Los cambios geomorfológicos del río Jarama como base para su restauracion Vizcaíno 2003

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    Los cambios geomorfolgicos del ro Jarama como base para su

    restauracin.

    P. Vizcano, F. Magdaleno, A. Seves, S. Merino, M. Gonzlez del Tnago,D. Garca de Jaln.

    Escuela Tcnica Superior de Ingenieros de Montes. Ramiro de Maeztu s/n .Universidad Politcnica deMadrid.

    RESUMEN

    En los ltimos cincuenta aos, el ro Jarama ha experimentado grandes cambios debidos a la interaccin de los proceso morfo-lgicos naturales y a las actuaciones humanas en la llanura de inundacin. A travs del anlisis comparativo de las fotografasareas de 1956 y 1999 mediante el programa ArcView 3.2., en los ltimos sesenta kilmetros del ro, que coinciden con el pasodel mismo por el Parque Regional del Sureste, podemos advertir un espectacular cambio en los usos del suelo de la llanura deinundacin: mientras en 1956, ms de la mitad del permetro de contacto de la llanura de inundacin con el cauce del ro (cau-dal de bankfull), perteneca a terrenos rsticos y forestales con una utilizacin no intensiva, y el restante 40-50% tena usos

    agrcolas, en 1999 el porcentaje de terreno rstico se ha reducido drsticamente debido a un notable aumento de los usos agr-colas, principalmente en el margen derecho, y sobre todo a un espectacular aumento (superior al 35% en el margen izquierdo)de los usos industriales y urbanos, en forma de graveras (que en 1956 ocupaban 1.6 ha. y en 1999 unas 347 ha.), polgonosindustriales y depuradoras, y ocupacin urbana.La morfologa actual del ro Jarama responde a esta utilizacin irracional de la llanura de inundacin: la construccin de losgrandes embalses de cabecera que disminuyen la frecuencia de avenidas ordinarias, unido a la limitacin lateral del ro por lainvasin del Dominio Pblico Hidrulico, y a la colocacin de estructuras de proteccin longitudinales al cauce, han provoca-do una disminucin de la vegetacin, y de las barras de sedimentacin asociadas ambas a la dinmica natural del ro. Esta dis-minucin del espacio asociado al ro, que en 1956 ocupaba 1750 ha., y en 1999 tan slo 580, genera cambios en la dinmica deerosin y sedimentacin que afectan a la morfologa. Se aprecia un aumento de la sinuosidad del cauce: en 1956 se correspon-da fundamentalmente con la de un ro trenzado, mientras que en 1999 es claramente la de un ro sinuoso. Este hecho junto conla disminucin de la agradacin que genera un fuerte proceso de incisin y una gran inestabilidad de las orillas, determina unro completamente antropizado. Por todo ello, a la hora de establecer las bases para la restauracin del ro Jarama, habr que

    comenzar por recuperar el espacio asociado a l para que pueda desarrollar su morfologa y dinmica propias.

    Palabras clave: restauracin, morfologa y dinmica fluvial, presin antrpica.

    ABSTRACT

    During the last fifty years, the Jarama river has suffered spectacular changes due to the interaction between the natural geo-

    morphological processes and human uses in the floodplain. We have compared aerial photos from 1956 and from 1999 using

    the ArcView 8.0 software, along the last 60 Km of the river, which are within the Southwest Regional Park. We identif ied great

    changes in land use in the floodplain. In 1956, more than a half of the area of contact between the river channel (at bankfull

    flow) and the floodplain was used for forestry and as rural soils with non-intensive uses, with the remaining 40 to 50% of land

    having agricultural uses. In 1999, the percentage of rural uses had drastically decreased. This large reduction is due to the

    strong increase in agricultural uses, especially on the right bank, and especially to a very large increase (over 35% on the leftbank of the river) in urban and industrial uses such as gravel mining (1.6 ha in 1956, as compared to 347 ha in 1999), indus-

    trial estates, sewage treatment plants and urban areas.

