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Procesos naturales del ambiente:
Hidrografía
UNIDAD X: IMPACTOS SOBRE EL
CICLO DEL AGUA
Primer cuatrimestre
2015
ALBERTO I. J. VICH
Prof. Titular
FEDERICO BIZZOTTO
Jefe de Trabajos Prácticos
Departamento de Geografía
Facultad de Filosofía y Letras – UNIVERSIDAD NACIONAL DE
CUYO
INTERACCIÓN HUMANA CON EL AMBIENTE
Desde la antigüedad, el Hombre ha intentando
modificar las condiciones del medio natural para
obtener su sustento, protegerse de peligros o
situaciones desfavorables y conseguir ventajas
sobre sus adversarios o competidores
Sin embargo, poco a poco fueron
desencadenándose sucesivas transformaciones,
que alteraron el equilibrio natural.
Los asentamientos humanos son cada vez más
densos y numerosos y la industrialización
creciente ha determinado una profunda
alteración del hábitat original.
INTERACCIÓN HUMANA CON EL AMBIENTE
INTERACCIONES Y RETROALIMENTACIONES ENTRE EL
SISTEMA NATURAL Y ANTROPICO
Son innumerables los problemas que se han
originado como producto de un conocimiento
parcializado de la realidad y por no definir
claramente la unidad de planificación o el espacio
de acción.
Relaciones de continuidad en la parte terrestre del ciclo
del agua
Interacciones entre el hombre, la vegetación, el
suelo y el agua
CICLO DE DETERIORO
CICLO DE MEJORAS
Superficie de suelo en el planeta 13077 . 106 ha
ZONA ARIDA 4480 . 106 ha
Tierras secas degradadas 1040 – 3760 . 106 ha
Porcentaje de la zona árida 23 – 84 %
Ritmo anual de degradación 26 . 106 ha.año
-1
ZONA TROPICAL 4815 . 106 ha
Bosques tropicales 1400 . 106 ha
Bosque tropicales degradados 622 . 106 ha
Porcentaje de los bosques 44 %
Ritmo anual de degradación 14 . 106 ha . año
-1
RELACION ENTRE
LA DEGRADACION
DE TIERRAS SECAS
Y LA SEQUIA
presiones
antropogénicas
como (1):
exceso de pastoreo
sobrecultivo
desforestación
REDUCCIÓN DE LA
VEGETACIÓN
degradación del
suelo en la interfase
atmósfera-superficie
(2)
hidrológico (3)
cambio climático (4)
El sobrepastoreo puede causar condiciones de
“sequía”, incluso con precipitación de promedio.
RELACION ENTRE SOBREPASTOREO Y SEQUIA
EXISTE DIFERENCIA ENTRE ESCASEZ DE
AGUA Y SEQUÍA?
SEQUÍA ESCASEZ DE AGUA
Deficiencia temporal de
la disponibilidad de agua
por disminución de las
precipitaciones
Demanda de agua para
las actividades humanas
que exceden la
disponibilidad y recarga
natural
FENOMENO DE
CARÁCTER ANTROPICO
FENOMENO NATURAL
Los impactos de la
sequia se potencian
con la escasez
Los impactos de la
escasez de agua se
potencian con la
sequia
PRESION SOBRE LOS RECURSOS HIDRICOS
CAMBIO GOBAL
NO EXISTE UNA
DEFINICIÓN
OPERATIVA ÚNICA
DE SEQUÍA
Existe un gran
conjunto de
componentes del
espacio geográfico
cuenca, que pueden
verse afectado por
las sequias.
Ellos deben ser
observados
constantemente,
con el fin de obtener
una visión completa
y actualizada de la
situación.
La escasez de precipitaciones en un área y en un
periodo de tiempo determinado, constituye un
fenómeno hidrológico extremo denominado “sequia”.
La sequía es un fenómeno hidrometeorológico
extremo, que puede definirse como una disminución
coyuntural significativa de los recursos hídricos
durante un período suficientemente prolongado, que
afecta a un área extensa, con consecuencias
socioeconómicas adversas.
SEQUÍA: concepto
Período de tiempo anormalmente seco, lo
suficientemente prolongado para ocasionar una
disminución apreciable en el caudal de los ríos, nivel
de los lagos, agotamiento de la humedad del suelo y
un descenso en los niveles de aguas subterráneas por
debajo de sus valores normales.
SEQUÍA: tipos (Wilhite y Glantz, 1985).
Sequía agrícola
Sequia hidrológica
Sequia socioeconómica
Sequía meteorológica
SEQUÍA: tipos (Wilhite y Glantz, 1985).
SEQUÍA METEOROLÓGICA: Basadas en datos
climáticos, es la disminución de las
precipitaciones en una región, en relación con el
valor normal definido para un periodo de tiempo
determinado. Se trata de un fenómeno que se
implanta de manera paulatina y puede llegar a
durar años en los casos más extremos.
En síntesis, se trata de una expresión de la
desviación de la precipitación respecto del valor
promedio.
SEQUÍA: tipos (Wilhite y Glantz, 1985).
SEQUÍA AGRÍCOLA: se define como un déficit
marcado y permanente de lluvia que reduce
significativamente la disponibilidad de agua en el
suelo para satisfacer las necesidades de
crecimiento de un cultivo determinado en un
momento dado.
Cuando se produce un período de sequía, la
agricultura normalmente es el sector mas
afectado. Se presenta cuando no hay suficiente
humedad en el suelo para permitir el normal
desarrollo de un determinado cultivo, en
cualquiera de sus fases de crecimiento.
SEQUÍA: tipos (Wilhite y Glantz, 1985).
SEQUÍA HIDROLÓGICA: se produce cuando hay, a
escala regional, una precipitación menor a la media
estacional, que se traduce en un nivel de aprovisionamiento
anormal a los cursos de agua y/o reservorios de agua
superficial o subterránea y los caudales son insuficientes
para abastecer los usos establecidos en virtud de un
sistema de gestión del agua dado.
Si el caudal de una corriente, cae por debajo de un cierto
umbral, durante un período de tiempo determinado, la
sequía hidrológica se considera que está en progreso.
