[178] Introduccion al Problema de los Embalses - Erosion Excesiva

Esta peticion fue hecha por Antigonum Cajan (http://antigonumcajaneveningpost.blogspot.com/, http://puertorikenhadasinmostaza.blogspot.com/), uno de los visitantes regulares de mi pagina.  El tema ya lo hemos mencionado antes, pero lo olvidamos en cuanto llueve.  Somos una isla bendecida que recibe copiosa lluvia durante el a/no y tenemos quebradas y manantiales donde quiera, dada nuestra zona karstica.  Sin embargo, Puerto Rico no tiene embalses naturales.  Y todavia queremos exportar agua a Islas Virgenes...

Nuestra agua para consumo y para uso recreativo proviene de embalses artificiales que hemos creado para suplir agua a toda la isla.  Durante las sequias de varios a/nos atras se hablaba de los programas de Agua Para Todos y las comunidades se organizaban para recibir el preciado liquido.

Las primeras menciones del superacueducto eran buenas.  Tirar una tuberia desde Arecibo al Area Metro para suplementar el agua de Carraizo con agua del Lago Dos Bocas.  En la practica se construyo un supertubo a un costo mucho mayor de la planificacion inicial y que suple el agua a una fraccion de su dise/no original.

Primero un modulo introductorio.  Veamos una discusion basica de los embalses de agua en Puerto Rico.  Esta presentacion es como a un nivel de escuela intermedia.
http://www.slideshare.net/mrjsanchez/rv-lagos-y-embalses

Ahora vamos a los problemas especificos de nuestro sistema.  En la crisis de agua previa se establecio la necesidad de imponer un programa regular de dragados en los embalses de la isla, especialmente las de Carraizo y las de La Plata.  El Departamento de Recursos Naturales hizo varios estudios donde se evaluo las tasas de sedimentacion en cada embalse para establecer una frecuencia de dragado.

Recuerdo en aquel entonces que Gregory Morris comisiono un estudio donde presentaba este tipo de graficas donde establecia que si no se hace nada, en 2 a 3 a/nos el sistema volvia a perder la capacidad de los dragado.  Ademas todos coincidian que el desarrollo desmedido y la erosion excesiva acortan la vida util de los embalses al descargar mas solidos aguas abajo.

http://www.awra.org/PR2010/doc/papers/GregoryMorris_a556f230_6780.pdf

Este informe es del 2004.  Cuando era importante dragar porque la sequia pedia agua:
http://www.drna.gobierno.pr/oficinas/arn/agua/negociadoagua/planagua/estudios/INFORME_EMBALSES_2MAR04.pdf

plan estrategico 2007
http://agricultura.uprm.edu/escorrentia/pdf/DRNA%20plan_aguas_2007.pdf

Algunos de los embalses sufren de sedimentación acelerada debido a la combinación de condiciones naturales e inducidas en las cuencas que drenan. La capacidad inicial y actual de los embalses principales en la Isla se resumen en la Tabla 2.5, así como su tasa de sedimentación anual y estimados de su vida útil (años). Los factores principales que afectan la sedimentación de los embalses incluyen:
a. Tasas altas de erosión natural. La presa que forma un embalse es una obstrucción al paso de un río en su trayecto desde las montañas hasta el mar. En la zona montañosa de la Isla las pendientes de los suelos son extremas, excediendo el 30% en la mayor parte de las cuencas hidrográficas. Estas pendientes, en combinación con las características de alta susceptibilidad a la erosión de los suelos, y las altas tasas de lluvia en la zona montañosa, promueven la remoción de los suelos y su transporte en forma de sedimentos a los ríos y eventualmente a los embalses.

Lo importante en este análisis es establecer que los embalses en la Isla sufren de altas tasas de sedimentación, y que las acciones bajo el Plan Integral a actualizarse pueden impactar en forma positiva o negativa este problema. La planificación de posibles embalses futuros necesita considerar este elemento. La alternativa de embalses fuera de los cauces de los ríos representa una posible solución a este asunto.

