Impactos Ambientales de las Obras Hidráulicas en Cuencas Fluviales
La construcción de obras hidráulicas genera alteraciones físicas dentro de la cuenca. Por ejemplo, la construcción de una presa en un río, con la formación de un embalse, produce impactos y efectos tanto en los aspectos climáticos como hidrológicos, como se detalla a continuación:
Impacto Climático de los Embalses
A nivel de macroescala, el efecto aislado de un embalse en el clima regional puede ser despreciable, ya que los principales componentes climáticos regionales y sus variaciones estacionales y anuales están determinados por el movimiento general de la circulación atmosférica. A nivel microclimático local, los efectos quedan restringidos a las áreas limítrofes del embalse, provocando pequeñas alteraciones en algunas variables climatológicas como la temperatura, la humedad relativa, la pluviosidad, el viento y la nubosidad.
Temperatura
De acuerdo con los resultados obtenidos para los embalses de Jupiá-Ilha Solteira (Brasil, Tarifa, J. R., 1981), la temperatura parece ser el elemento climático que sufre mayores modificaciones por la acción del embalse, principalmente en sus extremos, cuyos valores tienden a ser atenuados; es decir, ocurre una pequeña disminución en la amplitud térmica diaria, mensual y anual.
Humedad Relativa
Estudios referentes a la variación de la humedad relativa en la microrregión del embalse de Itaipu (Brasil, Tarifa, J. R., 1981) mostraron que los valores medios diarios, con máximas por las mañanas (95%) y mínimas por las tardes (65%), medidos en el período anterior a la formación del embalse, fueron ligeramente superiores a los valores obtenidos después de la formación del embalse. Esto se debe al aumento de la superficie líquida para la evaporación, lo que resulta en un incremento de la humedad de la capa límite del aire en contacto con la lámina de agua del embalse y del efecto del viento. Se espera que en el área circundante al embalse se presente un aumento del número de días con rocío, lo que favorece la incubación y multiplicación de enfermedades y plagas para los cultivos y animales de la región.
Pluviosidad
Resultados de diferentes estudios muestran que no hubo alteración en los valores totales de lluvia anual luego de la formación del embalse. Sin embargo, en los períodos secos y fríos, parece haber ocurrido un ligero incremento en los valores medios de lluvia; este hecho puede explicarse por la posibilidad de formación de neblinas en las mañanas frías y el aumento de la humedad, que resultan en precipitaciones en forma de garúas.
Viento
El cambio en la rugosidad de la superficie a ser inundada provocará alteraciones en el perfil vertical de los vientos. Con la disminución de la rugosidad, la tendencia será el aumento de la velocidad del viento. Por otro lado, se presentan alteraciones en el balance de radiación solar y, por la acción de los vientos débiles, se puede inducir un mecanismo de brisa. Es conocido que, alrededor de un gran lago, el viento sopla en dirección a la tierra durante el día (brisa de lago) y hacia el lago durante la noche (brisa terrestre). Cuando comienza a soplar la brisa del lago, la temperatura cae, la humedad aumenta y la brisa avanza sobre la tierra como si fuera un frente frío. Según Yoshino (1975), entre el área controlada por la brisa de lago y las áreas adyacentes libres de ese efecto, la diferencia térmica puede llegar hasta 4 °C. El efecto relevante de esta situación es la posible formación de ondas en el lago, además de la presencia de una variación térmica que puede resultar incómoda para la población ribereña.
Nubosidad
Las neblinas, producto de la evaporación, son más intensas durante el invierno, cuando el aire más frío de la tierra se desplaza sobre la superficie líquida más caliente. La humedad proveniente del agua, por evaporación, al juntarse con el aire frío, se satura provocando condensación. Estas neblinas se concentran en las partes más bajas (valles) y, lógicamente, el sector más propenso será aquel que se sitúa en el sentido predominante del viento.