A pesar de que el clima es el principal factor que contribuye
a la sequía hidrológica, otros factores como el cambio en
los usos del suelo (deforestación), degradación de las
tierras, construcción de presas, etc. pueden afectar a las
características hidrológicas de las cuencas de los ríos.
SEQUÍA: tipos (Wilhite y Glantz, 1985).
SEQUÍA SOCIOECONÓMICA: es la afección a las
personas y actividad económica, por escasez de
agua como consecuencia de la sequía.
Se produce cuando la disponibilidad de agua
disminuye hasta el punto de producir daños
(económicos o personales) a la población de una
zona afectada por la escasez de lluvias.
Las sequias son de difícil predicción, tanto en su
ocurrencia, extensión areal como en su duración.
La sequía es un desastre natural. Presenta el mayor
impacto que cualquier otra amenaza.
Aunque los daños no son repentinos, son de costos
(económicos, sociales y medioambientales) muy
elevados.
La sequía puede considerarse como el fenómeno natural
de mayor transcendencia social (hambrunas, movimientos
migratorios masivos y gravísimas crisis).
Existe gran interés por la elaboración de planes de gestión
ante las sequías y un importante esfuerzo por el estudio
de medios alternativos para la obtención de agua
(tratamiento de aguas residuales, la desalinización o la
explotación de acuíferos profundos) así como al desarrollo
de herramientas y estrategias de gestión.
CONSECUENCIAS Y PROBLEMAS AMBIENTALES:
CONSECUENCIAS Y PROBLEMAS AMBIENTALES:
A - Impactos perjudiciales directos:
Económicos:
Agricultura y ganadería
Gestión del agua y abastecimiento
Industria
Generación de energía hidroeléctrica y navegación
La agricultura, ganadería y actividades relacionadas son
directamente afectadas por las sequias debido a su
dependencia del agua superficial y subterránea.
Se modifican los precios de la materia prima o productos
dependientes del recurso hídrico (vegetales,
hidroelectricidad, etc).
La navegabilidad de los ríos es afectada, generando un
incremento en los costos debido al uso de medios de
transporte alternativos.
CONSECUENCIAS Y PROBLEMAS AMBIENTALES:
A - Impactos perjudiciales directos:
Impacto medio ambientales:
Agua, el suelo, el aire y los organismos vivos
(flora y fauna)
Zonas naturales protegidas y parques
Efectos medioambientales combinados:
contaminación
La continua y creciente presión antrópica sobre el
agua, hará que se intensifique la sequia con
importantes consecuencias económicas, sociales y
ambientales.
El volumen de diversos tipos de residuos en el medio
ambiente, particularmente de los tóxicos, pueden
llegar a ser más nocivos en los periodos de sequía, por
la disminución de la capacidad de dilución y
depuración de los receptores .
-
CONSECUENCIAS Y PROBLEMAS AMBIENTALES:
B - Impactos perjudiciales indirectos:
Economía:
Energía: generación de energía
hidroeléctrica
Comercio, especialmente en las relaciones
de exportación e importación
Asuntos financieros: Subida de precios,
Inflación.
CONSECUENCIAS Y PROBLEMAS AMBIENTALES:
B - Impactos perjudiciales indirectos:
Impactos sociales:
salud pública
empleo o desempleo
política y los asuntos exteriores
Generan problemas críticos en la conservación, desarrollo y
gestión de los recursos hídricos.
Genera conflictos entre los usuarios del agua , reduce la
calidad de vida e incrementa la desigualdad social.
Puede ser causa de migraciones masivas.
Constituye una de las principales causas para la
malnutrición y hambruna.
Los fenómenos de sequia, desertificación y aridez poseen
complejas interacciones entre si y con el resto de los
problemas ambientales.
Otros: recreación y turismo
CONSECUENCIAS Y PROBLEMAS AMBIENTALES:
Impactos beneficiosos:
Muy poco estudiados:
Reducción de los mosquitos.
Menores gastos de retirada de la nieve y de
otras actividades relacionadas con ello.
A veces, la urgencia de economizar agua, lleva
a establecer patrones de ahorro permanentes.
Puede ayudar a controlar los excesos de
producción de la agricultura y de otros
sectores, contribuyendo así a una mayor
estabilidad de precios y a la supervivencia de
aquellos colectivos agrarios que se ven
afectados por problemas de superproducción.
USO DEL AGUA: definiciones
AGUA EXTRAIDA: volumen de agua separada de
una fuente natural para satisfacer las
necesidades de las actividades humanas.
DEMANDA DE AGUA: volumen de agua necesario
para realizar una actividad específica.
CONSUMO O USO DE AGUA: fracción de agua
extraída que es evaporada, transpirada,
incorporada en los productos o cultivos,
consumida por humanos y ganado y toda otra que
es removida de un cuerpo de agua en un tiempo y
sitio determinado.
USOS DEL AGUA:
Uso domestico: consumo de agua en alimentación,
limpieza y aseo personal. También, se emplea en la
limpieza de las ciudades, ornamentación, riego de
parques y jardines y otros usos de interés comunitario.
Uso agrícola: agua para riego y abastecimiento
pecuario.
Uso industrial y minero: agua que se usa en un
proceso de fabricación e integra a un producto y en la
operación de actividades extractivas y transporte.
Uso recreativo: disfrute del agua en la práctica de
deportes acuáticos o en actividades de tiempo libre de
tiempo, o simplemente contemplando y sintiendo la
belleza de un río o una montaña nevada.
Uso ambiental: provisión de una alícuota para
preservar el ecosistema.
OTROS USOS DEL AGUA:
producción de energía hidroeléctrica:
compite con otros usos,
NO contamina,
NO consume agua,
NO produce residuos,
permite satisfacer otros usos,
fuerte impacto ambiental.
fuerza motriz: para mover máquinas (molinos,
aserraderos, etc.).
vía de comunicación: navegación.
pesca:
protección contra inundaciones: compite con otros
usos asociados a la capacidad de un embalse.
AGUA USADA EN ARGENTINA Y MENDOZA
uso agrícola: 70 %
abastecimiento publico: 13 %
abrevadero del ganado: 9 %
uso industrial: 8 %
NO SE HAN ESTABLECIDO MEDICIONES EN RELACIÓN AL USO
AMBIENTAL Y RECREATIVO.