    The current morphology of the Jarama river is a consequence to the unplanned use of its floodplain. In particular, it is caused

    by the construction of large dams in the river headwaters decreasing the occurrence of high flows downstream, as well as by

    the lateral encroachment of banks, or invasion of the Public Hydraulic Domain. Also, changes in river morphology have been

    caused by the establishment of levees along the banks which have brought about a large decrease in cover of riparian vegeta-

    tion and presence of sedimentation bars, both of them related to the natural dynamics of the river. The decrease of the flood-

    plain area from 1750 ha in 1956 to 580 ha in 1999 has caused changes in the erosion and sedimentary dynamics, which in turn

    have affected the river morphology. We have observed an increase in the degree of sinuosity of the river channel. The studied

    Limnetica 22(3-4): 1-8 (2003) Asociacin Espaola de Limnologa, Madrid. Spain. ISSN: 0213-8409

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    INTRODUCCIN

    El tramo de estudio de longitud aproximada61 km., se encuentra situado en el tramo bajodel ro Jarama, coincidiendo con los lmites delParque Regional del Sureste, en el sureste de laComunidad de Madrid.

    En su tramo bajo, el ro Jarama presenta unalto estado de degradacin debido principal-mente a la elevada presin antrpica que sufre,

    entre otras causas por la cercana a grandesncleos de poblacin. Las alteraciones del ropor este motivo son principalmente:

    1. La variacin del caudal circulante por laconstruccin de los embalses de cabecera.(Belea, El Atazar, El Vado, El Velln,Pinilla, Manzanares el Real, etc.) . El carcterdel Jarama ha sido hasta pocas recientes plu-vio-nival, pero la regulacin de las cabecerasde los ros de su cuenca, ha provocado una

    disminucin de los caudales medios, ademsde la frecuencia de las avenidas ordinarias nosucediendo lo mismo con las avenidasextraordinarias que la presa no puede contro-lar. Esta variacin del rgimen de caudalesinfluir en la dinmica sedimentaria.

    2. La variacin del cauce natural del ro por laconstruccin de estructuras de proteccinlongitudinales, como motas y escolleras.

    3. El descenso del nivel de base del ro debido alas extracciones de grava.(Seves Herrero,

    2000).4. El cambio de usos en la llanura de inunda-cin, por la invasin de la misma por cultivosy graveras.

    Los objetivos generales de este estudio son lacaracterizacin del medio fluvial del tramo bajodel ro Jarama, describiendo su problemtica y

    las causas de su degradacin como base paraemprender posteriores tareas de restauracin delmismo a partir de la bibliografa especfica exis-tente (Schmidt & Otaola-Urrutxi, Gonzlez delTnago & Garca de Jaln, 1995). Para ello sehan planteado unos objetivos particulares dedefinicin del actual estado morfolgico y din-mico del ro y su evolucin desde 1956, deter-minando la influencia que la actividad humanaha tenido en ellos.

    Adems de los estudios generales sobre lacuenca del Jarama, o los estudios geomorfolgi-cos de diversos tramos del mismo (Garzn et al,1996), desde su creacin en 1994, han aparecidodiversas publicaciones en torno a la figura delParque Regional del Sureste: estudios de los eco-sistemas acuticos y de la biodiversidad de loshumedales, publicados por el Centro de Inves-tigaciones Ambientales de la Comunidad deMadrid y estudios sobre el paisaje natural(Molina Holgado, 1992). Tambin se han des-

    arrollado proyectos de fin de carrera en colabora-cin con el Parque Regional del Sureste,(Vizcano Martnez, 2001 y Ruiz-Labourdette,2001). En cuanto a las tareas de restauracin enel ro Jarama, se han llevado a cabo labores derestauracin puntuales como la restauracin a laaltura de Valdetorres del Jarama a partir del pro-yecto de Seves Herrero (2000). A nivel de cuencaan no se han planteado actuaciones.

    METODOLOGAEl Jarama en su tramo bajo discurre por un vallede mltiples terrazas fluviales que se distribu-yen longitudinalmente a lo largo del ro, for-mando valles amplios. Las formas deposiciona-les predominantes son las terrazas y llanuras deinundacin adyacentes a ellas, que producen un

    2 Vizcano et al.

    river reach was of the braided type in 1956, while in 1999, it was considered a high sinuosity river. In addition, decreases in

    the agradation, causing incision of the channel and instability of its banks, has resulted in a highly altered, anthropic river.

    Bearing the above factors in mind, and in order to establish the basis for a restoration project for the Jarama river, we should

    start by giving the floodplain back to the river, thus allowing the development of its natural morphology and dynamics.

    Keywords: restoration, fluvial morphology and dynamics, human disturbance.

