¿Qué es la restauración de corrientes?
Cuando se dejan en estado natural, los arroyos son capaces de realizar innumerables funciones que son valiosas para los humanos, y la importancia de estas funciones es la razón por la que históricamente los humanos se han sentido atraídos a vivir cerca de arroyos y ríos.
Sin embargo, muchas actividades humanas pueden alterar intencionalmente o no la estructura física y ecológica básica de un arroyo, lo que en última instancia puede conducir a la pérdida de estas funciones. Cuando las funciones de un arroyo se han visto comprometidas en relación con su potencial natural o sus funciones históricas, se considera que el arroyo está degradado o perturbado.
En su forma más estricta, la restauración de un arroyo se define como la transformación de un corredor de un arroyo degradado a su condición anterior a la perturbación humana. Pero dada la degradación a gran escala del paisaje como resultado de las actividades humanas, rara vez se logra un retorno permanente del paisaje a un nivel previo a la alteración.
Por lo tanto, una definición más común de restauración de arroyos es mejorar las funciones físicas, químicas y biológicas de un sistema de arroyos. Las funciones físicas que podrían mejorarse son la reducción de la erosión de las orillas y un abastecimiento de agua y agua autosostenible. sedimento movimiento que no requiere intervención humana (como el dragado). Las mejoras de la función química podrían incluir una mayor calidad del agua y una mayor eliminación de impurezas a medida que el agua fluye a través del canal. Los aumentos de la función biológica podrían suponer una expansión del hábitat para diversas especies, como peces, insectos acuáticos y otros animales salvajes.
Arroyo altamente degradado con severa erosión de orillas
El mismo segmento de arroyo después de la restauración.
Diseño de canales naturales (NCD)
La restauración de arroyos es una ciencia interdisciplinaria que requiere el aporte de expertos en ciencias naturales, ciencias sociales e ingeniería. Nuestro enfoque de equipo es cruzar líneas departamentales para representar los puntos de vista de geomorfólogos fluviales, ingenieros, hidrólogos, biólogos acuáticos, especialistas en recursos naturales, operadores, planificadores, educadores y expertos en relaciones comunitarias. Creemos que la suma del equipo es mayor que las disciplinas individuales por sí solas. Nuestro enfoque es desarrollar la experiencia del personal interno en todas las fases del trabajo, incluida la evaluación, el diseño, la obtención de permisos, la construcción y el seguimiento. Creemos que nuestro enfoque de equipo diversificado y multidisciplinario resultará en la selección de sitios de proyecto apropiados, proporcionando diseños eficientes e implementando proyectos autosostenibles.
Si bien existen muchos métodos de restauración de arroyos, los proyectos de restauración de arroyos de la Autoridad del Río San Antonio (Autoridad del Río) se centrarán en una técnica de restauración particular conocida como Diseño de Canal Natural (NCD). El enfoque de las ENT se basa en los principios de geomorfología fluvial evaluar el estado actual de la degradado corriente y el potencial de esa corriente para restaurar sus funciones históricas. La geomorfología fluvial de un arroyo particular puede incluir las interacciones de clima, geología, topografía, vegetación y uso del suelo en su cuenca.
El resultado final del método NCD desarrolla un sistema de corriente funcional y autosostenible que proporciona valiosos sistemas hidráulicos (transporte de agua), geomórficos (sedimento erosión y transporte) y funciones ecológicas. Al mejorar las funciones hidráulicas y geomórficas, NCD crea un entorno estable canal de transmisión que puede mover el agua y los sedimentos generados por su cuenca manteniendo al mismo tiempo las características estructurales del canal (como dimensión, patrón y perfil) para que, con el tiempo, el canal no se llene de sedimentos ni se erosione continuamente hacia abajo.
El enfoque NCD utiliza arroyos de referencia más naturales para comparar las funciones de un arroyo degradado con un arroyo en funcionamiento, proporcionar un “modelo” para el diseño de restauración del arroyo y establecer estándares de desempeño durante el monitoreo posterior a la construcción. Además, establecer y mantener una buena comunicación con las partes interesadas del proyecto y utilizar el criterio técnico sobre lo que es práctico para cada sitio del proyecto es un elemento crítico para un proyecto técnicamente exitoso y rentable. Se pueden encontrar más detalles en la sección Técnica de clasificación de corrientes Rosgen del Manual de ingeniería del Servicio de Conservación de Recursos Naturales (NRCS).
