H. L. TELLEREl Dr. H. L. TELLER pertenece a la Dirección de Montes e Industrias Forestales de la FAO y preparó este trabajo para presentarlo a una reunión del Grupo de Trabajo sobre Ordenación de Cuencas Hidrográficas (Comisión Forestal Europea) celebrado en Rumania, en septiembre de 1967.
Puede definirse una inundación como la presencia de un caudal de tal magnitud que rebasa las márgenes naturales de un río o canal e inunda las zonas adyacentes. Las inundaciones son un fenómeno natural. Los cauces de los ríos y arroyos sólo admiten caudales ordinarios y, tarde o temprano, se desbordan cuando éstos alcanzan niveles insólitos. Cuando invade la llanura de inundación, el hombre asume un riesgo calculado y a veces tiene que pagar el precio de su intromisión.
¿Hasta qué punto puede la ordenación de las tierras influir en la frecuencia y magnitud de las inundaciones y qué función desempeña el bosque en este proceso? En este artículo se examinan algunas de las relaciones físicas que intervienen y se da a conocer la importancia que se atribuye a la ordenación de tierras y las limitaciones propias de ésta. Se examinan, asimismo, algunos datos experimentales.
Se producirá escorrentía en una cuenca colectara cada vez que la tasa de precipitación pluvial exceda de la de infiltración y que la capacidad de retención de agua del suelo se haya superado, o bien cuando se produzca una de esas dos circunstancias. El caudal en un punto determinado del río dependerá, por tanto, de la acción recíproca de muchos factores, siendo los más importantes los que siguen: distribución, intensidad y duración de la precipitación; cubierta vegetal u otra cubierta superficial; naturaleza y profundidad del suelo; estructura geológica; topografía, con inclusión del área, declive y característica de cauce.
De todos esos factores hay sólo dos que el hombre puede modificar en grado notable, a saber, la cubierta vegetal y, en menor medida, la naturaleza del suelo. Los demás representan limitaciones físicas capaces de anular completamente los esfuerzos del hombre.
Es bien conocida la función de la vegetación forestal en la conservación de las aguas. Las copas frondosas interceptan la lluvia, reduciendo tanto la cantidad como la fuerza de la que llega al suelo. Las raíces estabilizan los suelos y forman canales que permiten una infiltración rápida. La materia orgánica que se forma de las raíces y hojas mejora la estructura del suelo y aumenta tanto la velocidad de infiltración como la capacidad de retención de agua. Mediante la transpiración, las plantas eliminan agua del perfil del suelo, creando así una mayor capacidad de almacenamiento para precipitaciones futuras. Tanto la densidad como la distribución de los bosques influyen en la acumulación de nieves y en el deshielo. Los bosques, merced a los efectos mejoradores que ejercen sobre la temperatura de los suelos, reducen la congelación del suelo y, por ende, la escorrentía superficial. En general, entonces, se puede decir que la cubierta forestal reduce el gasto de las crecidas al mantener la infiltración al máximo, acrecentando así las corrientes subterráneas a expensas de las superficiales; el movimiento de sedimentos desde las zonas de captación hasta el lecho de la corriente queda reducido al mínimo.
El hombre puede modificar la eficacia de esas funciones para bien o para mal. Se puede aumentar o disminuir la densidad o vigor de la vegetación, o bien reemplazar las especies de enraizamiento profundo por otras de enraizamiento superficial (o a la inversa); en general, pueden sustituirse las especies que se adaptan malamente a la estación o bien a los objetivos de la ordenación por especies más convenientes.
Quizá sea más difícil conseguir en un plazo razonable modificaciones importantes del suelo. Es poco lo que puede hacerse en cuanto a la profundidad del suelo. La estructura va cambiando paulatinamente con la adición de materia orgánica, pero en general sólo la capa superficial queda afectada. La permeabilidad del subsuelo puede mejorarse a veces por medios mecánicos. Es posible estabilizar las pendientes erosionadas y disminuir la producción de sedimentos en el espacio de pocos años estableciendo una cubierta vegetal en los suelos rasos, a condición de que la profundidad de éstos sea suficiente. Las medidas de carácter estructural, tales como la construcción de zanjas y bancales a curvas de nivel, también están destinadas a disminuir la escorrentía superficial.