Algunos de los issues relacionados con las cuencas hidrograficas de Guanica Puerto Rico
ftp://ftp.nodc.noaa.gov/pub/data.nodc/coris/library/NOAA/CRCP/project/1906/guanica_bay_wtrshd_mgmt_plan.pdf

Este documento del Departamento de Recursos Naturales discute del tema.  Pero por alguna razon su servidor es extremadamente lento en bajar los documentos.  O sea, info disponible, pero casi imposible de bajar.  Es del caso del tunel del Rio Turabo en Caguas.
http://www.gobierno.pr/NR/rdonlyres/B51D07B7-68D9-4D4D-B911-68887BE689EC/0/APPBEstudioRendimientoSeguro.pdf

Mas issues de la era:
Caracteristicas y Condicion de los Embalses Principales de Puerto Rico:
Caonillas y Dos Bocas - Dragado de emergencia requerido y establecer programa de proteccion de su cuenca hidrografica.
Carraizo - 60 millones entre 1997-1998.  Todavia requiere dragado.
La Plata - Piden plan de manejo d cuencas
Toa Vaca y Guayabal - Sugieren dragar para suplir capacidad adicional
Lucchetti y Loco - ha perdido 40% capacidad.  Suple al valle de Lajas.
Guajataca - los canales pierden la mitad del agua.  Proteccion de cuenca sugerida

El estudio tambien determina que la mayoria de los embalses esta en estado eutrofico, o sea rico en nutrientes.  Esto afecta la calidad de el agua y produce exceso de algas.

Como introduccion debemos dejar establecido que la erosion excesiva de nuestros cuerpos de agua por la construccion, deforestacion y mal manejo de los rios no es un tiro al aire.  Todo ese inventario de solidos corre aguas abajo y se acumula en los embalses.  Ese exceso de solidos hace que los embalses pierdan capacidad rapidamente.

Iba a decir mas, pero los documentos del DRNA estan envueltos en brea cibernetica.  Los dejo con ENDI...
http://www.elnuevodia.com/ojalaquellueva...encarraizo-946328.html
http://www.primerahora.com/carraizopierde31decapacidad-69848.html

update 05/09/11
Caribbean Business dio una excelente discusion del tema en su pasada edicion del periodico:
http://www.caribbeanbusinesspr.com/cb_content/news02.php?nw_id=5264&ct_id=0
amerita una discusion aparte, pero les adelanto esto.

Planificacion Necesaria - Tema 3 - Manejo Escorrentia

Como introducir este tema de hidrologia basica sin mencionar estadisticas de eventos extremos, climatologia o usar ecuaciones extra/nas?  Quiero correlacionar lo que pasa con derrumbes, sitios que no se inundaban y ahora desbordan de agua o erosion donde no debe ocurrir.  Como hacerlo?

Comencemos con la moda del barril.  Algo que se ha puesto de moda entre los horticultores aficionados del norte.  No dudo que la moda llegue aqui en algun momento, con el auspicio de algunos ambientalistas de escritorio.  El concepto es sencillo y llegamos a hacerlo en mi casa.  Colectas el agua del chorro del techo en un dron (contenedor) de 55 galones, que luego usas para irrigar las plantas.

Suena lindo, es verde, es sustentable.  Pero realmente protege el ambiente?  No lo creo.  Estos articulos debajo discuten de ese tema.  Los anglos y LEED le llaman a eso water harvesting:
http://chanceofrain.com/2011/03/rain-barrels/
http://owendell.com/blog/general/roll-out-the-rain-barrels
http://en.wikipedia.org/wiki/Tulip_mania

Litmus test.  Cuanto acumula un dron?
V = 55 galones
Techo (estimado) 50 x 100 = 5000 sq ft
C = 0.8 (el 80% de lo que cae se hace escorrentia)
55 gal = (0.8)(5000 sq ft)(H en in / 12)(7.48)
H = 0.022 inches rain
un aguacero de tan poca agua.  No lo creo.  Veredicto: muy peque/no.


La lluvia normal de Puerto Rico aqui
http://www.srh.noaa.gov/sju/?n=climo_monthly_precipitation

Area Caguas 4 a 7 pulgadas de lluvia promedio mensual
Evento extremo Diez A/nos 24 horas
9 pulgadas en 24 horas

Digamos el aguacero fue de 4 pulgadas
V = (0.8)(5000 sq ft)(4 / 12)(7.48)
V = 9973 galones

Un aguacero tipico es entre 0.5 - 1.0 inches
1246 - 2493 galones

O sea, si quiero water harvesting necesito volumen.


