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Cómo las presas y los restos mitigar inundaciones: La presa de las tres gargantas como un punto de referencia global
Tres de las principales consecuencias para la gestión de las inundaciones, el problema de las inundaciones, que se puede reducir en un mundo de gran impacto, y que se puede evitar en el mundo entero, y que el problema de las inundaciones es un problema que se puede hacer.
La ciencia de la mitigación de inundaciones: cómo funcionan las presas y los conservadores
Para entender cómo las presas reducen las inundaciones, es esencial captar primero la dinámica natural de un río durante un evento de inundación. Bajo condiciones normales, un canal de río puede llevar un cierto volumen de agua. Cuando la lluvia pesada o la nieve sobresale esta capacidad, el agua se derrama sobre las orillas, inundando el río de inundación adyacente. Las presas interrumpen este proceso creando una barrera artificial que implique el agua en un embalse río arriba.
La clave para la mitigación efectiva de las inundaciones reside en el concepto de capacidad de almacenamiento de suelo. Las presas se diseñan normalmente con una piscina de control de inundaciones dedicada, un volumen del embalse que se mantiene vacío o parcialmente vacío durante las estaciones no bajas.Cuando se produce un evento de tormenta, la entrada del río llena esta piscina, reduciendo así el flujo máximo que de otra manera podría subirse hacia abajo.
Más allá del almacenamiento simple, las presas también compran tiempo. Al sostener las aguas inundadas, permiten a los pronosticadores y gerentes de emergencia emitir advertencias, evacuar áreas vulnerables, e implementar defensas temporales. En grandes sistemas fluviales donde las tormentas se desarrollan durante días, una presa puede afeitar horas cruciales o incluso días de la llegada de la cresta inundada, dando a las comunidades una ventana vital para preparar.
Es importante señalar que no todas las presas se construyen principalmente para el control de inundaciones. Muchos sirven funciones multiusos, incluyendo generación de energía hidroeléctrica, riego, suministro de agua y navegación. Sin embargo, cuando el control de inundaciones es un objetivo primario, la presa debe ser operada con una curva de regla de la planta que define los niveles de embalse objetivo durante todo el año.
La presa de tres gomas: una obra maestra de ingeniería para el control de inundaciones
Reseña del proyecto y Escala
Esta represa de tres torres es una presa de gravedad concreta que se extiende a 2.335 metros (7.661 pies) a través del río y se eleva a 181 metros (594 pies) de altura. La construcción comenzó en 1994 y se completó en 2012, con el proyecto que se está poniendo en funcionamiento en 2012 y el embalse de ríos cobásicos, que se extiende a más de 600 kilómetros de altura.
La presa de tres gorgenes fue concebida no sólo como fuente de energía limpia, sino como el centro de una estrategia integral para domar el río Yangtze, que tiene una larga y mortal historia de inundaciones. La inundación de Yangtze de 1931, por ejemplo, mató a unas 145.000 personas e inundaron millones de hectáreas de tierras agrícolas. La inundación de 1954 reclamó más de 30.000 vidas y desplazados 18 millones de personas.
Características del diseño del control de inundaciones
La dam #8217; la capacidad de control de inundaciones se construye en su estructura física y sistemas operativos. Los componentes más críticos incluyen:
- Puertas de paso y de esclusa: La presa cuenta con 23 puertas de esclusa inferior y 22 puertas de esclusa superficial, capaces de desmontar hasta 116.000 metros cúbicos por segundo (4,1 millones de pies cúbicos por segundo) en total. Esta enorme capacidad de descarga permite a los operadores liberar agua rápidamente cuando el embalse se aproxima a niveles peligrosos.
- Reservoir Zoning: El embalse se divide en zonas operativas. La zona de control de inundaciones, entre elevaciones 145 metros y 175 metros, está reservada para almacenar agua de inundación. Durante la temporada de inundación (junio a septiembre), el depósito se mantiene a o debajo de 145 metros para maximizar el almacenamiento de inundación disponible.
- Monitoreo y pronóstico del tiempo real: Una red sofisticada de medidores de lluvia, sensores de nivel de ríos y radares meteorológicos alimenta los datos en un sistema de pronóstico integrado. Los operadores de presas pueden ajustar las liberaciones sobre la base de predicciones de precipitación y nieve, a menudo días de antelación.
- ] Manejo de sedimentos: Debido a que la acumulación de sedimentos reduce la capacidad de depósito con el tiempo, la presa utiliza un >8220; despeja, libera el fango interno#8221; estrategia durante eventos de inundaciones. Esto implica la liberación de agua con altas cargas de sedimentos a través de las puertas de la luz a flush sediment downstream, preservando el volumen de almacenamiento de inundaciones.
