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A medida que aumentan las temperaturas globales hacer que las tormentas extremas sean más comunes, las represas y embalses del país, cruciales para mantener secas a las comunidades, están siendo probados.
Tormentas en EE.UU.Nordeste Estiró los sistemas de control de inundaciones de la región casi hasta el punto de ruptura en julio de 2023. California y estados a lo largo del río Mississippi enfrentaron desafíos similares de control de inundaciones en 2023.
La gestión de estos sistemas de control de inundaciones es un cuidadoso acto de equilibrio.¿Los administradores liberan agua para dejar espacio a la escorrentía de la tormenta, aumentando el riesgo de inundaciones río abajo, o retienen la mayor cantidad posible para proteger las granjas y comunidades río abajo, lo que podría aumentar la posibilidad de inundaciones mayores si llega otra tormenta?
Cuanto antes se puedan tomar decisiones, mayores serán las posibilidades de evitar daños posteriores.Pero los pronósticos no siempre son confiables y esperar a que llueva puede significar actuar demasiado tarde.
Gestioné embalses para el control de inundaciones en Iowa y esclusas y presas a lo largo de los ríos Mississippi e Illinois durante una década, y ahora investigo el funcionamiento de grandes sistemas de embalses para el control de inundaciones en la Universidad de Iowa. Centro de inundaciones de Iowa.Esto es lo que piensan los administradores de embalses durante las tormentas y cómo los esfuerzos para mejorar los pronósticos pronto podrán reducir los daños por inundaciones:
Las múltiples funciones de las represas
Estados Unidos es el hogar de más de 50.000 embalses operables que son supervisados por docenas de agencias estatales y federales.En conjunto, estas represas almacenan más agua que los lagos Erie y Tahoe juntos.Miles de kilómetros cuadrados de lluvia pueden escurrirse del paisaje hacia ríos y arroyos y, en última instancia, desembocar en un único embalse.
Utilizando una salida cerrada, los embalses suavizan el flujo durante todo el año almacenando agua durante las fuertes lluvias y liberándola para compensar los efectos de la sequía.Esto ayuda a garantizar un suministro confiable de agua para la agricultura, la generación de energía y el uso residencial.
Es importante destacar que los embalses también brindan protección contra inundaciones a las comunidades río abajo.
Las tormentas extremas pueden significar compensaciones difíciles
La gestión de embalses puede complicarse drásticamente cuando las precipitaciones se producen en ráfagas concentradas.
Los operadores de embalses están listos las 24 horas del día para responder a las fuertes lluvias.Al ajustar las compuertas dentro de la salida de un embalse, se puede almacenar agua detrás de la presa, como una bañera con el desagüe parcialmente bloqueado.Eso permite a los operadores liberar agua lentamente, de manera controlada, para evitar inundaciones en las comunidades río abajo.
Los operadores también pueden ayudar a las comunidades río abajo en riesgo de sufrir inundaciones repentinas limitando la cantidad de agua que liberan del embalse.esa decisión tiene que hacerse rápidamente, Sin embargo, el agua necesita tiempo para moverse río abajo.Si el flujo se corta demasiado tarde, el gerente puede desperdiciar la oportunidad de ayudar.
Es cuando toda la región sufre fuertes lluvias (tanto aguas arriba como aguas abajo del embalse) cuando los operadores del embalse enfrentan el mayor estrés.
Cuando las precipitaciones son intensas o se producen múltiples tormentas en un período corto, a menudo no hay tiempo suficiente para liberar el agua acumulada de un evento y dejar espacio para la siguiente tormenta.Si un embalse está lleno, es probable que se active un aliviadero de desbordamiento, lo que canalizará agua adicional alrededor de la presa para evitar dañarla.Aunque esto mantiene la integridad estructural de la presa, puede empeorar drásticamente las inundaciones río abajo.
Lo que dicen los manuales
Para ayudar a los administradores a tomar estas difíciles decisiones, la mayoría de los embalses de control de inundaciones tienen un manual de regulación que describe el proceso para operar las compuertas durante las inundaciones.
Cada embalse para el control de inundaciones es único y estos documentos dan cuenta de las prioridades específicas asociadas con cada ubicación.Un manual de control de inundaciones puede estipular caudales de salida máximos permitidos a medida que aumentan los niveles de los embalses.También puede limitar los flujos basándose en los medidores de los ríos aguas abajo para reducir los impactos de las inundaciones.
Sin embargo, los directivos todavía tienen que tomar decisiones.Si bien el manual puede indicar objetivos específicos de almacenamiento o flujo aguas abajo, no hay dos inundaciones iguales.Depende de los operadores de yacimientos determinar cómo cumplir esos objetivos.Liberar muy poca agua puede aumentar el riesgo de inundaciones aún mayores en el futuro si se avecinan más tormentas.
Esta compensación entre el riesgo de inundaciones actual y futuro se conoce como “cobertura.”
Años de investigación con complejos modelos informáticos y simulación han ayudó a optimizar este proceso de toma de decisiones.Desafortunadamente, lo que parece bueno en el papel no siempre es fácil de poner en práctica, particularmente cuando muchas de las represas envejecidas del país requieren abrir o cerrar las compuertas manualmente.Además, estas decisiones a menudo se toman durante fuertes lluvias, cuando las condiciones cambian rápidamente y los operadores no tienen el don de ver en retrospectiva.
Los pronósticos precisos son esenciales
Para tomar las mejores decisiones posibles sobre las liberaciones de agua, es esencial realizar pronósticos precisos.Ésta es un área propicia para mejorar.
El valor de un pronóstico de lluvia para la operación de un embalse puede considerarse como un taburete de tres patas construido sobre dónde, cuándo y cuánta lluvia cae.Un pronóstico de precipitaciones que solo acierte en dos de estas tres variables puede hacer más daño que bien.Por ejemplo, un administrador podría liberar agua de manera preventiva para una tormenta que se espera aguas arriba de un embalse, solo para ver cómo la tormenta golpea aguas abajo, causando potencialmente daños por inundaciones cuando se combina con esas liberaciones preventivas.
Para mitigar este riesgo, muchos embalses de control de inundaciones funcionan utilizando un enfoque de “agua en el suelo”.En lugar de utilizar un pronóstico, este enfoque espera a ver dónde cae la lluvia y luego reacciona.Aunque esto a menudo resulta en un retraso en la respuesta del yacimiento, también reduce el riesgo de errores operativos.
Proyectos recientes que utilizan “operación del yacimiento informada por el pronóstico” han demostrado cómo los avances en el pronóstico hidrológico pueden conducir a una mejor gestión de los embalses.Aunque muchos de estos proyectos se encuentran en sus primeras fases, los estudios muestran que puede haber potencial para utilizar la operación de embalses basada en pronósticos para ayudar a gestionar las inundaciones, al mismo tiempo que se maximiza el suministro de agua dentro de las regiones propensas a las sequías.Históricamente, esta compensación ha sido particularmente difícil de sortear.
Como el cambio climático hace que las lluvias extremas sean más comunes, pondrá a prueba aún más las capacidades del país para combatir inundaciones y el almacenamiento finito de las redes de embalses.
Ampliar el número y el tamaño de los embalses podría ayudar, pero la impactos sociales y ecológicos hacer que la construcción de embalses sea una venta política difícil.Optimización almacenamiento existente es la siguiente mejor estrategia.En cualquier caso, los gestores de embalses y los pronosticadores se encuentran en la primera línea de una batalla que se volverá más desafiante en un futuro más cálido.