SECTOR MENDOZA ZONA
NORTE
ZONA
CENTRO
Y SUR
agrícola 89 % 89 % 96 - 98 %
doméstico 5 % 7 % 2 - 3 %
industrial 2 % 3 % 0 - 1 %
otros 4 % 1 %
ALTERACIONES DEL CICLO HIDROLOGICO:
NATURALES E INDUCIDAS
El agua es el mecanismo de transmisión del
impacto de las actividades humanas sobre
los distintos componentes del ambiente.
La magnitud de las alteraciones del
ambiente depende del grado de desarrollo
alcanzado por la sociedad.
Practicas agrícolas
Urbanización y las actividades relacionadas
Modificación del régimen de escurrimiento
MODIFICACIONES ANTRÓPICAS VINCULADAS A
LA: AGRICULTURA
El hombre sustituye la cubierta vegetal original.
El hombre ocupa para la agricultura, una
superficie mucho mayor que para cualquier otro
tipo de actividad humana.
El sistema suelo-agua-planta debe ser considerado
como el núcleo de la fase terrestre del ciclo
hidrológico.
La transformación de la vegetación natural en tierra
cultivada altera la cantidad y la calidad del agua.
Cambios en los movimientos verticales de agua
(migración de nutrientes y acumulación de sales).
Erosión y desequilibrios morfológicos.
Modificación de la composición y estructura de la
vegetación natural.
Actividad forestal (mayor intercepción, infiltración y
evapotranspiración, disminución de la recarga.
MODIFICACIONES ANTRÓPICAS VINCULADAS A
LA: AGRICULTURA
Relación entre la escorrentía superficial y la superficie
forestal en una cuenca
autor año país cobertura intercepción
Lima 1976 Brasil Bosque de eucaliptos 12.2
Jordan y Heuveldop 1981 Venezuela Selva amazónica 5.0
Franken et al 1982 Brasil Selva amazónica de tierra
firme 19.8
Franken 1982 Brasil Ídem anterior 22.0
Castro et al 1983 Brasil Bosque natural secundario 12.4
Lima y Nicolielo 1983 Brasil cerrado 27.3
Cico et al 1985 Brasil Bosque natural secundario 18.2
Leopoldo y Conto 1985 Brasil Cerrado 16.6
Coelho Neto et al 1985 Brasil Forestación heterogénea 11.4
US Forest Service 1970 EEUU
Bosque caducifolio 15.0
Bosque coníferas 31.0
Kittredge 1948 EEUU
Arbustal semiárido 19.0
Chaparral 17.0
USDA 1970 EEUU
Alfalfa durante ciclo de
crecimiento 35.8
Maíz durante ciclo de
crecimiento 15.5
Soja durante ciclo de
crecimiento 14.6
Avena durante ciclo de
crecimiento 6.9
PORCENTAJE DE INTERCEPCIÓN DE LA PRECIPITACIÓN ANUAL
tratamiento
erosion
(ton.ha-1
.
año-1
)
relación
extrac.total/s.
corte
Todos los árboles han sido talados
y extraído sus raíces
28.53 78
Tala completa 3.66 10
Tala de ¾ de la superficie en la
parte alta de la pendiente
2.06 6
Tala de1/2 de la superficie en la
parte alta de la pendiente
1.14 3
Tala de 1/4de la superficie en la
parte alta de la pendiente
0.75 2
Sin corte 0.35 1
RELACIÓN ENTRE LA TALA DE UN BOSQUE COMERCIAL
DE 30 AÑOS DE ANTIGÜEDAD Y LA EROSIÓN
PORCENTAJE DE AGUA USADA EN LA
PRODUCCION AGRICOLA GLOBAL POR TIPO
DE CULTIVO
INTERVENCIONES CAUSADAS POR EL RIEGO
Los impactos del riego sobre el ciclo hidrológico se
deben a distintos aspectos.
Por ejemplo, se presentan cambios en las interrelaciones
entre la atmósfera y el suelo; la evapotranspiración real
aumenta considerablemente y se acerca a su valor
potencial.
INTERVENCIONES CAUSADAS POR EL RIEGO
La productividad en terrenos de regadío es
considerablemente mayor que en las tierras de
temporal.
La evapotranspiración real aumenta y se acerca a su
valor potencial.
La tasa de flujo superficial se incrementa al aumentar
el mayor contenido de humedad en el suelo.
Aumento potencial de la erosión hídrica, la pérdida de
nutrientes y materia orgánica, que pueden producir
degradación en suelos y de la calidad del aguas de los
ríos.
Modificación el régimen fluvial de la corriente.
Los cambios en los regímenes de agua del suelo y del
agua subterránea.
AGUA y AGRICULTURA
satisfacer la demanda de alimento de la población entre el
2000 y 2030
aumento en la producción de alimentos de 67 %
14 % de incremento en el uso de agua con fines
agrícolas
RIEGO CONSUME LA MAYOR PARTE DEL AGUA EXTRAIDA
PROCESOS DE EVAPOTRANSPIRACIÓN
INCORPORACIÓN DE AGUA AL TEJIDO VEGETAL
SI EL CONSUMO > 20 % RRHH DISPONIBLES
SE PRESENTA EL RIESGO DE ESTRÉS HIDRICO
QUE USO MODIFICO PARA SATISFACER
EL AGRICOLA?
uso agrícola: 70 %
abastecimiento publico: 13 %
abrevadero del ganado: 9 %
uso industrial: 8 %
SECTOR MENDOZA ZONA
NORTE
ZONA
CENTRO
Y SUR
agrícola 89 % 89 % 96 - 98 %
doméstico 5 % 7 % 2 - 3 %
industrial 2 % 3 % 0 - 1 %
otros 4 % 1 %
MODIFICACIONES ANTRÓPICAS VINCULADAS A
LOS ASENTAMIENTOS HUMANOS
Los asentamientos humanos se
localizaron siempre a la vera de los ríos
o en sitios donde el acceso al agua
subterránea sea factible.
Esto provoca, la mayoría de las veces,
serios disturbios ambientales.