Factores Climáticos que Influyen en el Caudal de los Ríos
Tipo o Forma de Precipitación
El tipo o forma de precipitación tiene gran importancia en la variación del caudal de un río. Por ejemplo, una precipitación en forma de lluvia con intensidad y magnitud suficiente para influir en la escorrentía se siente casi inmediatamente, mientras que una precipitación en forma de nieve, sin alcanzar la temperatura de fusión, no se sentirá.
Intensidad de Lluvia
Cuando la intensidad de lluvia excede la tasa de infiltración del suelo, ocurre escorrentía superficial debido a la precipitación excedente. Cuanto mayor sea la intensidad de lluvia, mayor será el caudal del curso de agua. Se puede concluir que, después de sobrepasada la capacidad de infiltración, la escorrentía superficial crecerá rápidamente con el aumento de la intensidad de lluvia. Sin embargo, el aumento del caudal del río no es proporcional al incremento del exceso de lluvia a causa del efecto de retardo resultante del proceso de acumulación.
Duración de la Precipitación
Precipitaciones con duración por debajo del tiempo de concentración de la cuenca, independientemente de la intensidad, tendrán prácticamente el mismo período de escorrentía superficial, mientras que para lluvias más largas, el período de escorrentía será mayor. Otro efecto de la duración de la precipitación es que la capacidad de infiltración decrece durante la lluvia.
Distribución de la Precipitación en una Cuenca
La distribución uniforme de la precipitación sobre una cuenca sucede raramente. Para cuencas pequeñas, los caudales pico ocurren con lluvias de gran intensidad que cubren áreas reducidas, mientras que para cuencas grandes, los caudales pico ocurren con lluvias de baja intensidad, pero que cubren áreas muy extensas. Por ejemplo, en las Figuras 3.7a y 3.7b, se presentan las curvas de la misma altura pluviométrica (isoyetas) de dos lluvias. Asumiendo que las alturas totales de lluvia sean prácticamente iguales, los hidrogramas resultantes pueden ser muy diferentes. En el caso de la Figura 3.7a, pudo haber ocurrido poca o ninguna escorrentía superficial, dependiendo de la capacidad de infiltración del suelo. Para el caso de la Figura 3.7b, probablemente en el tramo inferior, la capacidad de infiltración fue ampliamente excedida.
Dirección de Desplazamiento de la Lluvia
La dirección con que la lluvia se desplaza a través de la cuenca en relación con el sentido de flujo del sistema de drenaje tiene gran influencia sobre el caudal pico resultante y sobre la duración de la escorrentía superficial. Si consideramos que las intensidades de las lluvias 1, 2 y 3 de la Figura 3.8 son iguales, los hidrogramas resultantes, producto de las lluvias, en el punto de control (estación de aforos) serán muy diferentes.
Precipitación Anterior y Humedad del Suelo
El contenido de humedad de las capas superficiales del suelo tiene influencia en la capacidad de infiltración y también en la determinación de la posibilidad, o no, del incremento de agua en el suelo. Cuando la humedad del suelo es alta, la capacidad de infiltración es baja y la cuenca de drenaje es susceptible a inundaciones. Por otro lado, cuando el contenido de humedad del suelo alcanza la capacidad retentiva del suelo, el agua de infiltración llegará hasta la napa freática. Es decir, una lluvia que cae poco después de otra anterior puede causar un caudal pico considerable, mientras que la misma lluvia, precipitando luego de un período seco, no producirá caudales de consideración.
Un área de selva virgen que posee una capa espesa de residuos de hojas, ramas y hierbas puede soportar una precipitación muy alta sin que ocurra escorrentía superficial; esa misma área, en caso de ser talada y transformada en centro poblado, puede compactarse por el tráfico de personas y animales y por la misma lluvia, resultando en una escorrentía superficial capaz de provocar una avenida. Por otro lado, un campo abierto que sea sustituido por un cultivo de cobertura vegetal densa puede dar al suelo una mayor capacidad de infiltración y así reducir la escorrentía superficial.