcedo, 1996) Las reducciones de recursos aunadas al aumento de la frecuencia y severidad de las sequías (que limitan la capacidad de dilución de contaminantes) plantearán problemas de contaminación que irán obligando a depurar, algo contemplado en el PHN. Los embalses de abastecimiento, con una relación superficie inundada/capacidad de embalse mayor que en el resto de aprovechamientos, verán, proporcionalmente, más mermados sus recursos por evaporación en lámina libre debido al aumento de temperatura, bastante más severo en los veranos (Parry et al, 2000). El proceso será más intenso en las cuencas con mayor tasa de aumento de la evaporación. El fenómeno sí resulta relevante, ya que según las estimaciones de Francisco J. Ayala-Carcedo, la evaporación en lámina libre en el conjunto de los embalses españoles consume alrededor del 40 % de las necesidades totales de abastecimiento urbano. En esta tesitura, parece recomendable recurrir, en sintonía con la Directiva del Agua, cada vez más a las aguas subterráneas, carentes de pérdidas por evaporación, en general de mejor calidad y que suponen inversiones iniciales mucho menores y costos finales menores que las aguas de embalse, más vulnerables a la contaminación de todo tipo. Cuando el clima se calienta, aumenta la evaporación terrestre y marina. Esto causa sequías en las áreas del mundo en que este aumento de evaporación no se ve compensado con mayores precipitaciones. El vapor de agua adicional de la atmósfera debe volver a caer en forma de precipitaciones, lo que puede provocar inundaciones en otras partes del mundo. Además de la revista Nature se ha obtenido que el cambio climático puede traer un riesgo de inundaciones más alto de lo que se pensaba ya que investigadores afirman que los esfuerzos para calcular el riesgo de inundaciones producidas por el cambio climático, no tiene en cuenta el efecto del dióxido de carbono en la vegetación. Los mayores niveles atmosféricos de los gases con efecto invernadero reducen la capacidad de las plantas de absorber agua del suelo y de expulsar el exceso de la misma. Las plantas expelen el exceso de agua a través de pequeños poros en sus hojas y su menor capacidad para devolver el agua a la atmósfera, dará como resultado una saturación del suelo. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 53 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 De todo esto se extrae que hay muchos factores a tener en cuenta en caso de riesgo de inundaciones y uno de ellos es el cambio climático, que no por estar menos probado es menos importante, todo cuenta y más a medida que existen hechos tangibles, más asociables o menos al cambio climático pero tangibles al fin y al cabo. 5.2) IDENTIFICACIÓN PRELIMINAR DE ZONAS DE RIESGO DE INUNDACIÓN POTENCIAL Mapa de inundaciones históricas de la Comunidad de Madrid Como se describió en el apartada anterior, a partir de la información elaborada por la Comisión Técnica de Emergencia por Inundaciones (CTEI), así como aquella encontrada en artículos de periódico y demás publicaciones oficiales, se lleva a cabo un estudio de las inundaciones que han tenido lugar en la Comunidad de Madrid desde el año 1604 hasta la actualidad. De este estudio se obtiene en qué años ha habido inundaciones, en qué ríos, en qué municipios y cuáles son los daños que provocaron, para posteriormente elaborar dos mapas de inundaciones históricas: uno que contiene el número de inundaciones que ocurrieron en cada municipio, y otro en el cual aparece una puntuación del daño causado por el total de inundaciones de cada uno de los río principales. La metodología de elaboración de ambos mapas se describe a continuación: Para realizar el primero de los mapas, el de nº de inundaciones por municipio, se debe usar en ArcGis la capa municipios CAM. Se abre la tabla asociada a esta capa y en ella se añade una columna con el número de inundaciones que han ocurrido en total en los años de estudio en cada uno de los municipios. Posteriormente en Properties, Symbology, se selecciona como valor a representar el de número de inundaciones. Figura 22. Imagen del programa ArcGis mostrando la elaboración del mapa de inundaciones por municipio Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 54 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Para realizar el segundo mapa, el de daños por río, se crea una puntuación en función del tipo de daños (fallecidos, daños a viviendas, muertes de ganado, terrenos anegados, etc.) provocados por la inundación, tal y como se muestra en la siguiente tabla. Daño Puntuación Fallecidos 32 puntos Viviendas 16 puntos Servicios 16 puntos Evacuados 8 puntos Infraestructuras 8 puntos Ganado 5 puntos Terreno 3 puntos Tabla 7. Puntuaciones en función del tipo de daño causado Con estas puntuaciones, se da a cada inundación un valor en función del tipo de daños que causaron. Y finalmente, en cada río, se suman las puntuaciones finales obtenidas en cada inundación. A continuación, usando el programa ArcGis, se añade en la tabla de ríos, una columna con la puntuación obtenida para cada uno de los ríos. Y del mismo modo que en el mapa anterior, en el valor a representar se elige la característica “puntos”. Figura 23. Imagen del programa ArcGis mostrando la elaboración del mapa de peligrosidad por río. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 55 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Los mapas elaborados con esta metodología son los siguientes: Figura 24. Mapa histórico de número de inundaciones por municipio de la CAM En el mapa superior, se observa que el municipio con mayor número de inundaciones es Aranjuez, con un total de 62 inundaciones. La diferencia con el resto de municipios es muy grande, ya que el máximo de inundaciones en los demás municipios es de 9, como es el caso de San Fernando de Henares, y de 8 en el municipio de San Martín de la Vega. En la zona de estudio, municipio de Móstoles, se registran 3 inundaciones históricas. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 56 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Figura 25. Mapa histórico de puntos de daños por río El mapa anterior concuerda con el mapa de número de inundaciones por municipio, ya que es el Río Tajo el más peligroso con 667 puntos de daño por inundación, que según el análisis histórico se sitúan principalmente en el municipio de Aranjuez. El siguiente en peligrosidad es el Jarama con 398 puntos de daños, seguidos de los ríos Henares, con una puntuación de 129, y el Guadarrama con 88. El mapa que sigue muestra las inundaciones de la Comunidad a partir de 1958, es clara evidencia de la importancia de la construcción de dichos embalses, ya que a partir de la construcción del último de los embalses de regulación en el Tajo, embalse de Buendía, disminuyen notablemente las inundaciones provocadas por este río, y los daños causados en el municipio de Aranjuez. De este modo, se modifica el mapa, observando una disminución del riesgo por inundación generalizada en la Comunidad de Madrid, colocando en primer lugar el río Jarama y en segundo al Guadarrama. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 57 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Figura 26. Mapa histórico de puntos de daños por río después de 1958 5.3) PRESELECCIÓN DE ZONAS DE RIESGO DE INUNDACIÓN ACTUAL Mapa de Usos del Suelo En este caso el objetivo es obtener un mapa en el que se muestre el valor del daño de la inundación por municipio en función de los usos del suelo. Para ello es necesario utilizar la ortofoto de la zona de estudio, que se puede encontrar en el Plan Nacional de Ortofotografía Aérea (PNOA), así como la capa de usos del suelo del CORINE. Con ambas capas en ArcGis se modifica el uso de una zona del río Guadarrama, ya que dichas áreas están ocupadas por viviendas (chabolas) y el CORINE no contempla este uso en la zona de estudio. Sin embargo, es importante modificarlo porque se trata de una zona incluida en la Zona Inundable. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 58 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Figura 27. Ortofoto actual junto con capa de usos del suelo ya modificada Una vez se tiene la capa de usos del suelo completa, es necesario convertir la capa de zonas inundables a formato raster, únicamente con los caudales para el periodo de retorno de 500 años en régimen alterado, así como la capa de usos del suelo de la Comunidad de Madrid. El siguiente paso es reclasificar ambas capas. Se reclasifica la capa de zonas inundables para contar únicamente con valores de 0 (si no hay inundación) y 1 (si hay inundación). Y en el caso de la capa de usos del suelo, consiste en reescribir el código de esos usos en la columna “value”. Después se deben multiplicar ambas capas, con el uso de la herramienta “Raster calculator”, a partir del cual se obtiene una nueva capa que se llama “Valor inundación”, y en la que se incluye desde Excel una columna con el valor del daño por m2. En esta misma tabla, se multiplica con la herramienta informática “Field calculator” la columna “count” (número de celdas en las que aparece ese uso) por la columna “valor_m2” (100,80,…) y se obtiene el valor por inundación. Para dar un valor numérico a cada uno de los usos del suelo se ha consultado bibliografía relacionada en la que cabe destacar el “Plan de Acción Territorial de carácter sectorial, sobre la prevención del Riesgo de Inundación en la Comunidad Valenciana”, en el que se clasifican los usos del suelo, dándoles un valor numérico relativo. Bajo esta concepción, se ha decidido en este estudio hacer una labor similar en la que se han clasificado los usos en función del valor que tendría una afección a los mismos ante un fenómeno de avenidas. El resultado es la obtención de la tabla recogida a continuación: Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 59 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Tabla 8 de Valores por Uso del Suelo adoptada en el estudio. La columna de valores ha sido resaltada para mostrar los valores adoptados de forma destacada Lo siguiente consiste en crear un nuevo proyecto en ArcGis cargando las capas Valor de inundación y la de municipios de la Comunidad de Madrid. Usando “Zonal statistic” se obtiene una nueva tabla con el sumatorio de cada municipio que se llama est_muni. Y finalmente se hace un joint en la tabla del mapa de municipios con la tabla est_muni, y se consigue un mapa como el siguiente. Figura 28. Mapa de valor de inundación por municipio en función de sus usos del suelo Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 60 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 La conclusión principal que se extrae de este análisis es que el municipio con “Muy alto riesgo de inundación” es, de nuevo, Aranjuez. Los siguientes municipios, considerados con “Riesgo significativo” son Chinchón, San Martín de la Vega y Rivas Vaciamadrid. De este mapa también se puede concluir, que en la mayor parte de la Comunidad de Madrid y en función de sus usos del suelo, no hay prácticamente riesgos de inundación. 5.4)DEFINICIÓN DE UMBRALES DE RIESGO SIGNIFICATIVO Para la definición de los umbrales de riesgo se han tenido en cuenta las mismas directrices que utiliza la Dirección General del Agua del Ministerio de Medio Ambiente para establecer las zonas con riesgo significativo por inundación en España. Los umbrales establecidos son los siguientes: Sin Riesgo, Riesgo Leve, Riesgo Moderado, Riesgo Significativo y Muy Alto Riesgo. Los riesgos a considerar como importantes son los dos últimos. Esta clasificación se basa en la combinación de criterios históricos, actuales y previsibles de la evolución del funcionamiento territorial de la zona estudiada. Es una clasificación ayuda en última estancia a la planificación y la toma de decisiones de gestión del riesgo de inundación en un marco global de actuación. 5.5)IDENTIFICACIÓN DE ÁREAS CON RIESGO POTENCIAL Y SIGNIFICATIVO DE INUNDACIÓN Del estudio realizado puede concluirse que las principales Áreas con Riesgo Potencial y Significativo de Inundación en la Comunidad de Madrid corresponden a la zona del tramo del Jarama comprendido desde el aeropuerto de Barajas hasta la zona de la confluencia con el Tajo, cerca del municipio de Aranjuez, y el tramo medio del Guadarrama, en la zona Sur-Oeste del territorio de la Comunidad de Madrid en las inmediaciones de los municipios de Móstoles, Navalcarnero y Villaviciosa de Odón. La extensión del primer ARPSI del Jarama es de unos 70 Km. aproximadamente mientras que la del segundo ARPSI del Guadarrama corresponde a una longitud aproximada de 4 Km. El municipio de Aranjuez que históricamente ha sido protagonista en caso de inundaciones, desde la construcción de los grandes embalses en el Tajo, ha dejado de tener riesgo significativo por el efecto de laminación de las avenidas de éstos. 6) ELABORACIÓN DEL MAPA DE PELIGROSIDAD CORRESPONDIENTE AL A.R.P.S.I DEL RÍO GUADARRAMA EN SU TRAMO MEDIO 6.1) CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO (RÍO GUADARRAMA) CLIMATOLOGÍA Y PLUVIOMETRÍA La zona de estudio posee un clima bastante uniforme, favorecido por la ausencia de contrastes altimétricos importantes. Las estaciones climáticas presentes en la zona son: Navalcarnero, Villamanta, Valmojado y Carranque, pero apenas aportan datos estadísticos para su caracterización climática, por lo que se ha recurrido a los datos proporcionados por otras estaciones de las Hojas de Majadahonda y Villaluenga, dada su inmediata proximidad y similitud fisiográfica. De acuerdo con todo esto, se caracteriza como una zona de clima mediterráneo continental templado según la clasificación de Papadakis (1996), con un régimen de humedad de tipo Mediterráneo seco. De acuerdo con una serie de índices climáticos, puede incluirse entre la Zona entre árida de Lang y Dantín para los sectores centrales y meridionales y semiárida para los septentrionales, así como en la Zona de estepas y países secos mediterráneos de Martonne. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 61 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 A pesar de que entre las distintas estaciones se aprecian importantes variaciones térmicas, con valores mínimos medios de 5ºC en Enero y máximos de 24ºC en Julio, la temperatura media anual se aproxima a los 13-14ºC y muestra variaciones muy pequeñas en la zona. No obstante, se aprecia una suave tendencia regional de calentamiento hacia el Sur, con medias entres los 11-12ºC al Norte en el Valle del Guadarrama y los 13-14ºC del resto de la Hoja. En cuanto a las precipitaciones, sus valores medios anuales oscilan en torno a los 400 mm, si bien los sectores más meridionales presentan una pluviometría en torno a los 600 mm. No obstante la estación de Carranque, situada al Sureste registra precipitaciones medias de orden de los 433,57 mm. La evapotranspiración potencial calculada por el método de Thornthwaite está comprendida entre 750 y 800 mm anuales, mientras que los valores de evapotranspiración real son sensiblemente inferiores, oscilando en torno a 350 mm al año. Dichos valores reflejan un claro déficit hídrico en algunas zonas. HIDROLOGÍA La superficie de la Hoja se encuentra en el sector centro-oriental de la Cuenca Hidrográfica del Tajo, entre cuyos afluentes principales se encuentra el río Guadarrama que, discurriendo por su margen derecha, constituye el eje de drenaje principal de la Hoja. Su confluencia con la arteria principal, el río Tajo, se produce más al Sur, prácticamente en la cola del embalse de Castrejón que actúa como regulador en este sector de la cuenca. El caudal aportado por el río Guadarrama al Tajo es de 225 hm3 anuales, de acuerdo con la estación de aforos nº 102 (Bargas, Hoja 629, Toledo). Por otra parte, el caudal del río Guadarrama dentro de la Hoja ha sido proporcionado por la Comunidad de Madrid en su "Estudio de Restitución de las Aportaciones Naturales de la Comunidad de Madrid" (1984), algunos kilómetros aguas abajo de estación de aforos nº 179 (Navalcarnero), concretamente en el límite provincial entre Madrid y Toledo, resulta ser de 164 hm3 al año, por lo que dicho cauce y en dirección hacia el Tajo y a lo largo de la Hoja ve incrementado en parte su caudal. En cuanto a los afluentes del Guadarrama, se trata de arroyos de envergadura muy variable, aunque en general de escasa relevancia, con sus cabeceras localizadas dentro de la Cuenca de Madrid en todos los casos, tanto en su margen derecha como por la izquierda. Poseen algunos un carácter estacional, destacando no obstante los arroyos del Soto en Móstoles, Los Combos en Arroyomolinos y del Sotillo en Batres por la margen izquierda, mientras que por la derecha lo hacen el arroyo Solana y Cabeza en El Álamo y del Olivar en Casarrubios del Monte. Completando el esquema hidrográfico de la Hoja, el arroyo Grande, tributario del río Perales vierte sus aguas en Aldea del Fresno, relativamente cerca del embalse de Picadas, en el ángulo noroccidental de la Hoja. CARACTERÍSTICAS HIDROGEOLÓGICAS Desde un punto de vista hidrogeológico, la Hoja de Móstoles se encuentra incluida en la Unidad Hidrogeológica nº14, denominada Terciario detrítico de Madrid-Toledo-Cáceres" (IGME, 1971), unidad constituida fundamentalmente por los materiales terciarios detríticos del sector septentrional y occidental de la Cuenca de Madrid. Con más precisión, también se incluye en el sector Toledo-Guadarrama de dicha Unidad y en la Unidad Hidrogeológica 05 de la Cuenca hidrográfica del Tajo ("Madrid-Talavera"; DGOHITGE, 1988). A grandes rasgos, la Unidad Hidrogeológica nº14 constituye un acuífero de gran heterogeneidad, limitado al Noroeste y al Sur por los materiales ígneo-metamórficos impermeables del Sistema Central y los Montes de Toledo, en tanto que hacia el Sureste está limitado por las facies arcilloso-yesíferas de la cuenca y por los niveles carbonatados que constituyen las Unidades Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 62 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Hidrogeológicas nº 15 y 20 ("Calizas del páramo de La Alcarria" y "de la Mesa de Ocaña"). Aunque los materiales detríticos constituyen el cuerpo principal del acuífero, no deben olvidarse los depósitos cuaternarios dispuestos a modo de tapiz irregular sobre aquellos. La descripción del acuífero varía según la escala considerada, ya que si bien en el ámbito regional aparece como una potente cuña que se adelgaza hacia el Sureste hasta desaparecer por cambio lateral a las facies arcilloso-evaporíticas y carbonatadas señaladas, en detalle se trata de un conjunto anisótropo con numerosas intercalaciones lutíticas de permeabilidad muy baja irregularmente distribuidas y de orientación variable. DESCRIPCIÓN DE LOS MATERIALES En la Hoja de Móstoles afloran extensamente los materiales miocenos y cuaternarios que constituyen la Unidad Hidrogeológica nº 14, así como parte de las facies arcillosas que constituyen su límite en el sector suroriental. Desde un punto de vista hidrogeológico, los materiales aflorantes pueden agruparse en varios conjuntos: - Facies lutíticas de la Unidad Inferior (unidad 4) El sector suroriental, concretamente la parte más baja de] curso del río Guadarrama dentro de la Hoja, se caracteriza por aflorar en él un conjunto esencialmente arcilloso de muy baja permeabilidad, cuyo drenaje se efectúa superficialmente, mediante una red hidrográfica mal definida. Este conjunto lutítico marca de forma neta la base del acuífero detrítico en el sector suroriental, pasando lateralmente hacia el Oeste y Noroeste, a las facies detríticas del acuífero principal. Entre estos dos extremos, la progresiva intercalación de niveles areniscos confiere cierta permeabilidad al conjunto lutítico, lo que probablemente permite ciertos flujos localizados, más lentos los verticales que los horizontales procedentes del Oeste y Noroeste. - Facies detríticas de la Unidad Inferior e Intermedia (unidades 1-3, 5-12 y 13) Constituyen el principal acuífero, no sólo de la Hoja sino también de la región, ya que a su gran extensión, cercana a 2.600 km2, añade un espesor que puede llegar a sobrepasar 3.000m en el ámbito regional, siendo muy difícil de precisar su espesor dentro de la cuadrícula. Aparece como un conjunto eminentemente arenoso de permeabilidad alta-media por porosidad intergranular, apreciándose hacia el Oeste y principalmente hacia el Noroeste un aumento en la proporción de cantos y bloques, en tanto que hacia el Este y Sureste intercala niveles métricos de lutitas y arenas finas. Funcionan como un acuífero libre, único y anisótropo, cuya recarga se efectúa a partir del agua de lluvia y, en menor medida, de trasvases de los acuíferos cuaternarios; a su vez, se realiza por descarga a los cursos fluviales y mediante extracciones a través de pozos. Su transmisividad en la región varía entre 5 y 50 m2/ día, con máximos puntuales de 200 m2/ día, aunque los valores calculados más próximos a la Hoja, no alcanzan los 5m2/ día. - Materiales cuaternarios (unidades 14-24) Se encuentran ampliamente distribuidos, especialmente las terrazas y los glacis, cuya composición esencialmente arenosa, aunque a veces de gravas, les confiere una permeabilidad elevada por porosidad intergranular. En buena parte de los casos, se disponen sobre las facies detríticas terciarias, constituyendo un acuífero conjunto; en otros casos y ya raramente, se disponen sobre diversos términos lutíticos miocenos, configurando acuíferos colgados. En todos los casos se tratan de acuíferos libres recargados por el agua de lluvia, pudiendo ser descargados mediante pozos. Su relación con los cursos fluviales y el acuífero mioceno es Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 63 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 variable, existiendo casos en los que los flujos subterráneos se dirijan a ellos y viceversa. Poseen una elevada transmisividad, con valores estimados de 200 a 1.000 m2/ día. - Frente aluvial En la Hoja de Móstoles los depósitos de frente aluvial poseen un gran desarrollo, cubriendo su parte central y oriental. Litológicamente es característico el depósito de términos lutíticos en una proporción destacada, haciéndose predominantes en el frente distal. Las arenas mantienen su composición arcósica si bien se registra una gran variación en el tamaño de grano, de modo que predominan las arenas gruesas en el frente aluvial proximal, donde el contenido en cantos es aún apreciable, y las arenas finas en las partes distales. Los elementos clásticos mayores, generalmente de tamaño microconglomerado, son abundantes en las partes próximas del frente aluvial y se distribuyen de forma dispersa o se acumulan como depósitos de lag en la base de la capas y sets de estratificación cruzada, donde también constituyen láminas. Los niveles edáficos carbonatados son muy abundantes en el frente aluvial distal donde se desarrollan tanto sobre los niveles de arcosas como en los intervalos lutíticos. La sedimentación en los subambientes de frente aluvial se realiza principalmente a partir de flujos laminares torrenciales de tipo sheet flood. Mientras en las partes proximales del frente predominan las avenidas fuertemente tractivas, cargadas en arenas, en el frente distal son más abundantes los mecanismos de decantación, constituyendo un área de sedimentación esencialmente lutítica donde los horizontes edáficos registran un notable potencial de preservación. FUNCIONAMIENTO HIDROGEOLÓGICO El acuífero detrítico de la Hoja se recarga fundamentalmente por infiltración directa del agua de lluvia en las zonas de interfluvio, estableciéndose a partir de ellas un flujo descendente que se invierte en las proximidades de los valles, en los cuales se descarga. A grandes rasgos, las isopiezas de la Hoja configuran dos umbrales de orientación ENE-OSO que siguen una línea aproximada a las grandes divisorias: Navalcarnero-Valmojado y Móstoles-Carranque. A partir de ellas, las líneas de flujo se orientan bien hacia el valle del Guadarrama, que constituye el nivel de piezométrico de base por donde drena el acuífero, o hacia el valle del Alberche, cuyo curso discurre a relativa poca distancia del límite occidental del la Hoja. Ocasionalmente, las curvas piezométricas cortan la superficie del terreno, dando lugar a un cierto artesianismo (ITGE, 1997), tal como ocurre en el sector suroriental en el valle del río Guadarrama situado al Sureste de Casarrubios del Monte, aunque este hecho es cada vez menos frecuente debido al fuerte incremento de caudales o de volúmenes de agua extraídos mediante pozos en zonas próximas al cauce. CALIDAD QUÍMICA Las aguas del acuífero terciario presentan buena calidad para cualquier uso, sin que en ningún caso se hayan superado los límites de potabilidad establecidos por la reglamentación técnico-sanitaria vigente. En general se trata de aguas de dureza media (12- 35ºF), con conductividades comprendidas entre 200 y 500 µmhos/ cm. El total de sólidos disueltos varía entre 250 y 500 ppm, con contenido en cloruros de 10 a 100 ppm. Por su contenido iónico se clasifican como bicarbonatadas cálcicas o sódicas (ITGE, 1997). La calidad química de los acuíferos cuaternarios es inferior, con un contenido en sólidos disueltos de 500-1 .000 ppm; aunque la concentración de cloruros es baja (25-50 ppm), la de nitratos (30-50 ppm) y sulfatos (> 200 ppm) próximos a los máximos tolerables aconsejados para el Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 64 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 agua potable. Debido a la elevada transmisividad del acuífero, los posibles contaminantes, fundamentalmente de origen antrópico, se desplazan con rapidez pudiendo afectar a la red fluvial. Por ello, los principales valles de la zona son considerados como zonas muy vulnerables; en este sentido, las aguas del río Guadarrama presentan un índice de calidad general inadmisible. USOS DEL SUELO El desarrollo socioeconómico de un territorio depende íntimamente de los usos que se den a los suelos del mismo. Una inundación perturbará de manera distinta a uno u otro uso. Para facilitar el análisis de la afección a los distintos usos asociado a la influencia que supondría el riesgo de la ocurrencia de una inundación se pretende elaborar un mapa de usos del suelo de la cuenca de Guadarrama a partir de la información recogida por el CORINE Land Cover. Fig. 29. Mapa de usos del suelo generado para la Cuenca del Guadarrama. (Fuente: Elaboración propia) Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 65 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 El proyecto CORINE (Coordination of Information on the Environment) Land Cover está dirigido y gestionado por la Agencia Europea del Medio Ambiente (AEMA) y a nivel estatal el organismo público encargado de la coordinación y asesoramiento para su elaboración y difusión es el Instituto Geográfico Nacional. Originariamente se inició con el objetivo de “iniciar un proyecto experimental para la recopilación de datos, la coordinación y la homogeneización de la información sobre el estado del medio ambiente y los recursos naturales de la Unión” según se especifica en una Decisión del Consejo de Ministros de la Unión Europea (CE/388/85) el 27 de junio de 1985. Surge, pues, en el año 1985, aunque es en 1987 cuando se inició de manera definitiva dicho proyecto, finalizando en el año 2000. En este momento se sigue actualizando la base de datos, con lo que se permite comparar los resultados obtenidos en el primer proyecto CORINE Land Cover, que data de 1990. Así continuará reiterativamente y queda patente en que en 2005 se volvieron a tomar nuevas imágenes que continuaron la ingente cantidad de datos