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    elevado aporte de sedimentos. Los suelos estndesarrollados predominantemente sobre sustra-tos aluviales originados en los procesos fluvia-les. Segn la caracterizacin geomorfolgica deRosgen (1996) son valles de tipo VIII. Comoveremos posteriormente, asociados a este tipo

    de valle aparecen los cauces de tipo C, queson cauces ligeramente encajonados y de sinuo-sidad relativamente elevada, lo que provoca laaparicin de un lecho en el que alternan los sis-temas de pozas y rpidos.

    Para la caracterizacin del medio fluvial delro hemos hecho un estudio geomorfolgico delmismo. En el estudio de la evolucin de la mor-fologa del ro, se analiza el perfil longitudinal yel trazado en planta, considerando que estos ele-mentos sern el resultado de los procesos de

    erosin, transporte y sedimentacin que vienendeterminados por la geologa y el relieve de lacuenca vertiente y por el espacio que encuentrael ro para desarrollarse dentro del valle.

    El estudio del perfil longitudinal y el traza-do en planta del ro se ha llevado a cabo conla cartografa digital de la zona a escala1:5.000 y las fotografas areas de 1999 y1956, georreferenciadas con el programainformtico Erdas 8.5.

    El estudio del perfil longitudinal, refleja la pen-

    diente de cada tramo, que viene determinada porlas condiciones del tramo aguas arriba, aunque laelevacin y situacin de cada punto en el perfilestn tambin determinadas por el nivel de baseaguas abajo. Por otra parte, el estudio de la pen-diente de un cauce nos ha servido tambin paradeterminar la potencia hidrulica del mismo.

    Para el estudio del trazado en planta estu-diaremos la evolucin de la sinuosidad defini-da como el cociente entre la longitud real delcauce entre dos puntos, y la longitud del valle

    entre esos mismos puntos sobre las fotografasareas de 1956 y 1999.Para el estudio de la Dinmica Fluvial, hemos

    hecho un estudio de la variacin de los elemen-tos determinantes de la misma, a partir del an-lisis de los mismos en las fotografas areas de1956 y 1999, realizada con el programaArcView 3.2. Los elementos considerados son:

    a) El trazado en planta del ro (caudal de bank-full) considerando la variacin de la morfolo-ga del cauce, as como la longitud y laanchura del mismo, que determinarn endefinitiva la dinmica erosiva y sedimentariaque presenta el ro en cada momento.

    b) La superficie ocupada por las barras de sedi-mentacin, tanto centrales como laterales,distinguiendo si se trata de barras fijas o esta-bilizadas, o si bien se trata de barras mviles.

    c) La superficie de vegetacin asociada alcauce.

    d) La superficie ocupada por lagunas.

    Por ltimo se ha realizado un estudio com-parativo de la evolucin de los usos del sueloen 1956 y 1999 en la ribera del ro mediante

    la medicin de los permetros de contactode los diferentes usos sobre las fotografasareas de 1956 y 1999.

    RESULTADOS Y DISCUSIN

    Perfil longitudinal y potencia hidrulica

    Del estudio del perfil longitudinal representadoen la figura 1, podemos decir que se trata de un

    tramo de pendiente relativamente elevada convalores medios del 0.133%, con una pendientemxima del 0.5% entre el Puente de SanFernando y la desembocadura del Henares, alprincipio del tramo, y una mnima de 0.072%antes de la desembocadura en el Tajo. Asimismopresenta forma cncava como corresponde altramo bajo de un ro.

    Se define la potencia hidrulica (W) como laenerga por unidad de peso para un caudal deter-minado, y es una medida de la capacidad de ero-

    sin y transporte de una corriente para un deter-minado sustrato del lecho y un determinadotamao del sedimento erosionado de aguas arri-ba, siendo directamente proporcional a la pen-diente. La potencia hidrulica nos sirve tambinpara determinar las dimensiones y forma de uncauce en equilibrio, as como predecir los cam-bios que ocurrirn en el mismo si se produce

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    algn cambio en la morfologa del cauce o en elrgimen de caudales. En este tramo encontra-

    mos valores de potencia hidrulica superiores a150W/m2, valores mucho mayores que 35W/m2

    lo que indica que las actuaciones de mejorasiempre tendrn un elevado riesgo de fallo porerosin (Brookes, 1992).

    Sinuosidad

    Del estudio de la sinuosidad, obtenemos valoresmedios de 1.35 lo que corresponde a un romeandriforme-sinuoso (Leopold & Wolman,

    1962). Entre el ao 1956 y el ao 1999 hay unligero aumento general de la sinuosidad, quepuede explicar la tendencia del ro de un tipotrenzado, con menor sinuosidad, y barras desedimentacin centrales, hacia un ro meandri-forme, de mayor sinuosidad.