Estrategias operacionales para la gestión de las inundaciones
El juego de control de inundaciones en Tres Gorjas es proactivo y reactivo. Antes de que comience la temporada de inundaciones, el depósito se destina deliberadamente al nivel de 145 metros. Esto se conoce como pre-release y es la acción preparatoria más importante.Cuando se pronostica un evento de lluvias pesadas, los operadores pueden comenzar a liberar agua adicional para crear aún más espacio de almacenamiento, una práctica llamada
Esta flexibilidad operativa ha demostrado ser eficaz en múltiples eventos de inundación desde que la presa se puso en pleno funcionamiento. Por ejemplo, durante la temporada de inundación de Yangtze 2020, que vio algunas de las lluvias más fuertes en décadas, la presa de Tres Gargantas redujo con éxito el flujo máximo que entraba en la región de Yangtze medio en más del 30%, evitando lo que podría haber sido una inundación catastrófica en ciudades como Wuhan y Nanjing.
Medición del impacto: Cómo la presa de las tres gargantas ha reducido el riesgo de inundaciones
Protección de las comunidades de aguas abajo
Los principales beneficiarios de las Tres Gorjas Dam#8217; la función de control de inundaciones son las decenas de millones de personas que viven a lo largo del río Yangtze medio y bajo. Ciudades como Wuhan, Nanjing, Shanghai
La presa también ha reducido la frecuencia de las brechas de leves y los eventos de sobrecarga. Antes de la presa, el sistema de control de inundaciones Yangtze curva#8217; el sistema de control de inundaciones dependió fuertemente en las leves de tierra, que eran propensos a fracasar durante las inundaciones extremas. Al reducir los flujos máximos, la presa de tres gargantas ha aliviado la presión sobre estas levees, dándoles un margen de seguridad más alto y reduciendo los costes de mantenimiento.
Beneficios económicos y agrícolas
El valor económico del daño causado por las inundaciones evitado por la presa de las tres gargantas es sustancial. Un estudio de 2019 publicado en la revista Natural Hazards estimó que la presa reduce las pérdidas anuales de inundaciones en la cuenca de Yangtze en aproximadamente 2.500 millones de dólares[FundaLT:3].
Además del control de inundaciones, la presa genera alrededor de 100 mil millones de kilovatios-horas de electricidad por año, que potencia industrias y viviendas en China oriental y central. Esta energía hidroeléctrica reemplaza la generación de carbón, reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero por un estimado de 100 millones de toneladas anuales. Mientras que el control de inundaciones sigue siendo la prioridad operacional principal durante la temporada húmeda, la gestión de recursos de la energía de energía de energía de energía de energía de la gestión de las inundaciones.
Limitaciones y desafíos
A pesar de sus éxitos, la presa de las tres gargantas no es una panacea para todos los riesgos de inundaciones.
- Sedimentación: El río Yangtze transporta enormes cargas de sedimentos de la cuenca superior. Desde que la presa comenzó a inundar agua, el sedimento se ha acumulado en el embalse, reduciendo gradualmente la capacidad de almacenamiento de inundaciones. Mientras que el > 8220; almacenar el despejado, liberar el barrodo#8221; la estrategia ha ralentizado este proceso, el modelado a largo plazo sugiere que la próxima acumulación de sedimento podría reducir el almacenamiento de los 20 por ciento de almacenamiento de las inundaciones.
- Inundación de corriente: El embalse ha inundado grandes zonas de aguas arriba, incluyendo la ciudad de Chongqing y numerosas ciudades y pueblos. Aunque no es un >8220; flood curva#8221; en el sentido tradicional, la inundación permanente de tierras de aguas arriba desplazadas sobre 1,3 millones de personas y sitios de patrimonio cultural sumergidos.
- Extreme Events Beyond Design Capacity: La presa fue diseñada para manejar un evento de inundación de 1 en 1.000 años, pero el cambio climático aumenta la intensidad de los extremos de precipitación. Una tormenta que supera la presa#8217; su capacidad de diseño podría aún abrumar su almacenamiento de inundación, especialmente si el embalse ya está cerca de su capacidad debido a la lluvia.
- Bajo de la Subsidencia de Tierras: Al arrastrar sedimentos que de otra manera reponer el delta aguas abajo, la presa ha contribuido a la subsidencia de tierras en el Delta de Yangtze cerca de Shanghai, lo que puede exacerbar el riesgo de inundaciones locales por las olas de tormenta y el aumento del nivel del mar.
Estos desafíos destacan que la presa de tres golondrinas debe considerarse como un componente ] de una estrategia integral de gestión de inundaciones, no una solución independiente.
Más allá de las tres gargantas: Cómo las presas contribuyen a la mitigación de inundaciones en todo el mundo
Los principios demostrados por la presa de tres gargantas se reproducen en miles de presas más alrededor del mundo, aunque a diferentes escalas y con diferentes grados de control de inundaciones.En los Estados Unidos, la Represa de la cosecha en el río Colorado proporciona control de inundaciones para la cuenca inferior, mientras que la Autoridad de los Valles de Tennessee (TVLT)[FLT]
Lo que estas presas comparten es la capacidad de almacenar agua durante períodos húmedos y liberarlo durante períodos secos, suavizar la variabilidad natural de los flujos de río. Sin embargo, la eficacia de cualquier presa para el control de inundaciones depende de varios factores: la relación de almacenamiento de depósitos a la entrada anual, la presa puede reducir la capacidad de descarga, la calidad del sistema de previsión, y las reglas operativas.