ASENTAMIENTOS HUMANOS:
Las poblaciones urbanas requieren para
su existencia y bienestar general, de
cuatro tipos de servicios:
suministro de agua
eliminación de aguas residuales
drenaje urbano
protección contra inundaciones
SUMINISTRO DE AGUA:
captación
distribución
tratamiento
recolección de aguas residuales
tratamiento
disposición final
AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO
CONSUMO MINIMO: 20 l/h/d (bebida e
higiene personal básica; la fuente se
encuentra a 1 km del hogar
CONSUMO MEJORADO: 50 l/h/d (bebida,
higiene personal básica, retrete y lavado
de ropa; la fuente se encuentra a 1 km del
hogar
SUMINISTRO DE AGUA: ARGENTINA
80 % conexión domiciliaria de agua potable
47 % recolección domiciliaria de aguas
residuales (cloacas)
43 % sistemas de saneamiento mejorado
SOLAMENTE EL 12 % DE LAS AGUA RESIDUALES
SON TRATADAS ANTES DE SU VUELCO EN UN
CUERPO HIDRICO RECEPTOR.
producción media de agua potable: 400 l/h/d
producción máxima (San Juan): 650 l/h/d
producción mínima (La Pampa): 170 l/h/d
consumo promedio: 250 l/h/d
consumo máximo: 400 l/h/d
CONSUMO DOMICILIARIO DE AGUA
POTABLE Y PERDIDAS
La producción de agua en el AMGM ha sido
estimada, en promedio, en 318 l/h/d
siendo 471 y 275 l/h/d para los estratos
sociales altos y bajos, respectivamente.
Las pérdidas internas (que no incluyen el
derroche por uso excesivo) han sido
estimadas en 50%. Descontadas las
pérdidas, el consumo promedio de agua en
el Gran Mendoza es de 163 l/h/d.
DEMANDA DE AGUA EN EL AREA
METROPOLITANA DEL GRAN
MENDOZA (AMGM)
RIEGO
(arbolado público, parques): 11 Hm3/año
INDUSTRIA
fuente superficial: 12 Hm3/año
fuente subterránea: 15 Hm3/año
SUBTOTAL: 37 Hm3/año
AGUA POTABLE
fuente superficial: 197 Hm3/año
fuente subterránea: 19 Hm3/año
SUBTOTAL: 216 Hm3/año
TOTAL: 264 Hm3/año
ELIMINACION DE AGUAS RESIDUALES
SOLAMENTE EL 12 % DE LAS AGUA RESIDUALES
SON TRATADAS ANTES DE SU VUELCO EN UN
CUERPO HIDRICO RECEPTOR.
AMGM: 85 Hm3/año son tratados y se reúsan en
cultivos de Las Heras y Lavalle (depuradoras
Campo Espejo y Paramillo).
Esto debe descontarse del agua consumida por El
AMGM, resultando 179 Hm3/año.
La demanda de agua se estima en el 10 % de la
disponibilidad de agua del río Mendoza.
ELIMINACION DE AGUAS RESIDUALES:
PLANTA DE CAMPO ESPEJO
AGUAS RESIDUALES TRATADAS AGUAS RESIDUALES
DRENAJE URBANO:
La basura en acequias y cauces de riego
(botellas y plásticos) complican el
funcionamiento del sistema de riego y el
desagüe de los excedentes hídricos.
Residuos Sólidos (RSU) :
140 Kg basura / metro lineal / año (89%
PET)
Alteraciones en la distribución:
32-55% sobre eficiencia actual
DRENAJE URBANO: concepto
Es un conjunto de medidas o acciones,
estructurales y no estructurales, destinadas a
evitar o minimizar, el daño que eventualmente
pueden causar las aguas pluviales en las
ciudades u obstaculicen su normal
desenvolvimiento.
Aguas pluviales son las originadas en las
precipitaciones que caen directamente sobre las
áreas urbanizadas y aquellas que precipiten
sobre otras áreas, pero escurran a través de la
ciudad, bien sea por cauces naturales, conductos
artificiales, o simplemente a lo largo de la
superficie de sus calles, aceras, etc.
Colector Gorriti
Zanjón Maure
IMPACTOS DEL CRECIMIENTO URBANO:
Aumento de la población y de la
impermeabilización.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 50 100 150 200 250
urban density, inhab/ha
Imp
erv
iou
s a
rea %
CURITIBA, PORTO ALEGRE y SAN
PABLO
BELO HORIZONTE
• Aumento de 6 a 7 veces do caudal medio de crecida
(impermeabilización)
• reducción del tiempo de concentración por la canalización
CAUDAL Y VOLUMEN
60
BALANCE HÍDRICO
IMPACTOS DE LOS ASENTAMIENTOS
URBANOS SOBRE LA CALIDAD DEL AGUA
MODIFICACIONES ANTRÓPICAS VINCULADAS A LOS
ASENTAMIENTOS HUMANOS
denudación de suelo y aumento de la erosión
contaminación del agua superficial y subterránea
proliferación de especies vegetales invasoras
Intensificación del proceso de formación de
escurrimiento
modificación del sistema natural de evacuación de los
excesos de agua
efectos climáticos adversos:
contaminación del aire (5 a 25 superior a las zonas
adyacentes no urbanizadas)
mayor nubosidad (5 al 10%)
mas niebla (30 al 100%),
mas días con lluvia (del 5 al 20 %),
mayor precipitación (del 8 al 16 %
temperaturas medias superiores, entre 0.5 y 2.0 °C
Menor radiación global (5 a 20 %)
humedad relativa de un 2 al 8 %
IMPACTOS DEL CRECIMIENTO URBANO:
URBANIZACIÓNDESORGANIZADA
OCUPACIÓN DE LASPLANICIES DE INUNDACIÓN
IMPERMEABILIZACIÓNDEL SUELO
- Confinamiento de los ríos
- Rellenos
- Deforestación
- Erosión de las orillas
- Disminución del espacio naturaldestinado al escurrimiento decaudales de crecidas
- Reducción de la infiltraciónde las aguas de lluvia
- Aumento y aceleración delescurrimiento superficial
AUMENTO DE LOS CAUDALESDE LAS CRECIDAS
ACELERACIÓN DEL ESCURRIMIENTO
SOLUCIÓNTRADICIONAL
Canalización de cañadas
Ampliación de la capacidad de ríos y canales
URBANIZACION
CRECIMIENTO DE LA DENSIDAD
DE POBLACION
CRECIMIENTO DEL FACTOR
DE OCUPACIÓN
< RSU modificación
escurrimiento
< área
impermeabilizada
< demanda
agua
modificaciones al clima urbano PROBLEMAS DE
ABASTECIMIENTO
deterioro aguas
pluviales
deterioro
cuerpos
receptores
> recarga de
acuíferos
< volumen de
escurrimiento
< velocidad
escurrimiento
> tiempo
concentración
< picos de
caudal
> caudal
base
PROBLEMAS DE
CONTROL DE LA
CONTAMINACIÓN
PROBLEMAS DE
CONTROL DE
EXCEDENTES PLUVIALES
INUNDACIÓN:
La INUNDACIÓN es la ocupación por parte de las aguas, de zonas
que habitualmente están libres de ella, debido:
Desbordamiento de una corriente fluvial.