    Dinmica fluvial

    En figura 2, aparece uno de los tramos sobre losque se ha analizado los diferentes parmetros

    indicados. En trminos absolutos respecto atodo el tramo, podemos representar la variacinde elementos asociados a la dinmica natural dero en la Tabla 1.

    En dicha Tabla 1 puede apreciarse una dismi-nucin general de los elementos asociados a ladinmica natural del ro, el ro discurre encajo-nado, constreido por las motas colocadas por

    los propietarios de cultivos o graveras para laproteccin de los mismos, y no presenta unadinmica erosiva y sedimentaria propia, por loque disminuye la superficie de sus barras latera-les, tanto f ijas, como mviles. Adems al tratar-se de un ro regulado aguas arriba por grandes

    embalses, hay una disminucin de los caudalesde avenidas ordinarias por lo que disminuye lasuperficie de barras mviles.

    En cuanto a la vegetacin tanto arbrea comoarbustiva, es importante considerar la variacin dela superficie ocupada por la misma ya que en tr-minos de morfologa y dinmica fluvial, contribu-ye a la estabilizacin de mrgenes y orillas ya queaumentan considerablemente la resistencia a laerosin debida a la fuerza de la corriente (Smith,1976) y propicia la existencia de zonas con una

    capacidad de retencin de sedimentos muy eleva-da. La falta de vegetacin favorece la existenciade orillas inestables y taludes verticales.

    Por ltimo, la extraccin de ridos propiciala aparicin de lagunas, enormes extensionesde aguas por debajo del nivel fretico lo quecontribuye a la eutrofizacin de las aguas aun-que en muchos casos suponen la creacin dehbitats muy adecuados para las aves acuticas.Desde el punto de vista dinmico, estas lagunassuponen una zona de fcil evaporacin de agua

    fretica, lo que repercutir en los caudales delos ros, adems de que al encontrarse dentro dela zona de influencia del ro favorecen la colo-cacin de estructuras de proteccin que limitanla libre expansin del ro. Alguans de estaslagunas sern posteriormente rellenadas conmateriales de escombro y tierra no arcillosa porlo que el medio intersticial y la capacidad delfretico del ro disminuye.

    Usos del suelo

    Los usos del suelo bsicos que encontramos a lolargo de la ribera son el forestal, propio de unaribera sin alterar, y el agrcola, el industrial y elurbano, representativos de la variacin por laintervencin humana. Del anlisis comparativoen las fotografas areas de 1956 y 1999, de lospermetros de contacto de los diferentes usos

    4 Vizcano et al.

    Figura 1. Perfil longitudinal del ro Jarama a su paso por elParque Regional del Sureste. Longitudinal profile of the JaramaRiver (Spain) within the Southwest Regional Park.

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    Figura 2. Evolucin de la dinmica fluvial del ro a la altura del Soto de la Chopera, entre 1956 y 1999. En 1956, la anchura del cintu-rn de meandros coincide con la seccin determinada por las barras fijas y mviles, y existen paleocauces en la llanura de inundacin

    indicativos de un ro con dinmica propia y gran actividad. En 1.999, se ve que el ro ha perdido prcticamente todo el espacio con quecontaba, con lo cual no puede expandirse lateralmente y esto genera unos problemas de incisin y tambin la disminucin de la anchu-ra del cauce. Este encajamiento y rectificacin es debido una vez ms al cambio de usos del suelo asociado al terreno fluvial, que hansido ocupados por cultivos o graveras a ambos lados del Jarama haciendo inexistente el terreno asociado al cauce, y esto hace aumentarlos fenmenos de erosin y la inestabilidad de las orillas. Evolution of fluvial dynamics of the river Jarama at Soto de la Chopera bet-ween 1956 and 1999. In 1956, the meander belt width was about equal the section defined by mobile and steady bars. Also, there were

    a number of palaeochannels in the floodplain, indicative of a river with active dynamics. In 1999, the river had almost lost its entire flo-

    odplain and thus could not expand laterally, causing incision of the channel with consequent decreases in channel width. Floodplain

    encroachment and rectification has been caused by changes in land use. Floodplain areas on both banks have been occupied by gravel

    minings and agricultural activites, increasing erosion and instability of the channel banks.