La aplicación de técnicas eficaces de ordenación de tierras con vistas al control de las inundaciones persiguen los resultados anteriores por diversos medios. En las laderas escarpadas y propensas a la erosión se prohiben las cortas de bosque o bien se limitan a entresacas. Las medidas de lucha contra incendios tienen por objetivo mantener una cubierta forestal permanente. El cultivo se hace a curvas de nivel o en bancales. Se cultivan pastos y árboles en las laderas desnudas. Se evita el pastoreo excesivo en los prados de montaña. Las técnicas empleadas son en general bien conocidas. Cabe preguntarse en qué condiciones son eficaces para controlar las inundaciones.
En los últimos 50 años se ha ido acumulando mucha experiencia acerca de las repercusiones de las prácticas de aprovechamiento de la tierra en las inundaciones. Son más recientes y menos abundantes las pruebas directas de los resultados obtenidos en la manipulación de los montes. De estos estudios hay muchos que se llevaron a cabo en pequeñas cuencas de captación de pocas hectáreas de superficie e incluso en zonas más reducidas. Son escasos los datos válidos sobre grandes cuencas hidrográficas debido principalmente a la dificultad que supone la medición de variables independientes y al carácter heterogéneo de los suelos, la vegetación y el aprovechamiento de la tierra. Además, no se encuentran con frecuencia condiciones extremas de clima, de modo que el caso de tempestades insólitas causantes de inundaciones es raro en el período abarcado por el estudio. Merece la pena citar aquí algunos ejemplos de las repercusiones que ha tenido la cubierta forestal en el caudal de las inundaciones.
Montañas Harz, República Federal de Alemania - Escorrentía en una superficie cortada a trecho de 15 ha comparada con tres cuencas repobladas cuya superficie era de 87, 32 y 38 ha, respectivamente. En algunas tormentas el gasto máximo de las crecidas era superior en las zonas arboladas y, en otras, en las zonas taladas. El gasto máximo de las crecidas originadas en la zona de bosque fue especialmente elevado en el invierno cuando al deshielo siguieron las lluvias. En verano fue más elevado el nivel de las inundaciones originadas en las zonas cortadas rasas (Delfs et al., 1958).
Montes Allegheny, Virginia occidental (EE.UU.) - Cortas de intensidad diversa en cuatro cuencas de captación, todas inferiores a 40 ha de superficie. Fue variable la repercusión de la corta rasa en el gasto máximo de las crecidas, dependiendo ello de la presencia o ausencia de nieve y de anterior humedad de los suelos. El efecto de las masas normales en el control de las inundaciones fue mayor en el período vegetativo y en el de recarga del otoño. En las temporadas de reposo vegetativo, una vez terminada la recarga del suelo, la influencia del bosque no suele ser importante (Reinhart et al., 1963).
Suiza - Experimento tradicional en Sperbelgraben y Rappengraben. El gasto máximo de las crecidas originadas en la zona de captación poblada de bosques en un 100 por ciento fue inferior en una tercera parte o en la mitad al de las procedentes de la zona de captación cubierta de bosque en un 30 por ciento. La superficie de cada una de las cuencas era inferior a 60 ha (Burger, 1943).
Meseta de Allegheny, Ohío (EE.UU.) - Repoblación forestal de una cuenca hidrográfica de 17 ha. Se compararon los gastos máximos de las inundaciones durante una fase de árboles de cinco años con los de una fase de brinzales de seis años. La disminución del gasto máximo de las crecidas en la fase de árboles osciló entre el 52 por ciento en el caso de los caudales inferiores a 1,6 m³/segundo/km² y 84 por ciento en el de caudales superiores a 16 m³/segundo/km² (Hill, 1960).
U.R.S.S. - El estudio de los datos recogidos en 212 presas de aforo en 123 ríos distintos, cuyas cuencas oscilaban entre 50 y 50000 km², reveló que la mayor influencia de los bosques en el caudal de las inundaciones era la que ejercía una cubierta forestal de 50 por ciento, aproximadamente. Con un porcentaje superior o inferior de cubierta forestal, aumentaba el caudal de las inundaciones (Molchanov, 1963).