Como parte de los proyectos de restauración del arroyo NCD, la relación entre el arroyo y sus llanura aluvial se devuelve a una condición que maximiza la función de la corriente. En un sistema de arroyos naturales, un arroyo desbordará su cauce en promedio cada 1,5 años, lo que permite que los contaminantes se procesen en la llanura aluvial, que florezcan plantas adaptadas a los humedales en estas áreas y que se realicen la mayoría de las funciones de los arroyos de valor para los humanos. Sin embargo, la relación entre el cauce del arroyo y su llanura aluvial puede cambiar en dos escenarios principales: degradación del arroyo y alteración humana intencional.
En un sistema de arroyos degradados, los canales pueden erosionarse hacia abajo tan profundamente que ya no es posible que el agua salga del canal durante cualquier evento que no sea una inundación extremadamente grande, y pueden ocurrir pocas funciones del arroyo. Hay muchos métodos de restauración de arroyos disponibles utilizando técnicas NCD para corregir este problema, dependiendo de la disponibilidad de espacio adyacente al canal para el aumento de agua en la llanura aluvial. sin dañar la infraestructura cercana.
Desafíos más grandes
Una situación más desafiante es cuando los arroyos se separan de sus llanuras aluviales como resultado de proyectos de canalización que se utilizan para proteger la infraestructura junto al arroyo. Durante la canalización, el canal de transmisión y su canal de control de inundaciones asociado (se muestra en rojo) se reduce por debajo del original llanura aluvial Tanto es así que sólo una inundación extremadamente grande pondrá las aguas en contacto con su llanura de inundación original. La canalización es un método eficaz de control de inundaciones, pero hace poco para permitir que el arroyo funcione de forma natural y proporcione otros beneficios. Para abordar esta pérdida de función, un Canal de tres etapas de ENT se puede construir dentro del canal de control de inundaciones. Básicamente, esto permite que se construya una llanura aluvial dentro del canal de control de inundaciones que sea más baja que la llanura aluvial original. Esto permite una corriente más estable que realiza más funciones de una corriente natural, sin poner en peligro la infraestructura cercana.
Proyecto piloto de East Salitrillo Creek
El 10 de enero de 2011, el personal de River Authority comenzó la construcción de un proyecto piloto de restauración de arroyos en East Salitrillo Creek en la ciudad de Converse. El segmento del arroyo que se restaurará tiene un cuarto de milla de largo y fluye a través del campus de la escuela secundaria Judson cerca de Schaeffer Road. Antes de la restauración, este segmento del arroyo era muy inestable debido al aumento aguas pluviales escapada del desarrollo río arriba y la eliminación de pastos nativos profundamente arraigados. Las grandes cantidades de erosión del arroyo y el movimiento lateral del canal estaban poniendo en peligro la infraestructura cercana de servicios públicos, caminos y campos deportivos y crearon sedimento problemas de mantenimiento aguas abajo.
Utilizando los principios del diseño de canales naturales (NCD), River Authority tiene la intención de restaurar el canal del arroyo y las áreas ribereñas a una condición más natural utilizando materiales nativos y estructuras mínimas para reducir los costos de mantenimiento existentes para eliminar sedimentos río abajo y reparar la infraestructura. La capacidad de los arroyos para transportar sedimentos crea la forma del arroyo. La clave de este método de diseño es equilibrar el transporte de sedimentos y al mismo tiempo mejorar las funciones naturales de los arroyos. Algunas de las características de diseño del proyecto incluyen:
Estabilización
Al realinear parcialmente el arroyo e incorporar estructuras naturales endurecidas al arroyo en lugares clave, la erosión del canal se puede reducir significativamente. En las curvas exteriores se colocan tacos de raíces (tocones de árboles con masa de raíces adherida) y paletas hechas de troncos o cantos rodados para proteger el suelo de la orilla. Periódicamente se colocan en el arroyo estructuras hechas de cantos rodados y troncos para disipar la energía y evitar la erosión hacia abajo. Las piscinas de inmersión revestidas de roca disiparán la energía del agua de lluvia cuando ingrese al arroyo en dos afluentes principales.
Tratamiento de calidad del agua
Dos bioswales Se construirá en el lado oeste del arroyo para tratar las entradas de aguas pluviales de la escuela secundaria Judson antes de que ingresen al arroyo. Los bioswales consistirán en plataformas litorales (piscinas planas para almacenamiento de agua) separadas por una cascada de rocas. Al almacenar agua por más tiempo, las plantas y el bacterias que viven en el suelo tienen más tiempo para procesar los contaminantes que de otro modo irían directamente al arroyo.