    Tabla 1. Evolucin de los valores de los elementos asociados a la dinmica natural del ro entre 1956 y 1999, en trmino absolutos y porcen-tualmente.Evolution of parameters related to river dynamics between 1956 and 1999, expressed as absolute values and as percentages.

    Ao Longitud Anchura Barras Barras Ribera (ha) Lagunas (ha.) Vegetacin (ha.)(km) del cauce (m.) mviles (ha.) fijas (ha.)

    1956 61 69 434 556 1570 1.7 353

    1999 59 36 140 175 580 346 243Variacin -4% -48% -68% -69% -63% 99.6% -32%

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    con el cauce se obtienen los resultados que apa-recen reflejados en la Tabla 2.

    CONCLUSIONES

    Desde 1956 hasta la actualidad se ha apreciadouna disminucin del cauce (definidos por loscaudales de bankfull) con valores que varan de390 ha. en 1956 a valores de 212 ha. en 1999 y laribera, as como la vegetacin riparia debido ala actividad humana. Segn la caracterizacingeomorfolgica de Rosgen (1984), el ro Jarama,hasta 1956, constitua un ro tipo D-VIII, es

    decir, de poca pendiente, meandriforme con unamorfologa alternante de rpidos y remansos, ybarras de sedimentacin a uno y otro lado de losmeandros, con tendencia a los procesos de agra-dacin lateral y a formar cauces trenzados conbarras centrales, y situado en valles con suavespendientes y amplias terrazas fluviales. Sinembargo, en 1999, se aprecia un aumento de lasinuosidad del ro que seguramente se corres-ponder con una disminucin de la pendiente, ydebido tambin a la disminucin de las barras de

    sedimentacin centrales se aprecia un cambiode la morfologa de los ros siendo ahora rostipo C-VIII, aunque localmente pueda permane-cer la tendencia hacia ros tipo trenzado.

    Actualmente el ro Jarama presenta una granalteracin de su morfologa, con disminucin delespacio asociado al ro, su dinmica y grados delibertad, motivada por el cambio de usos del

    suelo por parte del hombre. Como consecuenciade esta alteracin antrpica, la ribera del ro se hareducido fuertemente, llegando a unos pocosmetros en algunos tramos del ro, quedando limi-tada entonces por motas y escolleras. A causa deesta falta de espacio para desarrollarse lateral-

    mente, el cauce aparece incidido en todo eltramo, como puede apreciarse en los pilares delos puentes, apareciendo adems taludes vertica-les y orillas muy inestables.

    Como la ribera ha perdido su funcionalidad, lavegetacin y la fauna autctonas se van enmuchos casos desplazadas por otras especies alc-tonas, mejor adaptadas a las nuevas condiciones.

    Por todo ello, a la hora de establecer lasbases de la restauracin del ro (entendiendopor tal el devolverlo a su estado lo ms natural

    posible) habr que empezar por la recuperacindel espacio asociado a l, para que pueda desa-rrollar su morfologa y dinmica propias. Elloentraa dar libertad al ro para que pueda disi-par la energa hidrulica en avenidas, medianteprocesos de erosin y sedimentacin. Para ello,proponemos eliminar las motas o al menos des-plazarlas fuera del cauce, aproximndolas a loselementos que se quieran proteger, as comosuavizar los taludes, para permitir la expansinlateral del ro. Esto implica que en la definicin

    del cauce (como hbitat fluvial y como dominiopblico hidrulico) deben tenerse en cuenta noslo consideraciones hidrolgicas e hidrulicas,sino tambin geomorfolgicas. En este sentidoresulta muy necesario y til el conocer sus con-diciones histricas (en este caso la fotografa de1.956) considerndolas como las naturales ypor tanto idneas para la conservacin del eco-sistema fluvial, estableciendo a partir de lascondiciones morfolgicas existentes en esemomento, unas actuaciones que nos permitan la

    recuperacin y mantenimiento del ro.

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    6 Vizcano et al.

    Tabla 2. Evolucin de los usos del suelo en la ribera del ro Jaramaevaluado como variacin de los permetros de contacto de los dife-rentes usos con el ro. Land use changes in the floodplain of theJarama river assessed as changes in the perimeter of contact betwe-

    en the different uses and the river itself.

    Ro Uso agrcola (m) Uso industrial Suelo

    Jarama (graveras) (m) forestal (m)

    1956 13 023 208 17 6011999 20 400 11 550 11 400Variacin 5% 26% -31%

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