Tennessee (EE.UU.) - Se repoblaron 700 ha de tierras agrícolas abandonadas. Ello no influyó en el volumen del caudal de las inundaciones, pero los gastos máximos eran tan sólo el 15 por ciento de los anteriores a la repoblación forestal. El período de intervalo aumentó de 1,5 a 8 horas. No se vieron materialmente afectadas las crecidas invernales. En otra cuenca de captación de 35 ha de superficie, en el mismo lugar, la repoblación forestal y las medidas de conservación de suelos produjeron una reducción de 90 por ciento del sedimento al cabo de cinco años (Hoyt y Langbein, 1955).
Montes Wasach, Utah (EE.UU.) - En los primeros 75 años de colonización de estas tierras en la base de varias cuencas de captación escarpadas no se produjeron inundaciones importantes. Después de haberse quemado drásticamente, o sometido a un pastoreo abusivo, entre el 2 y el 10 por ciento del total de las cuencas, la sedimentación fue mucho mayor que en los 20000 años anteriores (Croft, 1962).
Montañas Cascade, Oregón (EE.UU.) - Un análisis estadístico (regresión múltiple) de los gastos máximos alcanzados en 54 cuencas de captación, cuya superficie varía entre 14,7 y 18850 km², indicó que podría esperarse que la corta rasa del monte elevase los gastos máximos de las crecidas en 1,1 m³/segundo/km² talado (Anderson, 1958).
Si bien por espacio de muchos años las autoridades europeas que se encargan de tierras y aguas han reconocido la importancia que reviste la ordenación de las cuencas superiores de captación para el control de las inundaciones, gran parte de la documentación que existe sobre la materia se limita a dar una reseña de las medidas adoptadas, sin relacionarlas con los resultados obtenidos. Aunque son evidentes los efectos de las presas de contención, los trabajos de repoblación forestal y los de corrección de torrentes en localidades donde se han llevado a cabo, es difícil obtener una evaluación cuantitativa de los resultados conseguidos con esas obras.
La importancia que se concede a las funciones protectoras de las cuencas de captación, particularmente la que les atribuyen los países alpinos, está patente tanto en la legislación promulgada como en las grandes cantidades de dinero invertidas. Por ejemplo, en Francia, existe una ley de protección de la montaña que data de 1882 y hasta años recientes se invirtieron cerca de 3 millones de dólares al año en medidas de corrección de torrentes. En Italia, se aprobó la primera ley referente a las cuencas hidrográficas de montaña en 1910, al paso que las inversiones anuales en repoblación forestal y corrección de torrentes ascendieron algo así como a 22 millones de dólares al año entre 1933 y 1962. En las ciudades situadas en la base de las cuencas de captación es donde se han registrado apreciables disminuciones en las frecuencias de las inundaciones.
Las cabeceras del Rhin y del Ródano aportan una gran proporción de la carga líquida y sólida de ambos ríos, por lo cual se han gastado allí enormes sumas de dinero en medidas de defensa contra las inundaciones. Sin embargo, casi la totalidad de las obras de ingeniería de los valles se llevaba y sigue llevándose a cabo independientemente de los trabajos de corrección de torrentes y de repoblación forestal a alturas más elevadas. No obstante, es evidente que se han logrado adelantos apreciables, aunque resulta difícil valorar la contribución de medidas tales como la repoblación forestal en razón del provecho obtenido comparado con el gasto realizado. El hecho de que en la mayoría de los países europeos se apliquen ahora leyes rigurosas de protección forestal indica que la relación entre la ordenación de las cuencas hidrográficas y el control de las inundaciones se ha comprendido al fin, aunque no siempre se actúe con toda la energía que los técnicos forestales desearían.
Puede decirse, en general, que los suelos forestales tienen mayor capacidad de infiltración que los agrícolas o los pastizales. Cuando el perfil del suelo es poco profundo, es posible que la naturaleza de la cubierta vegetal tenga poca influencia en la hidrología, aunque sí tiene importancia para disminuir la sedimentación y estabilizar las pendientes.
La influencia del bosque en el nivel del caudal de las inundaciones es mayor cuando los suelos son profundos y permeables, pues su capacidad de detención y de retención puede ser incrementada por la transpiración del bosque y en ellos el agua infiltrada se puede mantener en almacenamiento de detención.