Los arroyos degradados impactan negativamente a las personas
Degradado Los arroyos pueden afectar negativamente la salud y la propiedad humana de las siguientes maneras:
- La erosión de las orillas de los arroyos puede causar daños a los patios y estructuras construidas demasiado cerca de un arroyo. La erosión puede socavar los árboles, provocar su caída y potencialmente dañar la propiedad.
- Los niveles excesivos de erosión reducen la calidad del agua, mientras que las áreas de excesiva sedimento la acumulación puede causar inundaciones si no se mantiene de forma rutinaria.
- Calentado y contaminado escapada puede hacer que los arroyos sean inseguros para el contacto y la pesca.
- La disminución de la recarga de agua subterránea puede reducir los niveles de agua de los pozos y producir mayores concentraciones de contaminantes.
- El aumento del volumen y la velocidad del agua socava las carreteras, los sistemas de alcantarillado y los drenajes pluviales, lo que aumenta los costos de los servicios públicos.
- La mala estética de los cursos de agua cercanos puede disminuir el valor de las propiedades.
A través de la restauración de los arroyos, muchos de estos impactos negativos pueden abordarse y revertirse.
Beneficios de capital y mantenimiento
Métodos tradicionales
- La falta de atención a la geomorfología da como resultado un mantenimiento periódico para reemplazar materiales erosionados o eliminar sedimentos, como el dragado.
- La canalización del arroyo disminuye la estabilidad del canal y el hábitat ribereño, perjudica la calidad del agua y aumenta los caudales máximos río abajo.
- Al incluir un blindaje duro para estabilizar el canal, la infraestructura se debilita con el tiempo y necesita ser reemplazada.
- La construcción de estructuras blindadas en la corriente implica mayores costos y erosión en las estructuras de transición.
Métodos de ENT
- Tiene en cuenta el transporte de sedimentos y trata de equilibrar la erosión y las fuerzas de deposición para que la corriente sea estable en el tiempo.
- Proporciona estabilidad y un valioso hábitat ribereño y mejora la calidad del agua.
- Utiliza métodos de estabilización natural, como grandes rocas y estructuras leñosas que sostienen la vegetación y no necesitan ser reemplazadas.
- Menor costo inicial y menor costo de mantenimiento si se cumplen criterios específicos
Elevación funcional
El término "elevación funcional" describe el proceso mediante el cual una corriente se eleva desde un degradado estado a un ecosistema que funcione de forma más natural. Al restaurar la estructura natural de un arroyo, mediante la construcción de características del mismo como charcas, canales, rápidos y llanuras aluviales, el enfoque NCD permite que el arroyo realice funciones adicionales.
Hay cinco categorías diferentes de función de los arroyos que se pueden considerar al diseñar un proyecto de restauración de ENT: hidrología, hidráulica, geomorfología, ecología y calidad del agua. Estas categorías se pueden representar en forma de pirámide, porque el establecimiento de algunas funciones de flujo superior requiere que primero se establezcan los cimientos de funciones inferiores. Por lo tanto, las mejoras en la calidad del agua del arroyo son las que más dependen del establecimiento de capas inferiores en la pirámide, donde la hidrología es la más independiente de las características del arroyo.
Los parámetros de diseño y mantenimiento del programa NCD son ajustables para cumplir con una amplia gama de requisitos del proyecto. El nivel de elevación funcional logrado estará determinado por los objetivos específicos de cada proyecto y las limitaciones del proyecto. Por ejemplo, un proyecto de conducción de flujo urbano puede ser un canal efímero con un derecho de paso muy restringido y llanura aluvial asuntos. Las evaluaciones del sitio para este proyecto pueden indicar problemas de erosión que ponen en peligro la infraestructura o problemas de sedimentación que afectan el transporte. Los objetivos del proyecto NCD en este sitio deben centrarse en la morfología de los arroyos que estabilizarán los bancos y equilibrarán el transporte de sedimentos mientras mantienen o mejoran aguas pluviales capacidad de transporte. Por favor descargue el Diagrama piramidal por Will Harmon, Mecánica de transmisiones.
Cuando un número significativo de proyectos de ENT se aplican efectivamente en un cuenca, la restauración puede generar beneficios ecosistémicos acumulativos, incluido el almacenamiento adicional de las aguas de las inundaciones, la eliminación de contaminantes mediante la absorción de las plantas y la cohesión del suelo, la recarga adicional de las aguas subterráneas y la regulación de la temperatura del agua protegiendo los arroyos del sol directo. Los proyectos de ENT también brindan oportunidades recreativas y educativas y mejoran la estética. Estos valores son muy importantes para una gran mayoría del público pero son difíciles de cuantificar en términos monetarios.