recogidos en 1987 y en 2000, con lo que se seguía observando la evolución de la ocupación del suelo, un indicador elemental para evaluar los procesos territoriales dentro de una determinada región. Su objetivo es la creación de una base de datos numérica y geográfica a escala 1:100.000 sobre la cobertura y el uso del suelo y su periódica actualización, es decir, trata de generar un inventario homogéneo de la ocupación y uso del suelo a nivel europeo con una finalidad fundamental, brindar un importante apoyo a la toma de decisiones en materia de política territorial dentro de la Unión Europea en los ámbitos del medio ambiente, de la implantación de infraestructuras, de la agricultura, de las zonas protegidas, etc. El proyecto CORINE agrupa los distintos usos del suelo en cinco categorías principales, reuniéndolos en función de las características generales de los mismos. Los grupos más amplios y generalizados en los que el proyecto compila los distintos usos del suelo considerados se muestran a continuación: Superficies artificiales. Zonas agrícolas. Zonas forestales con vegetación natural y espacios abiertos. Zonas húmedas. Superficies de agua. A raíz del mapa de usos del suelo anterior se desprende que en la zona norte de la Cuenca del río Guadarrama predominan las áreas boscosas, propias de la sierra coníferas, sistemas agroforestales y pastizales naturales, además de ser la zona de la cuenca con más tejido urbano de tipo discontinuo, en gran parte porque se sitúa en la Comunidad de Madrid, que proporciona la mayor parte de la población presente en la cuenca del Tajo. La zona meridional de la cuenca, desde la parte sur de la Comunidad de Madrid hasta la desembocadura en el Tajo en la provincia de Toledo, destaca por la abundancia de tierras típicamente fértiles en las que prevalecen mosaicos de cultivo, viñedos, cultivos regados de forma permanente y, sobre todo, tierras de labor en secano. Se procederá a partir de aquí a ampliar la información sobre los diferentes usos del suelo registrados que forman parte de la Cuenca del Guadarrama, de manera que sea más factible y fiable el estudio de las consecuencias que para los diferentes usos del suelo tendría un episodio de inundación. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 66 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Código 111 - Tejido urbano continuo. Se habla de este uso cuando una mayoría de la superficie del territorio se encuentra cubierta por estructuras y redes de transporte, considerándose así si los edificios, las carreteras y las superficies artificiales (impermeables) cubren más del 80% de la superficie de tierra real total, sin apenas zonas de vegetación no lineales y suelo desnudo. Están incluidas principalmente dentro de esta clase los centros urbanos y extrarradios con alta densidad de edificaciones, a lo que hay que añadir actividades industriales y comerciales dentro del tejido urbano, aparcamientos, superficies asfaltadas o redes de transporte. Código 112 - Tejido urbano discontinuo La discriminación entre tejido urbano continuo y discontinuo se efectúa mediante la presencia de vegetación visible en las imágenes de satélite que, o refleja casas individuales con jardín, o edificios dispersos con zonas verdes entre ellos. Por tanto, se considera discontinuo si supera el 30% de la superficie real total y no alcanza el 80 % de la misma cubierta por estructuras. El terreno está formado por edificaciones, carreteras y superficies artificiales asociadas a zonas con vegetación y suelo desnudo, que ocupan superficies alternas pero significativas. En la densidad de las casas radica el principal criterio para atribuir una clase de ocupación del suelo a zonas urbanas o a zonas agrícolas. En el caso de mosaico de pequeñas parcelas agrícolas y casas dispersas, el límite para asignar el uso de tejido urbano discontinuo es al menos un 30% de tejido urbano dentro de la zona de mosaico, como se ha señalado anteriormente. En esta clase se incluyen las urbanizaciones privadas o casas individuales en extrarradio que cuentan con jardín privado, los bloques de pisos aislados, aldeas o pequeños pueblos en los que se distinguen numerosos espacios de jardines y césped, los grandes bloques de pisos en los que los espacios verdes, recreativos y zonas de aparcamiento cubren gran parte de la superficie, las zonas polideportivas y las edificaciones de educación, de cuidado de la salud, productivas y mercados. Código 121 - Zonas industriales y comerciales Dentro de este uso se consideran aquellas zonas con pavimento artificial y sin vegetación que ocupan la mayor parte del área, en las que también aparecen edificios y/o vegetación, aunque ésta se considera de carácter escaso. También hay que incluir edificios públicos de seguridad ciudadana, de asistencia social, instalaciones agrícolas, recintos feriales y de exposiciones, plantas energéticas, presas y centros comerciales, hospitales, universidades, edificios educacionales, todos ellos con sus respectivas instalaciones anexas, como aparcamientos. Código 122 - Redes viarias, ferroviarias y terrenos asociados Están representadas en este uso a las carreteras y vías ferroviarias, incluyendo sus instalaciones asociadas (estaciones, andenes o terraplenes). La anchura mínima requerida para incluirlas dentro de esta clase son 100 m. Pertenecen a este uso las redes de transporte con una anchura mínima de 100 m, como antes se indicaba, las áreas de descanso en carreteras, incluidas las estaciones de servicio y zonas anexas, peajes, estaciones ferroviarias y perímetro de las mismas y los grandes nudos viarios, sin incluir las infraestructuras en construcción ni las redes subterráneas de transporte, ya que éstas se catalogan según el uso del suelo que aparece en la superficie situada encima. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 67 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Código 124 – Aeropuertos En esta clase que se especifica se incluyen todas las instalaciones aeroportuarias, las pistas de despegue y aterrizaje, las edificaciones necesarias para su actividad (terminales, hangares, edificios de servicios, aparcamientos, etc.) y los terrenos adjuntos, que son pastizales en su gran mayoría. Código 131 - Zonas de extracción minera Son aquellas áreas de extracción a cielo abierto de materiales de construcción (minas de arena, canteras, etc.), de otros minerales o de hidrocarburos y las infraestructuras necesarias para su correcto funcionamiento (exceptuando las tuberías de transporte de la materia prima o del producto), acceso y zonas de almacenamiento de la materia prima. Código 132 - Escombreras y vertederos Corresponden al siguiente uso los vertederos públicos o comunales, industriales o procedentes de minería, es decir, aquellos vertederos de materias primas o vertidos líquidos y los terrenos y edificios adjuntos a las propias infraestructuras como diques de protección, caminos de acceso, etc. Código 133 - Zonas en construcción Se encuentran inmersos en esta clase los espacios en construcción, excavaciones, ya sea en suelo o roca y los movimientos de tierra, además de estructuras urbanas e industriales, redes de carreteras y ferroviarias, embalses, etc. en construcción. Código 141 - Zonas verdes urbanas En este uso se incluyen zonas con vegetación dentro del tejido urbano, parques y cementerios con importante cubierta de vegetación, plazas de ciudades, espacios interiores de bloques de edificios, jardines botánicos, zoológicos, etc. Las zonas verdes urbanas se refieren a todas las zonas con vegetación de una superficie importante situadas, bien dentro o bien en contacto con tejido urbano. Código 142 - Instalaciones deportivas y recreativas Dentro del uso “instalaciones deportivas y recreativas” se encuentran incluidos campings, toda clase de instalaciones deportivas, parques de ocio, campos de golf, hipódromos, etc., así como parques tradicionales y zoológicos no rodeados por zonas urbanas, circuitos de carreras, parques forestales, zonas arqueológicas y otras áreas de interés cultural. Código 211 - Tierras de labor en secano Se incluyen cultivos de cereales, leguminosas, forrajeras, tubérculos y barbecho, así como viveros de flores, frutales y hortalizas, tanto a cielo abierto como cubiertos (incluyendo también viveros comerciales). Pertenecen, de igual forma, las plantas aromáticas, medicinales y culinarias, además de otros cultivos de cosecha anual con más del 75% del área bajo un sistema de rotación. Parte de esta clase son las parcelas de tierras de labor con una superficie de varias hectáreas, sin incluir los pastos permanentes. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 68 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Código 212 - Terrenos regados permanentemente Se trata de cultivos regados periódica o permanentemente utilizando una infraestructura de carácter permanente, como son los canales de riego o las redes de drenaje. La mayoría de ellos no pueden ser cultivados sin un aporte artificial de agua. No incluye tierras regadas de manera esporádica. Código 221 - Viñedos Son, como su propio nombre indica, terrenos plantados con viñas, cuando las parcelas de viñedo sobrepasan el 50% de la superficie y/o determinan la ocupación del suelo en la zona. Esta categoría encierra viñedos para producción de vinos o para uva de mesa y pasas, además de viveros vitícolas dentro de zonas de viñas, aunque excluyen los viñedos mezclados con tierras de labor o praderas en una misma parcela o intercaladas. Código 223 - Olivares Áreas plantadas con olivos sobre cubierta vegetal, incluso mezcla de olivos y viñas en una misma parcela. Se encuentran inmersas dentro de esta clase, además, las plantaciones mediterráneas de Olea europaea ssp. europaea, sin incluir olivares abandonados ni olivos pertenecientes a zonas boscosas o silvestres. Código 231 - Prados y praderas Se refiere a una cobertura herbácea densa, de composición floral, dominada por gramíneas y que no se encuentra bajo un sistema de rotación. Son utilizados principalmente para pasto pero pudiendo haber recogida mecánica para forraje. Incluye también áreas cubiertas de setos. Código 242 - Mosaicos de cultivos Se definen en dicha clase una amalgama de pequeñas parcelas de cultivos anuales, pastos de ciudad jardín, barbechos y/o cultivos permanentes eventualmente con casas o huertos dispersos. A estos últimos tipos de cultivo hay que añadir los mosaicos en secano, en regadío o mixtos. Código 243 - Terrenos principalmente agrícolas con importantes espacios de vegetación natural Aparecen como referencias de este tipo de uso las zonas ocupadas principalmente por la agricultura y que se encuentran entremezcladas con importantes espacios de vegetación natural o seminatural (incluyendo zonas húmedas y agua). Código 244 - Sistemas agro-forestales Son cultivos anuales, pastos o barbechos bajo cubierta leñosa de tipo forestal que cubren menos del 50% de la superficie, siempre y cuando no predomine la zona de bosque sobre los cultivos. Código 311 - Bosques de frondosas Los “bosques de frondosas” son formaciones vegetales compuestas principalmente por árboles, incluyendo monte bajo de arbustos, donde predominan las especies de frondosas. En esta clase emergen zonas con una cubierta vegetal mayor del 30% o de densidad de plantación de 500 pies/ha, con más del 75% de frondosas en la estructura de plantación. En caso de plantaciones jóvenes o semilleros la proporción de frondosas a considerar es, al menos, el 75% del total de plantas. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 69 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Código 312 - Bosques de coníferas Las características que definen este uso del suelo son idénticas a las de la clase anterior, es decir, se trata de formaciones vegetales compuestas principalmente por árboles, incluyendo monte bajo de matorral, aunque lógicamente en este caso son las especies de coníferas las predominantes. Código 313 - Bosque mixto En este caso, el “bosque mixto” se considera si la proporción de las especies arbóreas anteriormente mencionadas no supera el 25% de la cubierta, en consecuencia, se trata de formaciones vegetales compuestas fundamentalmente por árboles, incluyendo monte bajo de matorral, donde no predominan ni las frondosas ni las coníferas. Código 321 - Pastizales naturales Los “pastizales naturales” pertenecen a una categoría que engloba pastizales de baja productividad. Normalmente están situados en zonas de terreno escarpado o irregular y de manera frecuente incluye zonas rocosas, zarzas y brezales. Los pastizales naturales están compuestos por vegetación herbácea de cierta altura, no superando los 1,5 m y que cubre al menos el 75% de la superficie cubierta por vegetación, sin prácticamente ninguna intervención humana, sin siega, sin fertilizantes o estimulaciones con productos químicos. Aquí caben, por ejemplo, las formaciones herbáceas de zonas protegidas, zonas cársticas, campos de maniobras militares (la intervención humana no puede ser del todo descartada, pero no ha de suprimir el desarrollo natural o la composición de especies de los prados), zonas con matorrales o arbolado disperso. Código 323 - Vegetación esclerófila La “vegetación esclerófila” arbustiva, incluye maquis y garriga, que son asociaciones de vegetación tupida de numerosos arbustos y asociaciones arbustivas discontinuas respectivamente, siendo las primeras típicas de suelos silíceos y las segundas propias de zonas calcáreas. Código 324 - Matorral boscoso de transición Se trata de vegetación arbustiva o herbácea con árboles dispersos, puede tratarse de una degradación forestal o de una regeneración o recolonización forestal. Se incluyen aquí zonas de desarrollo natural de bosques (especies de frondosas y coníferas jóvenes con vegetación herbácea y árboles aislados), en praderas y pastos abandonados o tras diversos tipos de catástrofes, parte de esta clase puede comprender también varios estadios degenerativos de bosques creados por contaminación industrial, etc. Código 332 - Roquedo Son pedregales, acantilados, afloramientos rocosos, incluidos arrecifes y estratos rocosos situados por encima del nivel de las mareas y sometidos a una erosión activa. Código 333 - Espacios con vegetación escasa Dicho uso comprende estepas, tundra y malastierras. La vegetación se encuentra dispersa y está compuesta por gramíneas y/o especies leñosas o semileñosa. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 70 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Código 512 - Láminas de agua Con “láminas de agua” se refiere a extensiones de agua naturales o artificiales, incluyendo toda la vegetación flotante, archipiélagos de lagos y las superficies de agua de piscifactoría. Es necesario indicar que una presa se aísla y se considera que pertenece a la clase “zonas industriales y comerciales” (121) si posee una superficie de consideración, mayor de 25 ha. 6.2) METODOLOGÍA LIDAR. El sistema LiDAR (Detection and Ranging) en la que se apoyarán los cálculos para la caracterización del medio fluvial que se realizarán en el presente proyecto es un proceso cuyos inicios datan de la década de los años 70, siendo parte importante de los programas de investigación llevados a cabo por la Agencia Espacial Americana. Originariamente poseía una complicación fundamental, que era un muy elevado presupuesto y unas muy limitadas posibilidades de implantación, lo que evitó su posterior desarrollo hasta conseguir un avance viable y económico para dicha tecnología, que posteriormente se consideró como muy válido, debido a la inmensa cantidad de aplicaciones que tenía. A esta evolución tecnológica ayudó formidablemente el desarrollo del GPS (Global Positionig System), que facilitó la precisión posicional requerida por la tecnología LiDAR, a lo que hay que añadir la alta precisión que se consiguió en la medida del tiempo de retorno de los pulsos. Estas dos mejoras supusieron un avance grandioso tanto en la resolución como en la fiabilidad y la precisión del sistema, aumentando infinitamente sus aplicaciones. Un sistema LiDAR se basa en la emisión de pulsos de láser desde una determinada plataforma, situada ésta en tierra o en aire. La distancia al objeto al que se proyecta el haz de luz láser se determina midiendo el tiempo que transcurre entre la emisión del pulso y su vuelta a la citada plataforma, al igual que ocurre con la tecnología radar y a las estaciones totales topográficas. La tecnología LiDAR tiene muy diversas aplicaciones y a su vez en distintos campos, como puede ser en geología, sismología o física de la atmósfera, ya que la medición del tiempo de retorno de los pulsos del láser permite calcular la distancia que separa el sensor de la superficie del suelo o de los objetos situados en la misma, arrojando una imagen digital del terreno. Se puede asegurar que el LiDAR constituye una tecnología muy novedosa y muy eficiente para la adquisición de Modelos Digitales del Terreno (MDT) y Modelos Digitales de Superficie (MDS) de grandes áreas, con una altísima resolución que facilitaría la posterior utilización de estos mapas para una inmensa cantidad de aplicaciones. El MDT original sería un Modelo Digital de Superficie, y a partir de éste se podrían desarrollar otros modelos según las necesidades específicas de cada uno de los proyectos. La diferencia que existe entre la forma de obtención de un MDT y un MDS se debe a que los múltiples ecos recibidos y analizados dan información sobre las diversas superficies que el rayo láser emitido encuentra a su paso, siendo los primeros pulsos los que definen los elementos situados sobre la superficie y los últimos, en su mayoría, definen la propia superficie del terreno. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 71 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Fig. 30. Ortofotos finales que proporciona la tecnología LiDAR. Modelo Digital de Superficie o MDS (imagen izquierda) y Modelo Digital del Terreno o MDT (imagen derecha), en la que se puede observar la misma imagen formada a raíz de los primeros y los últimos pulsos recibidos de cada señal emitida. (Fuente: DIELMO 3D, S.L.). Por un lado, en un MDS (Modelo Digital de Superficie) se representa la superficie real del terreno, incluyendo en la imagen generada la vegetación, las edificaciones y todos los elementos artificiales estructurales que no constituyen el propio terreno. Con la técnica descrita se obtiene el modelo interpolando los puntos del primer pulso, y posteriormente eliminando los puntos de aire debidos a choques del haz láser con pájaros, etc. Por otro lado, el MDT (Modelo Digital del Terreno) se obtiene interpolando los puntos del último pulso y eliminando aquellos que no pertenecen al terreno. Pueden ser generados a alta resolución con un detalle considerable, haciendo que la tecnología sea más eficiente en términos de coste cuando se compara con los métodos fotogramétricos. El sistema LIDAR, como se ha mencionado anteriormente, puede ir instalado en una plataforma en tierra o en un aparato aéreo, y en este último caso podría transportarse tanto en aviones como en helicópteros. Ambas posibilidades tratan de escanear la superficie que se encuentra bajo la aeronave recopilando toda la información de la cubierta vegetal y penetrando hasta el terreno, obteniendo numerosa información con gran precisión. Además tiene una ventaja muy grande sobre otros sistemas, y es que la tecnología LiDAR se basa en el uso de sensores activos, con lo que la obtención de los datos correspondientes no obedece a las condiciones meteorológicas y se podría medir por la noche. Dependiendo del sistema, las frecuencias de escaneo pueden rondar desde los 50.000 hasta los 100.000 pulsos por segundo. Utilizando información adicional tal como son los valores de intensidad del láser, se puede determinar tanto el tipo de superficie, como el suelo, la vegetación, los edificios y otros objetos que estén situados sobre la propia superficie. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 72 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Fig. 31. Representaciones del proceso de obtención de información para generar modelos digitales a través de sistema LiDAR instalado en aeronaves. (Fuente: DIELMO 3D, S.L.). De los MDS y MDT elaborados a través del LiDAR se pueden derivar innumerables aplicaciones diferentes, debido en gran parte a la rapidez de adquisición de resultados y a que éstos no dependen del trabajo de campo, entre ellas podrían destacar líneas de transmisión y distribución eléctrica, supervisión de las condiciones de terraplenes (carreteras, ríos y vías de tren), diseño de ingeniería, gestión de zonas de costa, cartografía topográfica y cartografía de riesgos, análisis de zonas inundables y gestión de ríos, inventarios forestales y gestión de recursos, diseño y planificación urbana, modelización y simulación, animación 3D, así como, generación de mapas de ruido. De todo el abanico de aplicaciones interesan sobre todo para el estudio la obtención de cartografía y el análisis de zonas inundables y gestión de ríos. La tecnología LIDAR permite la posibilidad de incorporar a un SIG la geometría del cauce obtenida del MDT al modelo hidráulico y poder así realizar estudios de zonas inundables y gestión de ríos. Con esto, a su vez, se facilita la obtención de forma de manchas de inundación, el trabajo en su caso con modelos bidimensionales, etc. Además de estas facilidades, la utilización de tecnologías LIDAR en estos estudios aporta numerosas ventajas, como el menor coste de la cartografía y una mayor precisión y la velocidad en la adquisición y procesado de los datos. Los principales inconvenientes se basan en la necesidad de realizar batimetrías en determinados casos, la falta de información referente a la cartografía (toponimia, etc.…), necesidad de contrastar o corregir zonas alta vegetación de ribera o con elementos lineales (motas de protección, etc.). Topografía y algunas aplicaciones derivadas En topografía, la medición de distancias con láser para aplicaciones de mapas a gran escala está revolucionando la toma de datos digitales relativos a la elevación de terrenos. Esta técnica es una alternativa a otras fuentes de toma de datos como el Modelo Digital del Terreno (MDT). Se puede usar como una fuente de datos para los procesos de contorno y generación de curvas de nivel para ortofotos digitales. Un sistema LiDAR emite pulsos de luz que se reflejan en el terreno y otros objetos de cierta altura. Los fotones de los pulsos reflejados son transformados en impulsos eléctricos e interpretados por un registrador de datos de alta velocidad. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 73 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Para poder referenciar correctamente el punto que se ha medido en el terreno, se utiliza la combinación de dos técnicas diferentes: INS (Sistema de Navegación Inercial): permite medir la orientación exacta del sensor. Este sistema mide los ángulos con una precisión de 0.001 grados, lo que permite compensar los movimientos bruscos que sufre el sensor a bordo del avión, pudiendo calcular en cada momento las coordenadas exactas del punto que estamos midiendo en el terreno. GPS diferencial para poder medir la posición exacta del sensor. De esta forma se obtienen las alturas del terreno con una precisión en alturas del orden de 15 cm. Si el sensor trabaja con una frecuencia de 33 Khz, el proceso de medida descrito anteriormente se repite 33.000 veces por segundo, lo que permite obtener modelos de alta calidad, con una resolución espacial de 1 metro por pixel. Los sistemas LiDAR registran datos de posición (x,y) y de elevación (z) en intervalos predefinidos. Los datos resultantes dan lugar a una red de puntos muy densa, típicamente a intervalos de 1 a 3 metros. Los sistemas más sofisticados proporcionan datos de primer y segundo retorno que proporcionan alturas tanto del terreno como de su vegetación. Las alturas de la vegetación pueden proporcionar la base de partida para el análisis de aplicaciones de diferentes tipos de vegetación o de separación de altura. Una ventaja muy importante de dicha tecnología, es que los datos se pueden obtener incluso en condiciones atmosféricas en las que la fotografía aérea convencional no puede hacerlo. Por ejemplo, la toma de datos puede hacerse desde un avión en vuelo nocturno o en condiciones de visibilidad reducida, como las que se dan con tiempo nublado. Los productos estándar fotogramétricos derivados de los datos LiDAR incluyen modelos de contorno y elevación para ortofotos. Para la obtención de contornos precisos, y en ocasiones para la generación de ortofotos digitales, se requiere un post-procesamiento de los datos iniciales. Debido a la densidad de puntos obtenida, los contornos derivados de LiDAR, aunque altamente precisos, tenderán a tener una apariencia más quebrada. Con el post-procesamiento se pueden obtener datos de: extracción de cota suelo, extracción de edificios, extracción de árboles y masas forestales, herramientas de depuración del terreno, creación de vectores tridimensionales, herramienta de cuadratura de edificios, herramienta de edición de lujo y recorte de imágenes. La precisión de los datos obtenidos mediante la técnica LiDAR dependen de: • La altura de vuelo. • El diámetro del rayo láser (dependiente del sistema). • La superficie del terreno: cuando el rayo láser llega al terreno se comporta de forma diferente dependiendo de las características de los objetos que se encuentre: - En una superficie sólida (edificios, suelo, etc.), el rayo se refleja sin ningún problema y vuelve al avión. - En el agua el rayo láser es absorbido rápidamente y no vuelve al avión, por lo que no se obtiene ninguna información. - En vegetación, el rayo choca en primer lugar con la copa del árbol. En este momento parte del rayo se refleja y vuelve al avión, pero al tratarse de una superficie no sólida, Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 74 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 hay otra parte del rayo que atraviesa la vegetación hasta llegar al suelo y vuelve al avión. El sistema guarda el primer y último pulso. Fig. 32. Imagen representativa de la captura de datos en diferentes superficies, superficie sólida (1), agua (2) y vegetación (3). (Fuente: DIELMO 3D, S.L.) • La calidad de los datos GPS/IMU y los procedimientos de post-procesamiento. Se puede llegar a precisiones de 1 metro en las coordenadas de posición y unos 15 cm en la coordenada de altura, si las condiciones en las que se realizan las medidas son óptimas. Sin embargo, para cualquier aplicación a gran escala y que requiera una elevada precisión, los datos obtenidos se deberán comparar con otras técnicas. Debido a la respuesta del haz de luz ante la presencia de vegetación, se puede conocer la altura de los árboles, posición, así como otra información que hacen que sea de gran utilidad en aplicaciones forestales. De la misma forma, no sólo se puede observar altura de la vegetación, sino también imágenes que reflejen los edificios mediante la clasificación de los mismos Otro de las salidas que permite esta tecnología es la ortofotografía en verdadera proyección (true orto) o imagen georreferenciada, que tiene aplicaciones en modelación hidráulica, estudios geomorfológicos y ambientales, además de mejorar notablemente la presentación de resultados 6.2) PROCESO DE MODELIZACIÓN HIDRÁULICA DEL FENÓMENO INUNDACIÓN DEL RÍO GUADARRAMA EN LA ZONA DE MÓSTOLES. DE La modelización hidráulica del tramo perteneciente al presente proyecto tiene por objetivo final básico conseguir obtener los mapas de inundación correspondientes a las avenidas de los períodos de retorno de 5, 100 y 500 años, en función de la probabilidad de ocurrencia de éstas. Se ha decidido utilizar estos periodos de retorno por la adopción de una clasificación de las mismas como de alta, media y baja probabilidad respectivamente. Para la consecución de dicho objetivo se precisa del apoyo de la aplicación informática HEC-GeoRAS, que es una extensión para el programa ArcGIS del software HEC-RAS, desarrollada por el HEC (Hydrologic Engineering Center) del US Army Corps of Engineers. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 75 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 La extensión HEC-GeoRAS engloba un conjunto de herramientas que permiten trabajar con datos en formato compatible con ArcGIS, es decir, datos cartográficos georeferenciados y digitalizados, a través de la posibilidad de exportación de los mismos en un formato compatible con HEC-RAS. Esto va a facilitar su procesado e introducción en el modelo de cálculo hidráulico que se va a utilizar posteriormente Básicamente configura un archivo con datos de la superficie del terreno, incluyendo la forma del cauce, las secciones transversales y las características generales del tramo de estudio para, posteriormente, exportarlo a HEC-RAS y modelizar dicha zona de estudio para lograr adquirir los calados, las velocidades y superficies de inundación del agua. Una vez concluido el proceso de simulación con HEC-RAS los resultados se exportarán nuevamente, esta vez con formato compatible con ArcGIS para dibujar los mapas de peligrosidad y riesgo de inundación mediante este sistema de información geográfica. Es posible resumir el conjunto de acciones necesarias para el proceso de modelización diferenciando tres fases principales a desarrollar. En una primera fase que se ha denominado “PreRAS” se va a preparar la información física y morfológica que precisa el modelo para el cálculo de la simulación. En una segunda fase, denominada “Modelización del proceso de inundación mediante HEC-RAS”, se obtendrán los resultados y la representación gráfica del funcionamiento del modelo hidráulico calculado. Finalmente, en una tercera fase denominada “Post-RAS”, se van a representar como información geográfica los resultados obtenidos, buscando que dicha representación sea lo más intuitiva posible y que los mismos destaquen a simple vista. A continuación se presentan una serie de esquemas en los que queda representada la secuencia lógica de las acciones que forman parte de esta parte del estudio, separadas por las fases mencionadas anteriormente: Pre-RAS. DESCRIPCIÓN FÍSISCA Y MORFOLÓGICA DEL TRAMO Figura 33. Descripción física y morfológica del tramo Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 76 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 MODELIZACIÓN DEL PROCESO DE INUNDACIÓN MEDIANTE HEC-RAS Figura 34. Modelización del proceso de inundación mediante HEC-RAS Post – RAS. INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS POR EL MODELO Figura 35. Interpretación de resultados Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 77 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 (1) Pre-RAS. DESCRIPCIÓN FÍSISCA Y MORFOLÓGICA DEL TRAMO Como se ha manifestado en párrafos anteriores, la fase denominada “Pre-RAS” se emplea para obtener la información morfológica del cauce a partir de información de carácter geográfico. Esta información será introducida en la siguiente fase en el modelo de cálculo para su posterior integración en las variables del proceso de simulación, a través del programa HEC-RAS, proporcionando finalmente unos resultados ajustados, en la medida de lo posible, a la realidad del tramo. El principal instrumento para facilitar la labor descrita es la herramienta HEC-GeoRAS. Se trata de una aplicación que permite adaptar la información geográfica digital de la zona donde tiene lugar el proyecto a las condiciones que exige el programa HEC-RAS para ejecutar la modelización fluvial de la inundación. Prepara los archivos del programa ArcGIS y posibilita la exportación de los mismos al HEC-RAS de cara a una simulación hidráulica que se aproxime matemáticamente al comportamiento real del tramo estudiado. Como se especifica en el cuadro anterior, el proceso de “Pre-RAS” puede dividirse a su vez en varias fases. Éstas son esenciales para la correcta modelización del fenómeno de avenidas mediante la herramienta informática HEC-RAS, ya que la simulación del comportamiento del río depende de una serie de condiciones y variables que han de ajustarse y completarse adecuadamente para ejecutar el modelo final. Seguidamente se desarrollan los pasos que se han de completar para exportar los archivos GIS al siguiente nivel, es decir, elaborar los ficheros que posteriormente constituirán el de importación para el procesado morfológico del tramo de río. El primer paso que es necesario abordar, como parece lógico, es la delimitación de la zona en la que el estudio y los cálculos se han de centrar. Para ello se hace imprescindible elaborar un MDT (Modelo Digital del Terreno) que contenga la información de la elevación o cotas de todos los puntos de la superficie del terreno. En la elaboración del proyecto que se presenta, se ha contado con un archivo en formato digital obtenido mediante tecnología LIDAR. La principal ventaja del uso de esta tecnología en la digitalización de la superficie del terreno radica en el hecho del excelente nivel de detalle que proporciona, ya que el formato de malla o GRID de las celdas en las que se encuentra dividido tiene un tamaño de 1m x 1m. En secciones anteriores de este trabajo se hace una descripción más detallada del funcionamiento y la aplicación de la tecnología LIDAR para la digitalización del terreno. A partir de la información contenida en el MDT, y para facilitar el proceso de delimitación del tramo en cuestión, se ha construido un fichero Shape que delimita la zona de estudio en la que se encuentra el tramo del río. Con esta delimitación se consigue tener localizado el tramo a analizar y proporcionar un apoyo esencial para los siguientes procedimientos principalmente. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 78 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 La altísima calidad y resolución obtenidas con el MDT-LIDAR es un elemento importantísimo, ya que en el proceso de establecimiento de las zonas inundables, se debe percibir y certificar claramente los daños que el fenómeno de avenida causará en el medio ambiente, en las infraestructuras, en los usos del suelo y, sobre todo, a la población que pueda verse afectada por dicho evento catastrófico. Se debe siempre anteponer la seguridad de los seres humanos a los demás elementos damnificados. Una vez confinado el tramo, comienzan las labores de preparación de los ficheros de datos cuyo fin será la exportación a HEC-RAS. El archivo del MDT-LiDAR no es más que un conjunto de datos que contienen información relativa a las cotas de las celdas que lo componen. De esta manera se puede comprobar a simple vista la morfología del cauce habitual, de las llanuras de inundación, y la topografía general del terreno. Adicionalmente y de forma más concreta para el trabajo que se desarrolla se procede a trazar, con la mayor exactitud posible, el eje central del río Guadarrama, tratando de unir los puntos con menores cotas, de manera que quede definido el lugar de paso del agua a lo largo del curso. Se trata del primer paso para elaborar los demás condicionantes necesarios para el posterior proceso de modelización, ya que a partir del eje se derivan todos los demás elementos, banks, flowpaths, secciones transversales, etc. Figura 36. LIDAR del tramo y delimitación de la zona de estudio. (Fuente: Elaboración propia). El eje del río se realiza mediante el programa ArcGIS, de manera manual, con una opción que permite editar capas, en este caso polilíneas que se adaptan a la forma del cauce. El eje del río posee un trazado que sigue el curso de la corriente, acomodándose a su forma, a sus meandros...etc. Si en algún subtramo existe un desdoblamiento del cauce, basta con elegir uno de ellos, quedando el otro o los otros como cauces secundarios, ya que el dibujo del eje no es más que una aproximación. Al finalizar el trazado del eje del río o canal central, el siguiente paso a ejecutar sería el delineado de las orillas del río, o banks como las denomina por defecto el HEC-Geo-RAS. El delimitado de dichas orillas es muy intuitivo debido a que, como se ha comentado en líneas anteriores, el espectro de colores marca de manera muy clara la altitud de los puntos de la superficie del terreno, con lo que todos los accidentes geográficos quedan ampliamente Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 79 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 contrastados. Al igual que pasa con el eje central del río, el cauce principal se manifiesta de forma notoria en el archivo GRID y de manera cuasi exacta se consiguen delimitar las orillas. En caso de necesitar un nivel de detalle mayor, es posible ejecutar un trazado más ajustado mediante la elaboración y posterior visualización del mapa de pendientes a partir del MDT que el propio ArcGIS permite ejecutar. En este segundo caso al delimitar las zonas con mayores pendientes es posible distinguir de forma más exacta los accidentes del terreno y en concreto aquellos asociados al cambio de pendiente originados por la acción erosiva del agua. En el caso del estudio esta opción se ha utilizado para comprobar el trazado correcto del eje del río y en las fases posteriores de análisis de los resultados. La siguiente acción a desarrollar tiene una cierta importancia ya que el trazado de las flowpaths (líneas de flujo preferente) es básico básicas para la correcta modelización. Esto es así porque el programa HEC-RAS recurre a las mismas para establecer la distancia que existe entre las diferentes secciones transversales que se consideren y de esta manera calcular cómo varía la altura de la lámina de agua entre secciones. Las flowpaths se trazan siguiendo un orden determinado, empezando por la situada en la margen izquierda del río, continuando por la central o channel, aunque para definir ésta última se recurre al eje del río, cuyo trazado se ha realizado en el primer paso de la fase de “Pre-RAS”, y finalmente, se termina con el perfilado de la línea de flujo preferencial correspondiente a la margen derecha del cauce. Fig. 37. Imagen aumentada del trazado del eje central del río (azul), de las orillas del cauce (rojo) y de las flowpaths (amarillo). (Fuente: Elaboración propia). Tras la ejecución de la serie de líneas longitudinales al cauce que se han ido describiendo, se presenta la necesidad de construir las secciones transversales o XS Cutlines tal y como son denominadas en el HEC-GeoRAS. Estas secciones del cauce deben trazarse a lo largo de toda la longitud del tramo. Para optar a un resultado final óptimo sería preciso elaborar todas y cada una de las secciones transversales del río, separadas por distancias infinitesimales, pero este nivel de detalle es difícil de conseguir e incluso puede dar ciertos problemas a la hora de ejecutar el programa de cálculo con lo que es inevitable reducir el número de las secciones a uno que pueda resultar viable y adecuado para la simulación. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 80 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 La necesidad de utilización de las secciones transversales radica en que de esta manera se consigue, por una parte, caracterizar en varios subtramos toda la longitud del río, y por otra, tener definida la forma del cauce y de las zonas adyacentes al mismo. Ambas partes resultan elementales para conseguir obtener los resultados de la inundación en el tramo de estudio, debido a que al conocer las cotas exactas de todos los puntos que compondrían las Cutlines, unido posteriormente a los datos de caudales recogidos para los diferentes períodos de retorno, se tendrían los datos necesarios para la ejecución, mediante HEC-RAS, de la simulación, como se explicará más adelante en el apartado siguiente que corresponde a dicho programa, logrando obtener la velocidad y el calado que alcanzaría la superficie del agua. Figura 38. Detalle de las secciones transversales consideradas para la modelización Además hay que indicar que, para una correcta simulación del proceso de inundación es primordial que las secciones transversales corten a las líneas de flujo preferente, ya que debido a esta sencilla razón, el programa HEC-RAS, define la distancia que hay entre las mismas, posibilitando los posteriores cálculos, ya que dicho programa actúa evaluando la variación de energía entre una sección transversal y la inmediatamente anterior. No es el único “pero” que posee la ejecución de las distintas secciones. Otro problema que puede surgir es la discrepancia para alcanzar resultados en el caso en que se corten dos secciones, debido a que el programa revelaría una causa de incompatibilidad, imposibilitando la obtención de dichos resultados. Como colofón a la parte inicial, la de “Pre-RAS”, y como se ha mencionado y viene señalado en el esquema del proceso, la última fase que hay que acometer es la de completado de la información de los ficheros que se han ido generando a lo largo del procedimiento. El HEC-RAS necesita una entrada de datos que cumplan con una serie de condiciones que el programa exige. La extensión HEC-GeoRAS posee de una opción que permite efectuar la tarea descrita, por un lado la opción Streamline Attributes, que permite acometer el completado de los datos del eje central del Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 81 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 río, y por otro la opción XS Cutlines Attributes, que posee el mismo efecto pero