Precipitaciones intensas
Ascenso de mareas por encima del nivel habitual.
Tsunamis.
Fuertes vientos en el sentido contrario de la
corriente, anegando o impidiendo la descarga de
afluentes.
Huracanes o ciclones.
Operación de centrales hidroeléctricas.
Colapso de estructuras hidráulicas.
Colapso de diques naturales o coladas de barro.
Crecida 1983
Normal
Porto
União
Rio Iguaçu
24-02-2011
RUPTURA DIQUE FRIAS
4 de enero 1970
RUPTURA DIQUE FRIAS
71
TIPOS DE INUNDACIONES:
inundaciones ribereñas en las valles de los grandes ríos
causadas por fuertes crecientes de origen pluvial.
en los valles de los ríos andinos, por fusión de la nieve
depositada en alta montaña (Andes Centrales) o llanura
(Andes Patagónicos).
inundaciones urbanas debido aluviones generados por
intensas lluvias en terrenos de relieve acentuado y escasa
vegetación y sistema de drenaje insuficiente.
inundaciones de llanura, provocadas por fuertes lluvias y
larga duración, asociadas a un drenaje deficiente y mal
manejo del suelo.
inundaciones de carácter episódicas provocadas por
crecientes súbitas debido a la ruptura de diques naturales
formado por deslizamiento de laderas o surge glaciar.
ZOOM - MONITOREO SATELITAL CIUDAD DE SANTA FE
INUNDACIONES MAYO 2003
ASPECTOS BENEFICIOSOS DE LAS
CRECIDAS/INUNDACIONES
recarga de los acuíferos
agricultura
pesca
rejuvenecimiento de los ecosistemas fluviales
ASPECTOS NEGATIVOS DE LAS
CRECIDAS/INUNDACIONES
pérdidas de vidas y bienes
pérdidas de los medios de subsistencia
disminución de la capacidad adquisitiva y
productiva
migraciones en masa
efectos sicosociales
obstaculización del crecimiento y desarrollo
implicancias políticas
cantidad, duración e intensidad de la
precipitación y su secuencialidad.
Infiltración escasa por las condiciones
edafológicas del suelo y escasa capacidad de
almacenamiento o retención de agua en el
suelo.
escasa pendiente de la superficie, que origina
escurrimientos extremadamente reducidos y
genera una baja capacidad de conducción en
cauces naturales .
CAUSAS GENÉRICAS DE UNA INUNDACIÓN:
pérdida de la capacidad de reservorio de lagos
y lagunas, por colmatación.
elevación de los niveles freáticos.
acción de dunas, promontorios y barreras de
arena, particularmente cerca de las costas, que
obstruyen el drenaje superficial, y aún el
subterráneo, hacia el mar.
obstrucciones de origen humano.
malas prácticas de uso del suelo.
CAUSAS GENÉRICAS DE UNA INUNDACIÓN:
EJEMPLO:
En 1985 la población de la Ciudad de Buenos
Aires y aledaños fue afectada por dos eventos
de precipitación extrema, que produjeron
condiciones de inundación extraordinaria.
La lluvia registrada en el Observatorio Central
Buenos Aires fue de 191,8 mm, en 17 horas.
El segundo evento se registró entre el 31 de
Mayo y el 1 de Junio de 1985.
En este segundo caso, la precipitación medida
en el Observatorio Central Buenos Aires fue de
308,4 mm, caídos en alrededor de 21 horas.
Pérdidas estimadas en la tormenta del 31 de Mayo
al 1º de Junio de 1985 - Estimaciones CEPAL
Impactos Estimado en
U$S
Daños en los servicios telefónicos 2.675.000
Daños en el suministro de energía 4.500.000
Daños en edificios 165.000.000
Pérdida de horas de trabajo 24.300.000
Daños en vehículos 1.050.000
Daños a sistemas / servicios municipales 625.000
Pérdida al valor agregado 4.375.000
Pérdidas de ingresos ( principalmente transporte) 20.400.000
Daños a bienes muebles 9.375.000
Gastos extra en salud pública 12.500.000
Gastos en defensa civil 1.275.000
TOTAL DE PERDIDAS = 246.075.000 U$S
84
TIPOS DE INUNDACIONES:
• INUNDACIÓN URBANA: los procesos de
urbanización, aumentan y aceleran el
escurrimiento superficial por
impermeabilización de la superficie, y
disminuye los tiempos de concentración en el
sistema de desagüe. Se presentan en cuencas
urbanizadas entre 1 y 100 km2.
• INUNDACIÓN RIBEREÑA: cuando el caudal de
la corriente en creciente, supera la capacidad
de conducción del cauce y anega los terrenos
adyacentes. Se presentan en cuencas mayor
de 500 km2.
MEDIDAS DE CONTROL:
MEDIDAS ESTRUCTURALES: uso de obras hidráulicas
en el rio (intensivas) y medidas extensivas en la
cuenca (por ej. aumento de la vegetación).
