Prevención de riesgos en cuencas hidrológicas

Por: Dra. Rocío del Carmen Vargas Castilleja, Dr. Gerardo Sánchez Torres.

Los recientes cambios en el clima han aumentado los riesgos por inundación o por sequía, lo cual depende en gran medida por las condiciones del suelo, la infraestructura que irrumpe la red de drenado del agua, falta de planeación en las obras hidráulicas, el inadecuado manejo de los residuos sólidos, incluso por el débil acceso de tecnología que permita atenuar los excesos o falta de agua.

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Análisis de los escurrimientos superficiales

La vocación del suelo es un factor determinante en el comportamiento de la escorrentía del agua, ya sea en cuencas rurales o urbanas. La cubierta vegetal favorece la dinámica ecosistémica de las cuencas, generando la posibilidad de aprovechar el agua de lluvia, propiciando mayor infiltración y retención del recurso, para atenuar las inundaciones o almacenamientos de agua aledaños, coadyuvando a problemas económicos, sociales, ambientales e incluso de salud pública.

El análisis de los caudales de agua que escurren por las redes de drenado en las cuencas debe analizarse cuidadosamente, considerando toda la información característica del suelo y la intensidad-frecuencia de las lluvias. Esto permite “predecir” el comportamiento de las crecidas (las cuales tienen mayor repercusión en las cuencas urbanas) para prevenir los riesgos por inundación.

Es pertinente determinar los escurrimientos superficiales, a través de un análisis minucioso incluyendo todos los factores naturales y artificiales que integran las cuencas hidrológicas. Un “coeficiente de escurrimiento”, es la radiografía para definir el comportamiento del ciclo del agua en una zona de estudio, para establecer los volúmenes reales de escorrentía.

Un método efectivo aplicado desde los años 50´s por los hidrólogos y propuesto por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, es el Método del Servicio de Conservación del Suelo (Soil Conservation Service, SCS por sus siglas en inglés) o Método del Número de Curva, donde éste se basa en determinar el “Número de Curva” o “CN”, el cual es un valor relativo que permite determinar el escurrimiento directo que se produce en una cuenca. Son valores del 0 al 100, en donde 100 representa una superficie impermeable y 0 una superficie totalmente permeable (como los cuerpos de agua). El CN depende del tipo de suelo, uso del terreno, así como su condición o tratamiento para establecer la dinámica hidrológica del suelo y la cobertura. El SCS define 4 tipos de suelo: A (suelos muy permeables), B (infiltración superior a la media), C (infiltración menor a la media, después de alcanzar su grado de saturación), y D (casi impermeables).

Por otro lado, se consideran 3 tipos de CN con base en las condiciones de humedad antecedentes del suelo; el CN del grupo de suelo I, o “CNI”, representa condición del suelo seca, bajo potencial de escurrimiento; el “CNII” una condición media entre seca y húmeda; y el “CNIII”, una condición de humedad, alto potencial de escurrimiento, debido a la saturación del suelo por las lluvias que antecedieron (el método establece que esta condición se define con base en los últimos 5 días previos al análisis).

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El SCS en conjunto con hidrólogos han desarrollado una tabla que permite identificar el CN, considerando el uso de suelo o cubierta vegetal, condiciones de la superficie del suelo, así como los cuatro tipos de suelos, esta tabla es la referencia para otorgar el coeficiente más adecuado a la zona de estudio.

Para definir los escurrimientos reales o la precipitación efectiva de una cuenca, se debe considerar la abstracción inicial (Ia), que considera el potencial de retención máxima (S) y el CN. La abstracción inicial es la infiltración en el primer momento de la lluvia o tormenta, y el almacenamiento superficial en las depresiones inmediatas del terreno. Para obtener el escurrimiento efectivo se aplican las ecuaciones que el propio Método del SCS ha establecido. Si se requiere la consulta de estas se recomienda el libro “Curve Numer Hydrology” State of the Practice de Richard H. Hawkins et al., 2009, de la EWRI (Environmental and Water Resources Institute) y la ASCE (American Society of Civil Engineers).

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El SIG como herramienta para determinar el CN

El procesamiento de información georeferenciada mediante el uso de un Sistema de Información Geográfica es útil para la determinación del CN, con base en capas de información ráster, vectorial, incluso imágenes satelitales. Mientras mejor sea la resolución de esta información, aunado a la información climatológica de la variable precipitación de la cuenca de estudio, la estimación del CN se verá favorecida.

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Existen aplicaciones dentro de los SIG´s que permiten obtener el CN, en donde se combinan las capas de información tales como el tipo y uso de suelo o cubierta vegetal de la cuenca de estudio, así como el relieve, es decir, el Modelo Digital de Elevación (DEM).

Es importante considerar el uso de información geográfica que INEGI ha liberado en los últimos años, así como la utilización de herramientas de libre acceso, tal es el caso del QGis o GvSIG.

La prevención bajo un enfoque analítico del comportamiento de la escorrentía en cuencas

Es imprescindible el cálculo del excedente de la lluvia para la gestión del riesgo, pues representa la formulación de estrategias de adaptación en la crecida de las lluvias o “caudales pico”, la propuesta de implementar infraestructura más adecuada o diseñar obras hidráulicas que mitiguen los efectos adversos, como el desbordamiento de cauces.

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La aplicación de metodologías que permitan saber el comportamiento de los escurrimientos superficiales ante diversas tormentas contribuye en la toma de decisiones para evitar daños mayores sobre todo en cuencas urbanas, donde las pérdidas económicas repercuten inmediatamente. Las acciones de los planes hídricos del gobierno y sus dependencias, se enfocan en disminuir los riesgos y atender los efectos de inundaciones, es por ello imprescindible el soporte técnico y científico ante la reestructuración o planeación de los recursos hídricos en las cuencas hidrológicas urbanas o rurales.

Contactos

Dr. Gerardo Sánchez Torres Esqueda – gerardo.sanchez@isf-mexico.org
Dra. Rocío del Carmen Vargas Castilleja – rocio.vargas@isf-mexico.org

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Autor: Agua&Ambiente

agua&ambiente es una revista digital mensual y gratuita. Nuestra misión es publicar y difundir información acerca de agua, medio ambiente, cultura ecológica y otros temas relacionados.

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