Este sistema de almacenamiento multifunción se gestiona en cada caso, y se coordina con el control de las presas en el mismo río para proporcionar mitigación de inundaciones en toda la cuenca. En China, la cuenca del río Yangtze se gestiona mediante una cascada de presas en el río arriba de tres gargantas, incluyendo el Xiludu[FLT]
Para una exploración más profunda de cómo las presas se integran con otras medidas de control de inundaciones, la Encuesta Geológica de los Estados Unidos proporciona recursos integrales sobre ciencia y gestión de inundaciones: UGS Floods and Floodplains. Asimismo, la Organización Meteorológica Mundial ofrece orientación sobre los sistemas de previsión de inundaciones y alerta temprana que son esenciales para una operación eficaz de presa:
El futuro del control de inundaciones: balanceo de las presas con soluciones basadas en la naturaleza
El papel de las presas en un clima cambiante
El cambio climático ya está alterando la frecuencia e intensidad de los eventos de precipitación extrema. El aire cálido tiene más humedad, lo que lleva a una lluvia más fuerte durante las tormentas. En muchas partes del mundo, esto significa que se están pidiendo presas existentes para manejar las entradas que exceden sus supuestos de diseño originales. La presa de tres gargantas, por ejemplo, ha experimentado varios eventos de inundación desde 2010 que fueron clasificados como > 8220; una vez que el aumento de un siglo poco tiempo de sus preguntas de control de inundas#8221;
Para adaptar, los operadores de presas están utilizando cada vez más reglas de funcionamiento dinamizadas que ajustan los niveles de embalse basados en pronósticos climáticos estacionales en lugar de promedios históricos. Por ejemplo, si un pronóstico estacional predice precipitaciones por encima de la media, el embalse puede ser degradado más agresivamente antes de la temporada de inundaciones, incluso si eso significa sacrificar una producción de hidroeléctrica[LT2]
Estrategias complementarias: Humedales, Reforestación y Restauración de las llanuras inundadas
Mientras que las presas son herramientas poderosas, son más eficaces cuando se combinan con soluciones basadas en la naturaleza que trabajan con procesos naturales en lugar de contra ellos. Restauración de humedales en llanuras de inundación puede absorber y ralentizar las aguas de inundación, reduciendo el flujo máximo que alcanza una presa. Reforestación
En la cuenca de Yangtze, el gobierno chino ha reconocido la importancia de estas medidas complementarias y ha invertido en proyectos de restauración de humedales a lo largo del río, especialmente en las regiones de Dongting Lake y Poyang Lake, que actúan como cuencas de almacenamiento de inundaciones naturales aguas abajo de la presa de las tres gargantas. Estos lagos se habían reducido debido a la recuperación y sedimentación, pero los esfuerzos de restauración ahora están ayudando a recuperar su capacidad de amortiguación.
Operación y modernización sostenibles de las presas existentes
Para los miles de presas existentes en todo el mundo, el reto no es sólo construir nuevas estructuras sino ] operar y modernizar las existentes para un control óptimo de las inundaciones, lo que incluye mejorar las vías de derrame para manejar inundaciones más grandes, instalar sistemas modernos de monitoreo y control, y revisar las reglas de operación para reflejar las proyecciones climáticas actuales.
El futuro del control de las inundaciones probablemente implicará un enfoque híbrido: el uso estratégico de grandes presas para el almacenamiento regional de inundaciones, combinado con soluciones basadas en la naturaleza distribuidas a nivel local, y apoyado por sistemas avanzados de pronóstico y alerta temprana. La presa de las tres gargantas seguirá siendo un pilar central de la protección de las inundaciones en la cuenca de Yangtze, pero su viabilidad a largo plazo depende de la gestión de la sedimentación, la adaptación al cambio climático, e integración con una cartera más amplia de medidas de riesgos de inundaciones.
Conclusión
Las presas y los embalses son uno de los instrumentos más eficaces que la humanidad ha desarrollado para mitigar las inundaciones, y la presa de tres gargantas en China es el ejemplo más ambicioso de esta tecnología en acción. Al almacenar el exceso de agua durante tormentas y liberarlo de una manera controlada, la presa ha reducido el riesgo de inundaciones para decenas de millones de personas, protegió miles de millones de dólares en activos económicos, y demostró el potencial de la gestión integrada de recursos hídricos.
A medida que los fenómenos meteorológicos extremos se vuelven más frecuentes, las lecciones de la presa de las tres gargantas informarán las estrategias de control de inundaciones en todo el mundo. Ninguna presa única puede eliminar todo riesgo de inundaciones, pero un sistema bien diseñado y bien operado de presas, combinado con humedales sanos, llanuras de inundación restauradas y previsión robusta, puede reducir significativamente la devastación que causan las inundaciones.