MODIFICA O SISTEMA
Las medidas estructurales tienen costos altos y
solamente son viables cuando la reducción de los
prejuicios son mayores que los costos de las obras
MEDIDAS NO-ESTRUCTURALES: zonificación del área
inundable; seguros, protección individual (flood
proving), etc.
CONVIVE CON EL SISTEMA
Las medidas no estructurales son las mas apropiadas
para o desenvolvimiento sostenido y tienen costos
reducidos. Tienen dificultad de implementación debido
las limitaciones políticas.
MEDIDAS QUE MODIFICAN O ACTUAN SOBRE LA CRECIDA:
Río Itajaí, estado de Santa Catarina
PRESAS Y RESERVORIOS
PRESAS Y RESERVORIOS
Principal Ventaja: control aguas abajo. Si posee compuertas
es mas eficiente.
Principal desventaja: su ubicación es difícil debido a la
expropiación de terrenos y vulnerables a errores humanos.
Aplicación: cuencas intermedias. A veces puede emplearse
en proyectos de usos múltiples.
DIQUES Y POLDERS
Principal Ventaja: alto grado de protección de un área.
Principal desventaja: daños significativos en el caso que
falla.
Aplicación: grandes ríos y en la planicie de inundación.
c a n a l
molino
dique
poldercompuerta
drenaje
CANALIZACIONES
PROTECCION DE
MARGENES
DIQUES
LONGITUDINALES
CANALIZACIONES: derivación y desviación
RIO COPIAPO
Vista hacia AA
Vista hacia aa, después de
una desviación a un canal
lateral.
QUIEN Y COMO SE DECIDE UNA ACCION DE ESTE TIPO?
MEDIDAS QUE MODIFICAN LA SUCEPTIBILIDAD A
LA INUNDACION
REGULACION DE LA PLANICIE DE INUNDACION
(zonificación, regulación de las subdivisiones, código
de construcción apropiado)
TECNICAS Y PRACTICAS CONSTRUCTIVAS
MEDIDAS QUE MODIFICAN LA SUCEPTIBILIDAD A
LA INUNDACION
ALERTA Y PREVENSION
RED DE ALERTA DEL GRAN MENDOZA
DRENAJE URBANO: principios (cont.)
OBJETIVOS
Reducir daños Normal desarrollo de
la vida cotidiana
ESTRATEGIA = rápida evacuación de
los excedentes pluviales
inundación costos contaminación
MEDIDAS ESTRUCTURALES: diseño
uso de obras hidráulicas (intensivas) y medidas extensivas
en la cuenca (aumento de la cobertura vegetal).
MODIFICA EL SISTEMA
Control en
la fuente
Control in situ / donde cae
Transporte lento
Control aguas-abajo,
en la baja cuenca
TERRENOS PÚBLICOS / ESTATALESPROPIEDAD PRIVADA
techos con cubierta vegetal
infiltración en gramíneas
Infiltración en drenes rellenos de piedra
estanques/pequeños humedales
almacenamiento del agua de lluvia( reuso)
almacenamientos/pantanos/humedales
canales revestidos
canalización de cauces pequeños
pequeños estanques/reservorios secos
pequeños estanques/reservorios bajo nivel
pavimentos permeables
infiltración en área verdes públicas
infiltración en drenes rellenos de piedra
reservorios de detención o retención
grandes reservorios/lagunas
pavimento permeable
trincheras y planos de infiltración
detención, sin conexión con desagüe pluvial
MEDIDAS ESTRUCTURALES: control en la fuente
INFILTRACIÓN: gramíneas y drenes rellenos de
piedras
101
TRINCHERAS DE INFILTRACIÓN
TRINCHERAS DE INFILTRACIÓN
e n t r a d a s a l i d a
103
AREAS DE INFILTRACIÓN Y ALMACENAMIENTO
PAVIMENTOS PERMEABLES
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
11 12 13 14 15Tempo [h]
Va
zão
Antes do desenvolvimento
Depois da urbanização
Depois da urbanização com
controle da vazão de pico
DETENCIÓN EN LA FUENTE
106
DETENCIÓN EN LA FUENTE
107
RESERVORIO DE DETENCIÓN CERRADO
aguaacumulada
RESERVORIOS
RESERVORIOS Y DRENAJE
113
CANALIZACIONES
MEDIDAS NO ESTRUCTURALES:
Limitar el caudal de salida de cada nuevo
emprendimiento del área urbana.
Limitar y controlar la carga contaminante de las
descargas en los sistemas de drenaje.
Limitar la impermeabilización mediante el control del
factor de ocupación del suelo.
Proponer medidas que retarden el escurrimiento
superficial mediante arbolado público y programas de
revegetación adecuada de predios públicos y privados.
Fijar restricciones al dominio en áreas ribereñas
definidas en función del riesgo de inundación y de su
vulnerabilidad.
Elaborar planes de contingencia para mitigar el daño.
115
POBLACIÓN EN
ÁREAS DE
RIESGO
BASURA
117
Obstrucción en la drenaje: Belo Horizonte
CONTAMINACION EN UN ARROYO URBANO
( Porto Alegre)
COMENTARIO FINAL
En el manejo de las inundaciones urbanas
convergen cuestiones tan variadas como: el
manejo de los residuos sólidos urbanos, los
aspectos ambientales, los aspectos sociales, la
planificación del uso del suelo, además de los
temas clásicos propios de la Ingeniería
Hidráulica e Hidrología. Los temas de tan
variada indican la compleja problemática de los
drenajes urbanos y la necesidad de un trabajo
interdisciplinario e intersectorial.
INTERVENCIÓN HUMANA EN RÍOS Y LAGOS
La presa más antigua de la que se tiene noticia data de
hace 5000 años, pero, a partir de 1960 es cuando se
empieza a construir la mayor cantidad de presas.
INTERVENCIÓN HUMANA EN RÍOS Y LAGOS
¿Qué es una presa?
La presa, dique o represa, es la estructura de retención
de las aguas y resiste un empuje. Debe ser por lo tanto,
impermeable y estable, conjuntamente con su fundación
y sus estribos.
¿Para qué se construyen las presas?