para completar la información de las secciones transversales, obteniéndose al final dos ficheros de datos con la información finalizada para el siguiente paso, la modelización mediante HEC-RAS (2) MODELIZACIÓN DEL PROCESO DE INUNDACIÓN EN LA ZONA DE GUADARRRAMA DE LOS MUNICIPIOS DE MÓSTOLES, NAVALCARNERO Y VILLAVICIOSA DE ODÓN, MEDIANTE EL USO DE LA APLICACIÓN INFORMÁTICA HEC-RAS Concluida la fase que en este estudio hemos denominado como Pre-RAS, en la que se prepara el fichero con la información geográfica del cauce y de las distintas secciones en el tramo de análisis, se va a proceder al cálculo de las alturas alcanzadas por el agua a partir de las leyes de frecuencia de caudales máximos al inicio del tramo. Esta modelización se va a llevar a cabo mediante el uso de la aplicación HEC-RAS (Hydrologic Engineering Centers - River Analysis System) Para realizar este proceso de modelización mediante el HEC-RAS se deben completar una serie de etapas previas a la puesta en funcionamiento del modelo de cálculo en las que básicamente se va a tratar de describir la realidad del cauce lo más detalladamente posible, con el objetivo de adoptar los valores más adecuados de las variables de cálculo que el modelo va a utilizar. Concluidas estas etapas de establecimiento de las condiciones de contorno, se procede al proceso de simulación y finalmente al análisis de los resultados obtenidos. En los siguientes párrafos se van a describir cada una de estas etapas de forma pormenorizada. FASE 1 – ESTABLECIMIENTO DE LAS CONDICIONES DE CONTORNO En una primera fase, se va a generar, mediante las herramientas del programa, la geometría característica del cauce en nuestro tramo, así como las condiciones necesarias para la el análisis del proceso de inundación que es objeto de estudio. En este caso se ha recurrido al modelo digital del terreno (MDT) de la zona para el estudio mediante un sistema de información geográfica (Arc-GIS) de la morfología del cauce. Se ha utilizado una extensión desarrollada por el HEC denominada GeoRAS, que permite en primer término la definición de los parámetros morfológicos del río, la exportación de esta información en formato SIG a un formato adecuado para HEC-RAS en segundo lugar y finalmente la importación de los resultados obtenidos en la simulación para su nueva interpretación cartográfica con Arc-GIS. En párrafos anteriores de este trabajo, se ha hecho una descripción más detallada de la extensión HEC-GeoRAS y el proceso que se ha seguido para la definición del cauce con lo que no es necesario extenderse más en este punto. (A) Descripción morfológica del cauce a través de las secciones. Respecto a la descripción morfológica de las secciones que caracterizan al tramo es importante destacar al comienzo de este punto que el uso del GeoRAS, tal y como se ha mencionado anteriormente facilita en gran medida la definición de las mismas. Sin embargo, hay que tener en cuenta que es necesario contar con un modelo digital del terreno suficientemente detallado para que la información que se obtiene para la definición de las secciones se ajuste adecuadamente a la realidad. El uso de la tecnología LIDAR para la obtención del MDT ha supuesto un gran avance en referencia a la precisión de la información que es capaz de registrar. En este estudio se ha utilizado un MDT obtenido a través del uso del LIDAR y que a pesar de no ser tan preciso como la caracterización topográfica in-situ de las secciones del cauce, se considera adecuada para la consecución de los objetivos planteados en este trabajo. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 82 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Una vez introducidas en HEC-RAS estas secciones obtenidas mediante el análisis SIG, es necesario establecer y recolocar en caso de ser necesario los puntos que definen la caja del río, que el programa denomina como “Bank Points”, ya que servirán para la distinción de las distintas zonas que conforman la sección. Durante este proceso es importante situar los límites del cauce de forma adecuada para que el proceso de modelización sea correcto, debiendo respetar básicamente el primer cambo significativo de cota a ambos lados del eje del río como puntos definitorios. En algunos casos pueden aparecer ligeras diferencias entre una orilla u otra aunque lo normal será adoptar puntos de cotas muy similares. Así mismo será necesario eliminar puntos en aquellas secciones que por su longitud y forma tengan en su haber más de 500 puntos definitorios. Esto es así porque el HEC-RAS no puede computar con más de 500 puntos por sección, por lo que integra entre sus herramientas una denominada como “Cross Section Point Filter” con la que es posible eliminar puntos similares a otros que no aportan información significativamente distinta de los demás de su entorno. De esta manera se pueden eliminar y obtener en todos los casos secciones de menos de 500 puntos, de forma interactiva ya que el programa permite modificar los umbrales de tolerancia de este filtrado de puntos, así como cada una de las secciones que queremos tratar. En la siguiente figura queda recogida una de las secciones del tramo, en el que se distinguen atributos que nos ayudan a definir las zonas de la sección así como sus límites laterales: Figura 39. Sección tipo de Guadarrama, con los puntos rojos marcando la extensión de la caja del río y distinguiendo las distintas zonas y sus coeficientes de Manning Finalmente es importante en esta fase, definir de forma adecuada los límites de las distintas secciones. Estos límites serán los suficientemente extensos para que en el proceso de cálculo, en caso de ser alcanzados por la avenida, esta no desborde por encima de la cota de los mismos. Si esto ocurriera, el programa de forma automática, y al detectar que no hay terreno, construye un muro vertical de forma virtual, que hace las veces de límite, falseando por tanto los calados alcanzados en esa sección. Para evitar este problema es necesario en primer lugar realizar una minuciosa elección de la sección; pero si la constancia de este error se produce una vez iniciado el cálculo, será necesario extender la sección hasta superar un determinado valor de cota para que no se inunde por completo la zona o, en el último extremo, eliminar la sección en esa zona. (B) Caracterización del funcionamiento hidráulico de las diferentes zonas en cada sección a través de parámetro del número de Manning. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 83 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Obtenidas las secciones, el programa HEC-RAS nos permite definir una serie de variables necesarias para la caracterización del funcionamiento hidráulico del tramo. Entre estas variables cabe destacar el número de Manning, parámetro que da idea de la rugosidad y la influencia de ésta sobre las pérdidas de energía que experimenta el fluido al atravesar cierta sección transversal del terreno. El valor del parámetro de Manning es difícil de definir pues varía en función de una serie de condiciones como son; la rugosidad de la superficie por dónde circula el fluido, la vegetación existente en la zona, la irregularidad característica del eje del río, la temperatura...etc. En un esfuerzo de concreción de valores característicos de distintos tipos de cauce, el HECRAS recoge una tabla orientativa obtenida de bibliografía especializada (“Open Channel Hydraulics” Chow, 1959) y que ha servido de base para la elección de los valores para las distintas zonas del tramo objeto de estudio. De esta forma, se ha simplificado la definición del valor del parámetro de Manning en función de los usos del suelo del CORINE en la zona estudiada. El resultado de este proceso queda recogido en la siguiente tabla: USO-CORINE USO-HEC-RAS VALOR MANNING 131- Zonas extracción Minera 112 – Tejido Urbano Discontinuo Zonas despejadas, Urbanas, sin obstáculos significativos 0.030 211 – Tierras de Labor en Secano 311 – Bosques de Frondosas 242 – Mosaicos de Cultivos Zonas con Vegetación Arbórea de porte medio 0.100 Arbustos de bajo porte dispersos y Pastizales naturales 0.050 321 – Pastizales Naturales 323 – Vegetación Esclerófila Tabla 9. Valores del parámetro de Manning adoptados para las distintas zonas del cauce objeto de estudio en función de los usos del suelo (C) Establecimiento de las condiciones de contorno para la variante del modelo de cálculo. Definida la morfología del cauce a través de las distintas secciones transversales, el siguiente paso es introducir las leyes de frecuencia de caudales máximos tal y como ha quedado descrito en párrafos anteriores de este estudio. En este punto, se van a considerar tres periodos de retorno como significativos para el estudio de zonas inundables; el periodo de retorno de 5 años (T5), el periodo de retorno de 100 años (T100) y el periodo de retorno de 500 años (T500). Para cada uno de los periodos de retorno escogidos se obtendrá la ley de frecuencia a partir del CD de mapas de caudales máximos de la Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 84 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 cuenca del Tajo, elaborados por el Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX, por encargo de la Dirección General del Agua, dentro del Convenio “Asistencia técnica, investigación y desarrollo en materia de Gestión del Dominio Público Hidráulico y explotación de obras”. El objeto de los mapas es facilitar una estimación del valor de los caudales de avenida para que sean empleados en el diseño de obras o infraestructuras de menor importancia, así como en trabajos generales de gestión del Dominio Público Hidráulico y zonas inundables, en los que no sea necesaria una elevada precisión en la estimación de los caudales. Además la aplicación informática permite realizar estimaciones de los cuantiles correspondientes a otros periodos de retorno mediante interpolación entre los valores facilitados por los mapas. Para realizar dicha interpolación, la aplicación informática emplea la función de distribución de Valores Extremos Generalizada y el método de mínimos cuadrados. Es importante que el usuario tenga en cuenta que dicha interpolación no forma parte de la información contenida en los mapas, y que valore si el valor del cuantil obtenido mediante la interpolación es o no adecuado. Figura 40. Capa principal del programa de caudales máximos de la cuenca del Tajo Una vez ejecutado el programa, a través de la opción de consulta de capas de caudales máximos, se pueden conseguir los valores de los mapas para los periodos de retorno establecidos, seleccionando el río, el punto del mismo en el que se llevará a cabo la medición y el periodo de retorno para el cual se quiere calcular, obteniendo en el caso del Guadarrama 490 m3/s para el periodo de retorno de 500 años. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 85 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Figura 41. Menú consulta de las capas de caudales máximos Además utilizando el menú de interpolación de cuantiles podemos estimar el valor de caudal para un periodo de retorno distinto a los considerados en los mapas. Figura 42. Menú interpolación de cuantiles Una vez pulsado el botón de Calcular, se rellanarán las casillas de Caudal (m3/s) y Periodo de retorno, si existe valor, es decir, si se pincha en uno de los punto incluidos en el mapa (puntos con cuencas iguales o mayores a 50 km2). Además, se activarán los botones de Gráfico de ley de frecuencia e Información de ajuste. Mediante el botón Gráfico de ley de frecuencia, podemos consultar la ley de frecuencia generada a partir de los valores obtenidos en el punto seleccionado para los caudales de 2, 5, 10, 25, Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 86 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 100 y 500 años aplicando la función de valores extremos generalizada, y de donde se ha obtenido el valor para el periodo de retorno introducido. Figura 43. Ley de Frecuencia para el río Guadarrama Mediante el botón Información de ajuste, podemos consultar la información del ajuste realizado para obtener la ley de frecuencia, la función de distribución utilizada, así como el valor obtenido para los parámetros de dicha función. En caso de necesitar información de arroyos más pequeños (cuencas de menos de 50 Km2) en los que no existen mapas de caudales se puede llevar a cabo con dicho programa el método racional. Los pasos para el cálculo del caudal son: 1. Selección del periodo de retorno. En este caso, podemos seleccionar un periodo de retorno de los ya preestablecidos (2, 5, 10, 25, 100 y 500), asignar uno manualmente 2. Selección del punto de cálculo. 3. Consultar los valores recomendados. Calcular las variables intermedias: Pulsando este botón, la aplicación calcula las variables intermedias en función del periodo de retorno seleccionado. Así, si se ha seleccionado un periodo de retorno de 2, 5, 10, 25, 100 ó 500 años, calculará todas las variables intermedias excepto el coeficiente corrector del P0 el cual hay que asignarlo manualmente. Para facilitar la selección de dicho coeficiente se pueden 4. Asignar Coeficiente corrector del P0. Que en caso del presente estudio se aplica un beta=0.9 5. Cálculo de Caudal. Presionando sobre el botón Calcular, la aplicación obtiene el caudal mediante aplicación del método racional y rellena las casillas de caudal m3/s y periodo de retorno. Como ejemplo de este paso se expone la siguiente imagen. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 87 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Figura 44. Menú del método racional El criterio para elegir estos tres valores se basa en que el T5 supone una inundación de alta probabilidad pero de baja gravedad, el T100 supone una inundación de valores medios para ambas variables y el T500 una inundación de baja probabilidad pero una gravedad muy importante. En la siguiente tabla quedan recogidos los caudales máximos (m3/seg) asociados a cada uno de estos periodos de retorno que serán datos de entrada para el modelo de HEC-RAS: T5 T100 T500 125 330 490 Tabla 10. Caudales máximos asociados a cada periodo de retorno utilizados en la modelización del proceso de inundación Estos caudales máximos son introducidos en la primera de las secciones utilizadas ya que se va a suponer que el caudal permanece constante a lo largo de todo el tramo de estudio. En el caso de que apareciesen cambios significativos de caudales máximos en algunas zonas, debidos a modificaciones en el cauce, ocupación de suelo...etc. sería necesario identificar esas zonas, obtener las leyes de frecuencia y sus caudales asociados. En este supuesto, podríamos encontrarnos dos situaciones; si el cambio significativo se produce en el propio tramo, la modificación en los caudales máximos estaría incluida en la ley de frecuencia y no habría que hacer ningún paso más. Sin embargo, si el cambio se produce por adición de caudal debido a un efluente al tramo estudio, se deben sumar los caudales e introducirlos en el modelo para que tengan representatividad. En cualquier caso, en este estudio no existen cambios significativos a lo largo del tramo y por ello no se ha tenido que introducir ningún dato de caudal distinto a los mencionados anteriormente. Para el proceso de modelización de la inundación se ha supuesto que el funcionamiento hidráulico del tramo es en régimen lento, que en el programa se denomina como “steady flow” Por tanto debemos definir las condiciones de análisis adecuadas para este tipo de régimen hidráulico tal Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 88 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 y como aparece en la siguiente figura, que recoge el formato de introducción de datos en el HECRAS para este tipo de análisis: Figura 45. Formato de introducción de condiciones de contorno para el análisis en régimen lento. Se pueden apreciar las distintas opciones que ofrece el programa en función de la información previa que sirva de estado inicial para el modelo. En el caso del estudio presentado, se ha considerado adoptar la opción del calado normal o “Normal Depth” tal y como se denomina en el HEC-RAS. Este valor corresponde a la pendiente media de la línea de energía, que al tratarse del régimen lento, se corresponde con la pendiente media del tramo de río. Dado de que se trata de un tramo con una pendiente regular, sin variaciones significativas en la zona, asumimos como valido el cálculo de pendientes a través de la diferencia de cotas del principio y del fin del tramo dividida entre la longitud total del mismo. De este cálculo se obtiene un valor de pendiente de 0.00186 lo que supone aproximadamente a una pendiente en torno al 0.18 %, que es la misma que obtenemos del análisis con ArcGIS del mapa de pendientes obtenido a partir del MDT de la zona. En la siguiente figura queda recogido el perfil del río obtenido a través de HEC-RAS y las secciones transversales así como los valores utilizados para el cálculo de la pendiente media del tramo. Figura 46. Perfil longitudinal del río con las secciones adoptadas y los datos necesarios para el cálculo de la pendiente en el tramo FASE 2 – PROCESO DE SIMULACIÓN Una vez se han introducido todos los valores de las variables de cálculo y definido morfológicamente el perfil del cauce que se va a estudiar se procede a poner en marcha el modelo de cálculo del HEC-RAS. Como se ha mencionado anteriormente se va a utilizar la opción de Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 89 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 cálculo en régimen lento o “steady flow” cuyo objetivo es calcular láminas de agua en las secciones escogidas, para un régimen de caudales gradualmente variado. Esta opción de cálculo permite simular el proceso de inundación en un tramo concreto o en una red hidrográfica de tipo dendrítico, bien sea en régimen subcrítico, súpercrítico o mixto. Está basado en la resolución de la ecuación de la conservación de la energía. Las pérdidas de energía se evalúan a través de la medición de la fricción, a través de la ecuación de Manning, y del coeficiente de expansión y contracción relacionado con los cambios de velocidad que experimenta el fluido. Adicionalmente, el programa recurre a la ecuación del momento (relacionada con la inercia del fluido) en determinados casos como son los cambios bruscos y puntuales de régimen de caudales, contactos con puentes y otros obstáculos que pudieran aparecer y que a través de herramientas de diseño geométrico del HEC-RAS es posible integrar entre las variables de cálculo. Esta opción de cálculo se considera adecuada para la evaluación de los cambios en las superficies del agua ante modificaciones significativas en el cauce o el canal dependiendo del escenario en el que se plantee el cálculo. Así mismo fue diseñado para los estudios de avenidas que son objeto del presente trabajo. Ejecutada la evaluación el programa recoge los resultados de forma gráfica y en tablas al efecto. Solo queda destacar la necesidad de controlar los posibles errores acontecidos durante la simulación por fallos en las secciones, en la introducción de datos de caudal y en general mal establecimiento de condiciones de contorno para el modelo. En caso de aparecer dichos errores deberán ser corregidos para efectuar una nueva simulación hasta obtener resultados válidos. FASE 3 – ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DEL CÁLCULO CON EL MODELO Una vez el programa ha completado el proceso de cálculo se obtienen los resultados en varios formatos gráficos y en tablas al efecto para cada una de las secciones elegidas. El programa permite interactuar con los distintos perfiles, en nuestro caso periodos de retorno (T5, T100, T500), que planteamos para la simulación. En las siguientes figuras quedan recogidos los resultados obtenidos para cada periodo de retorno contemplado: Figura 47. Resultados obtenidos en la simulación para el perfil del periodo de retorno T5, en la cual se observan las zonas inundadas para el caudal asociado Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 90 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Figura 48. Resultados obtenidos en la simulación para el perfil del periodo de retorno T100, en la que se observan las zonas inundadas para el caudal asociado Figura 49. Resultados obtenidos en la simulación para el perfil del periodo de retorno T500, en la que se observan las zonas inundadas para el caudal asociado Estos resultados se producen para cada sección introducida, con lo que es posible analizar cómo afecta el proceso de inundación a los diferentes elementos que forman parte de éstas. En las siguientes figuras se presentan dos tipos diferenciados de secciones y consecuentemente efectos del proceso de inundación: Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 91 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Figura 50. Superficie de inundación asociada a un periodo de retorno de 500 años en la sección del cauce número 2790. En este caso se trata de una sección en la que podemos observar elementos antrópicos que son alcanzados por la avenida a consecuencia de una ocupación indebida de la llanura de inundación del Guadarrama. Las tablas anexas presentan los valores numéricos de los parámetros obtenidos en el proceso de simulación Figura 51. Superficie de inundación asociada a un periodo de retorno de 500 años en la sección del cauce número 4034. En este caso se trata de una sección natural y característica de la zona en la que se encuentra el tramo. Se pueden apreciar diferencias claras entre las márgenes, en las que se distinguen perfectamente el talud asociado a las laderas de mayor pendiente en la margen izquierda del río y la llanura de inundación Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 92 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 en la margen derecha con una pendiente mucho menor. Se puede apreciar así mismo el efecto de laminación de la avenida que se produce por la ocupación de la llanura de inundación natural. Las tablas anexas, como en el caso anterior, presentan los valores numéricos de los parámetros obtenidos en el proceso de simulación. (3) ETAPA de POST-RAS. Interpretación cartográfica de los resultados obtenidos en el proceso de modelización de la avenida con HEC-RAS. Concluida la fase de cálculo con el modelo que integra la aplicación de HEC-RAS el siguiente paso para la elaboración del mapa de peligrosidad, es la exportación de los resultados a un formato que pueda ser interpretado por un sistema de información geográfica, con el objetivo de poder elaborar la cartografía digital al efecto. Existe una opción en el propio HEC-RAS que permite la exportación de los resultados a la extensión para ArcGIS que se ha utilizado (HEC-GeoRAS). Esta extensión a su vez integra los procedimientos necesarios para la integración de esta información. De forma simplificada el proceso de exportación puede resumirse en los siguientes pasos: Figura 52. Secuencia lógica para la interpretación cartográfica de los resultados obtenidos en la simulación del proceso de inundación con HEC-RAS En las dos primeras etapas del esquema anterior, mediante una transformación del formato, el propio HEC-RAS genera un archivo compatible con la extensión Geo-RAS instalada en el ARC-GIS. Este archivo integra los datos referentes a la geometría del río, las superficies de agua generadas para cada perfil, en nuestro caso para los periodos de retorno de 5, 100 y 500 años, y de forma opcional algunos valores de las variables de cálculo en caso de ser relevantes para futuras interpretaciones. En la siguiente figura se presenta una imagen de la aplicación HEC-RAS en el momento de la exportación: Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 93 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Figura 53. Aplicación HEC-RAS con las opciones de exportación de datos relevantes para la generación de la cartografía digital de inundaciones El siguiente paso, una vez generado el fichero adecuado, es cargar el mismo en Arc GIS para trabajar con él. Para ello, en primer lugar hay que abrir una sesión de análisis en HECGeoRAS, dentro del propio ArcGIS. Definir esta sesión consiste en generar un directorio dónde almacenar los resultados que se van a generar, consistiendo éstos básicamente en una serie de capas a partir de los datos y herramientas del programa. Una vez creado éste directorio, se procede a leer o cargar el fichero de exportación que previamente habíamos generado en HEC-RAS, de tal manera que de forma automática se nos genera en ArcGIS una serie de capas en formato shape, que hacen referencia básicamente a las secciones transversales usadas para el cálculo, el eje del río y los límites geográficos que hemos introducido en HEC-RAS para la simulación. En la siguiente imagen se puede apreciar el resultado que obtenemos al cargar el fichero: Figura 54. Ejemplo de interpretación cartográfica inicial del fichero proveniente de HEC-RAS en ARC-GIS para su posterior tratamiento como información geográfica. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 94 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Cargado el fichero se procede a la generación de las superficies de inundación a partir de los datos que han sido generados en el proceso de simulación de HEC-RAS. Para ello se recurre al empleo de una herramienta desarrollada al efecto en la propia extensión de HEC-Geo-RAS. Dentro de las herramientas de RAS MAPPING, encontramos una opción denominada Inundation Mapping. Dentro de la misma elegiremos la opción Water Surface Generation, que nos generará en primer lugar una capa con formato TIN, seguida de una transformación de la misma a una con formato RASTER y finalmente a partir de ésta última una capa de polígonos para cada uno de los perfiles. Cada uno de estos perfiles corresponde al periodo de retorno con caudales máximos asociados que se ha elegido para la simulación en HEC-RAS. De esta forma hemos conseguido trasladar la información generada a las alturas alcanzadas en cada una de las secciones del tramo del río en función del caudal máximo asociado a un determinado periodo de retorno, a una capa de polígonos para superponer sobre el MDT o una Ortrofoto de la zona. Es evidente la funcionalidad analítica que éste hecho proporciona, no sólo para delimitar geográficamente la extensión de la lámina de agua en un fenómeno de inundación de cierto caudal máximo, sino también para la delimitación del espacio fluvial, las llanuras de inundación, cauces secundarios del río, la extensión del Dominio Público Hidráulico...etc. Todas estas aplicaciones deben ser consideradas en los planes de Ordenación Territorial para estas zonas asociadas a los cauces fluviales por las implicaciones mutuas que aparecen en las decisiones de gestión territorial. El resultado que se obtiene de esta interpretación Cartográfica del proceso de simulación llevado a cabo en este estudio, en la zona de Móstoles en el río Guadarrama queda recogido en la siguiente figura. En cualquier caso en los anexos de este trabajo se adjunta un mapa de mayor detalle Mapa de Peligrosidad y Riesgo que se ha desarrollado: Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 95 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 Figura 55. Resultado final de la interpretación cartográfica de los resultados de la simulación llevada a cabo con HEC-RAS del proceso de inundación en la zona de Móstoles del río Guadarrama. En la imagen puede apreciarse la capa de polígonos generados con ArcGIS, correspondientes a la zona de inundación asociada a cada periodo de retorno considerado. De esta forma tenemos que la zona de inundación asociada a T5 corresponde al color azul claro, a T100 corresponde al color amarillo y a T500 que le corresponde el color azul más oscuro. Es evidente que las zonas de mayor extensión engloban a las zonas de menor extensión en orden jerárquico. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 96 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 6.3) MAPA DE PELIGROSIDAD DE INUNDACIÓN DEL RÍO GUADARRAMA EN LA ZONA DE MÓSTOLES. ANÁLISIS TERRITORIAL DE FENÓMENOS DE AVENIDAS. Como se ha venido anunciando en párrafos anteriores, el resultado final del proceso de análisis y modelización hidráulica del proceso de inundación en el tramo de Móstoles del río Guadarrama, es la obtención de un mapa de peligrosidad y riesgo asociado a este fenómeno. Este se presenta como también se ha mencionado anteriormente en una serie de capas de polígonos en formato shape, que pueden ser georrefenciados y por tanto de utilidad para el análisis cartográfico y territorial del fenómeno de la inundación. En los anexos de este trabajo se presenta el documento que recoge la totalidad del mapa generado pero en esta sección, en la que se analizan los resultados obtenidos se ha decidido dividir dicho mapa en tres partes para facilitar su interpretación. A continuación se va a realizar un análisis detallado de los resultados obtenidos a lo largo del tramo de estudio. Tramo Alto de la Zona de Estudio Figura 56. Comparativa en la zona denominada como tramo Alto, en relación a la evolución de las distintas superficies asociadas a las avenidas de distintos periodos de retorno En la figura anterior podemos apreciar mediante la superposición de las capas de polígonos asociadas a cada periodo de retorno, sobre el mapa de pendientes generado a partir del MDT, la afección real del fenómeno de inundación sobre el territorio. Esta afección se verá complementada con la información relativa a los usos del suelo y las ortofotos de la zona. Las superficies de inundación tienen una gradación de tonos de azul de tal forma que, el tono más claro corresponde a la superficie asociada a una avenida de periodo de retorno de 5 años, el siguiente tono corresponde a la avenida de 100 años y el más oscura a la avenida de periodo de retorno de 500 años. En este caso, en la primera zona puede apreciarse como de forma general el comportamiento del cauce ante el desbordamiento producido por su caudal tiende a ocupar la llanura de inundación de la margen derecha en la que incluso pueden apreciarse algunos cauces secundarios que serán ocupados ante láminas de agua asociadas a periodos de retorno más bajos, que por su baja significación como inundación, no han sido estudiados en este trabajo. Es una zona predominantemente llana, característica de los tramos medios fluviales que muestra el efecto de la inundación periódica, que en su régimen natural, debía tener el Guadarrama. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 97 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 No existe una ocupación antrópica excesiva en esta zona, a excepción de la zona situada en el extremo de aguas abajo, dónde en la margen izquierda encontramos un asentamiento urbano disperso. Esta zona de ocupación urbana, sin régimen legal de ocupación del suelo establecido, además de coincidir con parte de la llanura de inundación natural del río Guadarrama en su margen izquierda, ocupa gran parte de la zona de inundación y confluencia con éste cauce de un arroyo. Si bien es cierto que el citado arroyo no transporta un caudal de agua muy grande a lo largo de todo el año, la zona ocupada es una zona de riesgo importante por ser la salida natural de las aguas a un cauce mayor, con independencia de su caudal. Los resultados de las simulaciones realizadas apoyan estas tesis ya que en las avenidas de T100 y T500 existe una alta probabilidad de inundación de gran parte de la zona. Dada la exposición de bienes personales y materiales existentes puede concluirse que en esta zona existe un nivel de riesgo y peligrosidad asociado al fenómeno de inundación importante y por tanto serán necesarias medidas de actuación preventiva para eliminar estos niveles. Tramo Medio de la Zona de Estudio Figura 57. Comparativa en la zona denominada como tramo Medio, en relación a la evolución de las distintas superficies asociadas a las avenidas de distintos periodos de retorno Los resultados en la zona denominada como tramo medio muestran nuevamente la afección de una zona situada en la parte superior, a continuación y formando parte del mismo núcleo de población disperso de la zona descrita anteriormente. En este caso, la afección a esta zona es aún mayor pues la ocupación de la llanura de inundación del Guadarrama es más acusada. Concurre además otra circunstancia que agrava las posibles consecuencias ante una avenida en esta zona, y es que el mapa de pendiente muestra una elevación de la margen derecha del río que provoca una desviación y un cierto aumento de la velocidad en la curva dónde se está ocupando el espacio fluvial. Consecuentemente las alturas de la lámina de agua en esa zona serán mayores y por tanto lo serán también los daños producidos. En la parte central de esta subzona, de nuevo podemos observar como ante la avenida se produce la ocupación natural de la llanura de inundación sin ocasionar daños personales ni materiales por no existir exposición en esa zona, a excepción de algunas huertas y zonas de cultivo aisladas de baja productividad. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 98 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 En la parte inferior de la subzona podemos apreciar un nuevo núcleo de población disperso, cuyo régimen de ocupación del suelo está fuera del registro y la legalidad vigente. El conjunto de viviendas de baja altura y construcción con materiales diversos y sin estructura (comúnmente se las conoce como chabolas), está situada en la margen izquierda del Guadarrama, a la altura del puente de la autovía A-5. Este hecho agrava las posibles consecuencias sobre estas edificaciones ante el paso de una avenida ya que éstas no soportarían el paso del agua y resultarían gravemente dañadas. Además se debe considerar el efecto barrera que el talud y la propia estructura del puente hacen sobre las superficies de agua asociadas a la avenida. Al observar los resultados de la simulación se aprecia claramente como la ocupación del espacio fluvial es claramente mayor aguas arriba que aguas abajo del puente, resultando este efecto en un aumento de la altura aguas arriba del mismo y por tanto una laminación del efecto aguas abajo. Por todo lo dicho anteriormente, puede concluirse que el tramo medio de la zona de estudio es el que mayor grado de peligrosidad y riesgo asociado a futuros episodios de inundación tiene. La exposición a bienes personales, materiales y más concretamente la posible afección a la estructura del puente de una importante vía de trasporte de la red de carreteras estatales, justifican el diseño y la adopción de medidas preventivas y de ordenación territorial en esta zona del cauce del Guadarrama. Tramo Bajo de la Zona de Estudio Figura 58. Comparativa en la zona denominada como tramo Bajo, en relación a la evolución de las distintas superficies asociadas a las avenidas de distintos periodos de retorno Finalmente, en la zona denominada como tramo Bajo, encontramos una nueva ocupación inadecuada de la llanura de inundación del río, en su margen izquierda, nuevamente coincidente con la zona de confluencia de un arroyo cercano con el Guadarrama. La situación es similar a la que encontrábamos aguas arriba en el tramo Alto, solo que en este caso la densidad de edificaciones es menor, lo que se traduce en un menor grado de exposición. Consecuentemente el riesgo ante la avenida disminuye, aunque la peligrosidad sigue siendo alta y por tanto relevante para el estudio que aquí se presenta. En la zona situada aguas abajo, cerca de los límites de la zona de estudio encontramos un nuevo núcleo de urbanización disperso, de baja ocupación, que presenta sin embargo una serie de condicionantes que pueden agravar las consecuencias de una avenida. En primer lugar está Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 99 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 nuevamente situado en la zona de confluencia de un arroyo con el cauce principal del Guadarrama. En segundo lugar, se produce un aumento brusco de la pendiente en la margen opuesta por una terraza artificial levantada para el asentamiento de una pequeña zona de cultivos, lo que supone una desviación del agua en caso de avenidas al no poder ocupar la parte correspondiente a la llanura de inundación. Finalmente y en tercer lugar, el río parece encajonarse en cierta medida en esta zona, ya que muy cerca de las casas se produce un aumento brusco de la pendiente debido a la presencia de una ladera lo que impide la salida del agua en caso de avenidas, y consecuentemente el aumento del calado de la superficie del agua en caso de avenidas. Nuevamente, y por todo lo mencionado en los párrafos anteriores, puede afirmarse que en esta zona denominada como tramo bajo, también existe un a peligrosidad y riesgo relevantes asociados ante el fenómeno de futuras avenidas, suponiendo los resultados de la simulación efectuada como veraces. Por tanto sería conveniente plantear una serie de medidas preventivas para controlar y evitar en la medida de lo posible las consecuencias negativas que pudieran tener lugar en caso de presentarse el fenómeno. 7) CONCLUSIONES Una vez finalizados todos los apartados desarrollados en el presente estudio pueden obtenerse una serie de conclusiones interesantes para la consecución de los objetivos planteados, pero también para el análisis de los mismos bajo una óptica más amplia en referencia a la utilidad y la aplicabilidad de los estudios de inundación como herramienta de planificación y gestión territorial. A continuación se presentan dichas conclusiones: (A) Los episodios extremos de sequías y, principalmente, avenidas son uno de los problemas estratégicos más significativos que deben afrontarse. En este sentido es destacable el papel que la legislación específica, como directriz básica y necesaria, debe tener para el conocimiento y la prevención de los efectos, la frecuencia y las características de los episodios de inundación asociados a diferentes periodos de retorno. (B) El mapa de peligrosidad por inundaciones obtenido para cada una de áreas de riesgo potencial significativo que se deriven de la evaluación preliminar del riesgo de inundaciones, debe servir como base para la planificación territorial y en su caso para la adopción de medidas preventivas ante la posible aparición de la avenida. Éstos deben formar parte del paquete de herramientas de planificación y ordenación que las administraciones competentes utilicen para evitar las afecciones a bienes personales, materiales y ambientales al propio ecosistema fluvial. (C) Se puede apreciar en base a los resultados de los estudios realizados que las infraestructuras de regulación existentes aguas arriba del municipio de Aranjuez, aún fuera de los límites del ámbito madrileño, influyen positivamente en la disminución del riesgo de inundación en esa zona. Éste hecho supone un ejemplo del efecto de regulación de los cauces afecta así mismo a las inundaciones que pudieran producirse en él. Sin embargo, el efecto de estas medidas sobre la avenida depende de las circunstancias concretas de cada caso, lo que justifica aun más la necesidad de realizar los estudios de inundación marcados por la directiva como base de los planes de gestión que se vayan a plantear. (D) Durante la realización de los pasos necesarios para desarrollar los estudios contenidos en este trabajo se ha observado la dificultad asociada al hecho de carecer de una metodología estandarizada para la realización de los mismos. Este hecho es especialmente Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 100 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 relevante para el completado de algunas etapas en las que es necesario establecer valores y umbrales, en los que puede producirse sesgo subjetivo y disparidad de criterios en su establecimiento. Esto a la postre imposibilita la comparativa entre estudios de diferentes zonas por la posibilidad de estar comparando umbrales distintos que dan lugar a resultados distintos. Por lo cual sería aconsejable la adopción de una metodología común para la realización de los estudios de inundación requeridos por la Directiva Europea en los diferentes estados miembros de la UE (E) Finalmente y excediendo en cierta manera el alcance del trabajo presentado, se ha observado la dificultad de adopción de medidas de gestión satisfactorias para todas las partes implicadas ante los escenarios presentes. Las implicaciones derivadas del cálculo de las láminas de agua, calados y velocidades asociadas a la avenida, para la población asentada en la zona son evidentemente perjudiciales pero, las soluciones que podrían plantearse a la cuestión son igualmente complicadas de implementar. La elaboración de los planes de gestión posteriores deberá hacer frente a esta dificultad, a través del análisis detallado de estas implicaciones desde un enfoque multidisciplinar, con el fin último de alcanzar las soluciones óptimas para todos. Elaboración EPRI en la CAM y Mapa de peligrosidad del río Guadarrama Página | 101 Máster en Ingeniería y Gestión del Agua Curso 2009/2010 8) BIBLIOGRAFÍA Alcolea Moratilla, Miguel A., García Alvarado, José M.ª (2006): El agua en la Comunidad de Madrid. Observatorio Medioambiental, Nº9, págs. 63-96. Alonso Esparza, E. (2007): Determinación de las zonas inundables del río Palancia mediante tecnologías LiDAR. Tutor: Francisco Javier Sánchez Martínez. 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