By the way, el que quiera adquirir el documento de los eventos extremos que vea el NOAA Atlas 14 para Puerto Rico, esta en linea aqui:
http://hdsc.nws.noaa.gov/hdsc/pfds/pr/pr_pfds.html

Ese tema de por si es bien interesante, aunque es sumamente teorico.  Uno de estos dias presentare aspectos relacionados a planificacion y determinacion de cotas de inundacion.

A lo que iba.  Los eventos de lluvia, sobre todo los valores extremos generan un volumen de agua significativo.  Ese volumen esta influenciado por varios factores, a saber:

Area de Drenaje - El flujo generado es directamente proporcional al area.  Mas area, mas escorrentia.

Percolacion y Evapotranspiracion - Los efectos de percolacion del agua al terreno, la evapotranspiracion de las plantas, el tipo de suelo, la permeabilidad, vegetacion, etc. es una influencia directa a la cantidad de lluvia.  Terreno vegetativo, matorrales y arboledas retienen los golpes de agua y absorben parte de la escorrentia.  Solo un fragmento fluye.  A grandes rasgos un terreno rural con mucha vegetacion puede tener solo un 20 a 30% del agua que se convierte en escorrentia mientras que el 90% o mas del agua que cae en una loseta de hormigon se convierte en escorrentia.

Estructuras Para Disipar la Energia, retencion - El uso de muros, vallas, pocetos de retencion y otras medidas estructurales reducen la intensidad del chorro de agua, reduciendo su efecto erosivo y alargando el tiempo en lo que llega a su destino final.


Cotejen esta presentacion del hidrologo Gregory Morris y sus programas implantados en rios de Puerto Rico para desarrollar guias (eso de control de erosion costera es otro tema del tintero).
http://www.awra.org/PR2010/doc/papers/GregoryMorris_a556f230_6812.pdf

Estos elementos toman importancia cuando el sistema en Puerto Rico consiste en hacer nuevas construcciones que puedan manejar una inundacion de 100 a/nos.  Si miramos el micro, sin tener una vision global de la situacion es que tendremos muchas piezas de 100 a/nos que no inundan pero que desvian sus aguas a otros lados.

Ese tema de por si es bien complicado.  A lo que voy.  Nuestra planificacion debe incorporar la evaluacion de sistemas que acumulen o desvien aguas de escorrentia excesivas para luego soltarlas poco a poco.  Como introduccion al tema les dejo par de links.  Luego lo desarrollo en futuros articulos:
http://www.watertronics.com/#/skyharvester
http://www.gdrc.org/uem/water/rainwater/introduction.html
http://ag.arizona.edu/pubs/water/az1052/harvest.html

Les anticipo algo.  Hacer este tipo de proyectos requiere dinero y planificacion.  Pero por ejemplo, algunas jurisdicciones en los Estados Unidos requieren tanques de retencion para los golpes de agua de por ejemplo: estacionamientos de centros comerciales.

Mencionando entonces que los programas de planificacion necesitan ver globalmente los efectos que han tenido el desarrollo de tantos proyectos residenciales y hacer desvios o estructuras de control para maejar el cambio.  Tambien esta accion corregiria la tendencia a ver proyectos como islitas y no como un todo.  Van viendo porque es tan necesario ese Plan de Uso de Terrenos?

Ese plan de uso, puesto como layers de GIS o como capas en Google Earth pudiese permitir que futuros profesionales y voluntarios que queremos un cambio puedan aportar a una solucion entre todas las partes, que deberia ser la intencion de la reglamentacion y las agencias.

Para entrar en ese tema pueden ver este panfleto que desarrollo Sea Grant para grupos comunitarios que quieren resolver problemas ambientales.  Es bueno, siempre y cuando no le metan la maldita politica barata:
http://www.seagrantpr.org/outreach/water_quality_files/guiaambientalcompletafinal.pdf

Se que dejo muchos cabos sueltos.  Pero creo prudente dejar el tema aqui y lo desarrollo en temas especificos.