Para producir hidroelectricidad
Para abastecimiento de agua para la agricultura, la
industria o los núcleos urbanos
Para regular los caudales de los ríos
¿CUÁLES SON LOS PRINCIPALES IMPACTOS
AMBIENTALES DE LAS PRESAS?
(i) Evaporación del agua retenida en el embalse
(ii) Retención de sedimentos y colmatación del vaso de las
presas
(iii) Pérdida de fertilidad en las zonas de cultivo
(iv) Aumento de la sismicidad en la zona
(v) Impactos ecológicos en los ecosistemas y la biodiversidad
(vi) Barrera para la movilidad de los peces
¿Cuáles son los principales impactos ambientales de las presas?
(vii) Inundación de ciudades, zonas agrícolas, forestales
o ganaderas
(viii) Inundación de zonas de alto valor ecológico,
paisajístico, cultural
(ix) Conflicto entre países
¿Cuáles son los principales impactos ambientales de las presas?
La magnitud de los impactos dependerá del tamaño de
las presas construidas y de las características
concretas de cada región afectada.
DEGRADACIÓN DE TIERRAS
La degradación de la tierra es un fenómeno constituido por
componentes sociales, económicos, físicos, biológicos y
climáticos. La degradación es el proceso que rebaja la
capacidad actual y potencial del suelo para producir,
cuantitativa y cualitativamente bienes y servicios. Los
procesos de degradación de tierras se pueden agrupar en:
Erosión hídrica
Erosión eólica
Revenición y salinidad
Deterioro de la estructura del suelo
Declinación de la fertilidad del suelo
Pérdida de diversidad biológica
Acumulación de sustancias tóxicas para las plantas o
los animales
De acuerdo a la FAO – UNESCO (1976) la degradación es el proceso que rebaja la capacidad actual y potencial del suelo para producir,
cuantitativa y cualitativamente, bienes y servicios.
EL PROCESO DE EROSIÓN
Erosión: proviene del latín "erodere", que significa desgaste.
Erosión: es la la remoción del material de la corteza terrestre por
acción de los agentes erosivos.
Agentes erosivos: fuerzas externas que intervienen en los
procesos del modelado terrestre, originadas por el agua en estado
líquido o sólido, el viento y cataclismos como los terremotos y
erupciones volcánicas.
Erosión = disgregación + transporte +
deposición
Erosión de suelos: es la remoción de materiales del suelo
por acción de los agentes erosivos.
Suelo: es la capa superficial de la corteza terrestre. En un sentido
amplio, el suelo es un cuerpo natural, complejo, dinámico,
polifásico, heterogéneo y disperso.
Erosión hídrica: proceso resultante de la acción combinada del
agua en forma de lluvia (intensidad, duración y energía) y
escurrimiento (cantidad y velocidad) para disgregar y transportar
las partículas terrosas del suelo y la habilidad del suelo para
resistir dicha acción, resistencia que depende de las
características intrínsecas del suelo (textura, estructura,
permeabilidad, materia orgánica, etc.), relieve (forma, inclinación y
longitud de la superficie) y de su protección (cobertura vegetal,
manejo, etc.)
Erosión hídrica = f (erosividad, erodabilidad) La acción del agua se realiza de:
En superficie: disgregación y posterior transporte de las partículas
individuales del suelo (doble rol).
En profundidad: creación de los medios propicios en el suelo para
que este se desplace por acción de la gravedad. El movimiento de
las partículas es en conjunto.
EROSIÓN HÍDRICA
SEDIMENTOS
DIMENSIÓN FÍSICA DIMENSIÓN QUÍMICA
Turbidez, limita la
penetración de luz.
Sedimentación,
modificación de la
geometría hidráulica.
Inundaciones.
Adsorción de productos
químicos.
Fauna, flora, agua
potable.
Peligrosos para la salud.
Lugar y país Modificación en el
aprovechamiento de la tierra
Aumento en el aporte de sedimentos
Rajasthan, India Sobrepastoreo 4-18
Utah, EE.UU. Sobrepastoreo de pastizales 10-100
Sobrepastoreo y cultivo 50-100 Oklahoma, EE.UU.
Cultivo 5-32
Texas, EE.UU. Desmonte y cultivo 340
California septentrional, EE.UU. Conversión en pastizales de bosques en zonas empinadas
5-25
Mississippi, EE.UU. Desmonte y cultivo 10-100
Brasil meridional Desmonte y cultivo 4500
Westland, Nueva Zelandia Tala 8
Oregón, EE.UU. Tala 39
Ontario, Canadá Conversión a la agricultura 14
Aumentos del aporte de sedimentos por cambios en
el uso de la tierra (Walling y Webb, 1983; Ostry, 1982)
dique río
Inicio
(año)
area cuenca
(km2)
volumen inicial
(hm3)
caudal anual
(m3.s-1)
producción sedimentos
(m3.km-2.año-
1)
vol. anual de
deposición (hm3)
perdida anual de
capacidad (%)
Agua del Toro
Diamante 1977 3790 376.0 35.600 871 3.30 0.88
Rio Hondo Sali 1967 18250 1658.0 97.900 729 13.30 0.80
Los Sauces
Los Sauces
1929 189 18.6 0.600 582 0.11 0.59
Escaba Marapa 1949 900 126.1 5.800 378 0.34 0.27
El Cadillal Sali 1966 4700 302.0 14.700 364 1.71 0.57
Cabra Corral
Juramento 1973 31920 3130.0 29.500 307 9.80 0.31
Las Pirquitas
Del Valle 1962 1500 65.0 4.500 280 0.42 0.65
Anzulon Anzulon 1939 850 32.7 0.122 235 0.20 0.61
DIQUES EN AMBIENTE DE MONTAÑA CON
REGISTROS DE ENTARQUINAMIENTO (AyEE, 1987)
Degradación de suelos.
Disminución de la capacidad de retención de agua en
el suelo.
Cambios en la relación lluvia escorrentía.
Disminución y cambios en la cobertura vegetal.
Aumento del riesgo aluvional.
Problemas de sedimentación en diques de retención y
red de canales.
Degradación del ambiente y pérdida de la
biodiversidad.
¿POR QUÉ SE ESTUDIA EL PROCESO DE EROSIÓN
HÍDRICA?