El establecimiento de un monte y su explotación ulterior influyen en la temperatura de los suelos, en la acumulación de nieves y en el deshielo. Las temperaturas de invierno son más elevadas que en el campo abierto y la congelación de los suelos, por consiguiente, es menos predominante. Se disminuye así la escorrentía superficial. Puede aumentarse la acumulación de nieves en el bosque y retrasar el deshielo de primavera mediante diversas técnicas de corta. En algunas circunstancias, ello puede acrecentar el peligro de inundaciones en vez de disminuirlo.
La influencia de la cubierta forestal de las inundaciones es mayor cuando se trata de pequeñas cuencas colectaras en las que la distancia que media entre la cumbre y la salida es breve. En los Estados Unidos, casi el 56 por ciento del promedio anual de aguas de inundaciones y de daños causados por sedimentos se registra en los valles de las corrientes de cabeceras, de modo que en este caso el aprovechamiento de la tierra tiene importancia indudable. Lo mismo puede decirse de muchos valles alpinos de Europa, en los que el curso de las vertientes es breve y tiene gran declive.
Cuanto mayor sea la cuenca hidrográfica más tardan las aguas de las inundaciones en alcanzar los tramos inferiores del cauce principal. Por eso, la detención de las aguas de inundación infiltradas en cualquier época determinada influye menos en la escorrentía a medida que aumenta la superficie de la cuenca de captación. Las grandes inundaciones anulan toda la influencia de la vegetación y llevan más señales de la tormenta que de la superficie terrestre.
En los ríos caudalosos la mayor parte del sedimento procede de lo que han ido depositando los arroyos. Con la ordenación de las cuencas superiores no se contienen las cortas en las márgenes, la eluviación de las llanuras de inundación, ni la formación de cárcavas en los valles inferiores. Aunque la estabilización de las laderas de captación debe reducir la carga sólida total, la importancia que reviste tal disminución en función de la sedimentación de las aguas abajo dependerá de las características del cauce del río y de la llanura de inundación. Tratándose de grandes avenidas, sus efectos pueden ser positivos aunque insignificantes.
El efecto que las prácticas de aprovechamiento de tierras ejercen sobre las inundaciones es mayor en el caso de las tormentas de breve duración y con una precipitación pluvial relativamente pequeña. Ese efecto disminuye a medida que aumenta la duración y la magnitud de las tormentas. Las inundaciones importantes suelen ir vinculadas a prolongados períodos de precipitación pluvial durante los cuales se va saturando el suelo, o a la congelación del suelo, el deshielo o a una combinación de todas esas circunstancias. En general, puede decirse que la introducción de una cubierta forestal puede reducir la magnitud del gasto máximo de las crecidas, pero no es fácil que influya en el volumen total de la escorrentía de las inundaciones.
ANDERSON, H. W. 1958, Rain-snow flood sources, meteorologically defined. (Resumen) Bull. Amer. Meteorol. Soc. 39 (3): 174-5.
BURGER, H. 1943, La economía del agua en las cuencas hidrográficas de Sperbel y Rappen desde 1927-28 a 1941-42. (En alemán.) Mitt. Schweiz. Anstalt für Forstl. Versuchsw. 23 (1).
CROFT. A. R. 1962, Some sediment phenomena along the Wasatch mountain front. J. Geophys. Res. 67, 4: 1511-1524.
DELFS, J., W. FRIEDRICH, H. KIESEKAMP y A. WAGENHOFF. 1958 La influencia del monte y la aorta rasa en la escorrentía, la economía del agua y la erosión del suelo. (En alemán.) Aus dem Walde, Hannover, N° 3, 223 págs.
HILL, L. W. 1960, Forest plantation development influences streamflow. Proc. Soc. Amer. For., Wáshington, D.C. págs 168-171.
HOYT, W. G. y W. B. LANGBEIN. 1955, Floods. Princeton, N. J. Princeton University Press, 469 págs.
LEOPOLD, L. B. y T. MADDOCK. 1954, The flood control controversy. New York, Roland Press, 278 págs.
MOLCHANOV, A. A. 1963, The hydrological role of forests, Israel Program of Scientific Translations. Jerusalén, 407 págs.
REINHART, K. G., A. R. ESCHNER y G. R. TBIMBLE Jr. 1963, Effect on streamflow of four forest practices in the mountains of West Virginia. U.S. Forest Service Res. Paper NE-1, 79 págs.
