Formación de cascadas teniendo en cuenta las precipitaciones anormales y las sequías prolongadas.
Sistema de cascada adaptativa al clima (CACS) de DREVO
Concepto
El cambio climático da lugar a dos fenómenos opuestos pero interrelacionados:
períodos de sequía cada vez más prolongados;
chubascos cortos y extremos de alta intensidad.
Las estructuras tradicionales de retención de agua suelen diseñarse para un caudal perenne promedio o para la protección contra inundaciones. En el clima actual, esto resulta insuficiente.
Sistema de cascada adaptativa al clima (CACS) de DREVOconsidera la cascada no como una estructura separada, sino como una red adaptativa de elementos distribuidos que es capaz de:
conservar el agua tanto como sea posible durante los períodos de sequía;
poder soportar sin peligro aguaceros torrenciales;
prevenir la erosión;
mantener la nutrición de los manantiales;
restaurar el suelo y la vegetación.
El principio fundamental:
Cada gota debe tener varias vías: ser retenida, absorbida, utilizada por la vegetación o abandonar la zona de forma segura.
1. Doble modo de funcionamiento de las cascadas
Cada elemento está diseñado para dos escenarios diferentes.
modo sequía
Tareas principales:
infiltración máxima;
reducción de la evaporación;
acumulación de humedad en el suelo;
nutrición de la zona radicular;
apoyo a la microbiota.
Flujos de trabajo:
filtración lenta;
relleno de los poros del suelo;
acumulación de humedad en el biocarbón y la materia orgánica;
recarga de flujo subterráneo.
Modo de aguacero anormal
Tareas principales:
acepta rápidamente el flujo;
reducir la velocidad del agua;
distribuir el flujo entre los elementos;
eliminar la concentración de energía;
prevenir la destrucción de la pendiente.
2. El principio del almacenamiento distribuido
En lugar de un único gran depósito, se crean miles de elementos pequeños.
Cada uno de ellos es capaz de:
tomar una pequeña cantidad de agua;
Transmítalo gradualmente;
Restaurar completamente la funcionalidad después del vaciado.
Ventajas:
ningún punto único de fallo;
minimizar las consecuencias de la destrucción local;
facilidad de reparación;
Alta escalabilidad.
3. Jerarquía en cascada
Primer nivel
Microrrugosidad superficial:
piedras;
musgos;
líquenes;
mantillo;
microdepresiones.
Los primeros milímetros de precipitación se han retrasado.
Segundo nivel
Microcascada:
líneas de piedra;
medias lunas;
zonas de aterrizaje;
pequeñas terrazas.
Funcionan durante las lluvias normales.
tercer nivel
Cuencos de infiltración.
Reciben agua de varias microcascadas.
Cuarto nivel
Depresiones de contorno.
Redistribuir el flujo a lo largo de líneas horizontales.
Quinto nivel
Principales cuencas hidrográficas.
Solo funcionan durante lluvias intensas.
sexto nivel
Canales de emergencia.
Utilizado exclusivamente en condiciones de lluvias extremas.
4. El principio de "desbordamiento en cascada"
Cada elemento tiene:
volumen de trabajo;
volumen de reserva;
desbordamiento seguro.
Cuando se llena, el agua no destruye la estructura, sino que esta se desplaza automáticamente al siguiente nivel.
Ningún elemento debe actuar como una represa.
5. Trabajar durante la sequía
Durante la estación seca el sistema:
retiene la humedad en el suelo;
reduce la evaporación;
favorece la micorriza;
nutre las raíces profundas;
alimenta gradualmente los manantiales.
Elementos adicionales:
mantillo;
biocarbón;
residuos de madera;
comunidades de musgos;
arbustos que dan sombra.
6. Trabajar durante lluvias anormales
Durante un episodio de lluvias extremas, el sistema atraviesa varias etapas.
Etapa 1
Las copas de las plantas interceptan la precipitación.
Etapa 2
Parte del agua queda retenida por musgos, hojarasca y microrelieves.
Etapa 3
Las microcascadas están llenas.