CONTAMINACIÓN
Cuando la actividad humana altera drásticamente los
caracteres del agua, transformándola en indeseable o
peligrosa para el hombre y su medio ambiente, se está frente
a un proceso conocido como contaminación.
QUE SE ENTIENDE POR CONTAMINACIÓN?
Liberación de sustancias que de manera directa o indirecta,
causan efectos adversos sobre el medio ambiente y los seres
vivos.
Existencia en el ambiente de contaminantes o agentes tóxicos o
infecciosos, que entorpecen o perjudican la vida, la salud y el
bienestar del hombre, la fauna y la flora; que degradan la calidad
del ambiente y en general, el equilibrio ecológico y los bienes
particulares y públicos
Contaminante: Un constituyente de un material o residuo que se
sabe o sospecha que es agente de riesgo
(Programa de Desarrollo Institucional Ambiental (PRODIA), Secretaría de Recursos
Naturales y Desarrollo Sustentable)
La introducción directa o indirecta, como consecuencia de la
actividad humana de sustancias, vibraciones, calor o ruido en el
aire, el agua o el suelo que pueden ser nocivos para la salud
humana o la calidad del medio ambiente, causar daños a la
propiedad material o perjudicar o entorpecer las actividades
recreativas y otros usos legítimos de medio ambiente.
(Union Europea)
CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS
NATURALES:
Nunca son químicamente puras.
Se las encuentran en la naturaleza acompañadas
de gases, sales disueltas, sustancias en
suspensión, microorganismos, etc.
Se incorporan en grado variable en su
circulación ininterrumpida por la hidrosfera.
Dichas sustancias no son consideradas como
impurezas, sino componentes naturales de las
fuentes de agua, excepto aquellas que puedan
alterar drásticamente o invalidarla como tal.
QUE SE ENTIENDE POR CONTAMINACIÓN
DEL AGUA?
La adicción de cualquier sustancia en cantidad
suficiente que cause efectos nocivos mensurables
en la flora, fauna (incluido el hombre) o materiales
de utilidad u ornamentales. El concepto de “agua
contaminada” depende mucho del uso a que se la
destine (por ejemplo, un agua no apta para el
consumo humano puede ser aceptable para los
animales).
CUALES SON LOS PRINCIPALES CONTAMINATES DEL AGUA?
Organismos patógenos. Origen en las aguas residuales y residuos de
animales.
Residuos orgánicos biodegradables. Provienen de las aguas residuales
domésticas, estiércol animal, basura industrial, restos de plantas,
escurrimiento superficial, etc.
Compuestos inorgánicos solubles en agua (ácidos, sales, mercurio, aluminio,
cadmio, plomo, cromo, níquel, cobre, zinc, arsénico, etc.). Sus fuentes son:
minería (incluso las minas abandonadas), residuos industriales, lluvia ácida,
escurrimiento superficial, deshielo de carreteras con sales, funguicidas,
fertilizantes, detergentes, pinturas, carburantes, basura industrial, etc.
Nutrientes de plantas (sales de nitrato y fosfato). Provienen de basuras
orgánicas e industriales, aguas residuales, lixiviados de fertilizantes de los
cultivos, tratamiento inadecuado de las aguas residuales, etc.
Componentes orgánicos solubles e insolubles (aceites y grasas, petróleo,
plásticos, pesticidas y herbicidas, compuestos clorados, etc.). Se originan en:
residuos de maquinaria y automóviles, operaciones de limpieza, rotura de
tuberías, actividades agrícolas, basura residencial e industrial, etc.
Sólidos en suspensión. Provienen de las aguas residuales, la erosión natural y
acelerada, la minería, agricultura, silvicultura y la construcción.
Sustancias radiactivas. Se originan en fuentes naturales, minas,
procesamiento del uranio, centrales nucleares y pruebas de armamento
nuclear.
Calor. Es generada por los efluentes de aguas residuales calientes de las
torres de refrigeración de las centrales eléctricas y algunas industrias.
CUALES SON LOS TIPOS DE FUENTES DE
CONTAMINACIÓN?
Fuentes no localizadas. Resultado de un amplio grupo de
prácticas agrícolas y formas de utilización de la tierra, donde los
contaminantes no tienen un punto claro de ingreso en los cursos
de agua que los reciben. Las características principales de estas
fuentes, es el hecho que responden a las condiciones hidrológicas
y presentan dificultades para la medición o control directo.
Fuentes localizadas. Significa todo medio de transporte
perceptible, delimitado y discreto (tubería, acequia, canal, túnel,
conducto, pozo, fisura discreta, contenedor, material rodante,
actividades concentradas de alimentación animal, o buque u otro
medio flotante), desde el cual se descarguen o puedan descargar
contaminantes.
Los contaminantes de procedencia no localizada, son
arrastrados por el escurrimiento (superficial o subterráneo) hasta
un cuerpo terminal de agua y eventualmente pueden tener
sustancias químicas absorbidas
Importancia relativa de fuentes de deterioro de la
calidad del agua en los ríos y lagos (EPA, 1994)
ORDEN DE IMPORTANCIA
RÍOS LAGOS
1 actividades agrícolas/pecuarias actividades agrícolas/pecuarias
2 fuentes localizadas municipales escorrentía urbana
3 escorrentía urbana modificación del hábitat
4 Actividades extractivas fuentes localizadas municipales
5 fuentes localizadas industriales descarga de aguas residuales in-situ
NATURALEZA DEL CONTAMINANTE RÍOS
(%)
LAGOS
(%)
Entarquinamiento (sedimentos) 45 22
Nutrientes 37 40
Agentes patógenos 27
Plaguicidas 26
Enriquecimiento orgánico DO 24 24
Metales 19 47
Productos químicos orgánicos 20
Naturaleza del contaminante en los ríos y lagos evaluados,
donde se han observado efectos ecológicos negativos
(EPA, 1994)
EUTROFIZACIÓN
La eutroficación es un proceso de enriquecimiento
natural o artificial de nutrientes de un sistema
acuático que lleva a un desarrollo masivo de
algas, bacterias y plantas, lo cual incrementa la
competitividad del oxígeno en las aguas.