Etapa 4
El exceso de agua fluye hacia los depósitos de infiltración.
Etapa 5
Una vez llenos los recipientes, el agua fluye a través de amplios rebosaderos hacia las depresiones del contorno.
Etapa 6
Solo cuando se supera el volumen de diseño, el flujo se dirige a los canales de emergencia.
7. Protección contra la destrucción
Cada desbordamiento debe ser:
ancho;
poco profundo;
reforzado con piedra y vegetación;
Diseñado para soportar caudales extremos.
Está prohibido utilizar tuberías estrechas como único medio para evacuar el agua: se obstruyen fácilmente y crean un flujo concentrado.
8. Cascadas biológicas
Cada cascada incluye varias zonas funcionales.
Parte superior
Plantas resistentes a la sequía.
Parte central
Arbustos.
Parte inferior
Hierbas que prefieren la humedad.
Rebosar
Plantas con alta tolerancia a las inundaciones periódicas.
Esta distribución reduce los daños a la vegetación cuando cambian los niveles de agua.
9. Trabajar con nieve
Las cascadas también se utilizan en invierno.
Funciones:
retención de nieve;
reducción de la transferencia de viento;
fusión gradual;
distribución del agua de deshielo;
reduciendo el riesgo de flujos de hielo.
10. Trabajar con sedimentos
Durante las lluvias intensas, el sistema debe retener:
suelo;
orgánicos;
semillas;
restos de madera.
Para tal efecto se proporciona lo siguiente:
trampas de sedimentos;
filtros de piedra;
barreras vegetales.
El material acumulado se convierte en la base para la formación de una nueva capa fértil.
11. Cascadas y manantiales
Al ralentizar la escorrentía superficial, aumenta la probabilidad de infiltración y, por lo tanto, la recarga de las aguas subterráneas.
En condiciones geológicas favorables, esto puede ayudar a estabilizar o restablecer el caudal de los manantiales existentes. Sin embargo, la magnitud del efecto depende de la estructura rocosa y la hidrogeología del macizo específico, por lo que se requiere investigación local.
12. Control adaptativo
El Observatorio de Montaña Viva monitorea:
humedad del suelo;
nivel del agua;
caudal;
temperatura;
intensidad de la precipitación;
velocidad del viento;
estado de la vegetación.
Basándonos en estos datosGemelo digital de montañapredice:
probabilidad de desbordamiento;
necesidad de limpieza;
riesgo de erosión;
cambio en el ancho de banda;
eficiencia del almacenamiento de agua.
13. El principio de reserva
Cada elemento está diseñado con una reserva.
Se recomienda proporcionar:
volumen de trabajo;
volumen de reserva;
volumen de emergencia.
Esto aumenta la resistencia del sistema ante eventos que superan los límites de diseño.
14. Autocuración
Una vez que haya pasado la lluvia, la cascada debería:
mantener la estructura básica;
liberar agua rápidamente;
contener la mayor parte del suelo;
seguir siendo aptos para su uso posterior;
requieren reparaciones mínimas.
En caso necesario, solo se reemplazan elementos locales individuales.
15. Integración con otros sistemas DREVO
Las cascadas funcionan conjuntamente con:
Esponja de montaña DREVO— acumulación y distribución de la humedad;
Recuperación de Mountain Springs— restablecimiento del suministro de agua de manantial;
Sistema de Nubes y Niebla DREVO— reducción de la evaporación y mantenimiento del microclima;
Corredores forestales de montaña— formación de comunidades vegetales estables;
Observatorio de la Montaña Viva— monitoreo continuo;
Gemelo digital de montaña— modelado y control digital;
Dron TREVO AeroSense- Cartografía, control de la erosión e inspección posterior a la tormenta.
16. Etapas de implementación
Etapa 1
Análisis de cuencas hidrográficas y escenarios de precipitaciones extremas.
Etapa 2
Construcción de un modelo digital de elevación y cálculo de las trayectorias de escorrentía.
Etapa 3
Diseño de una red de cascadas de diferentes niveles.
Etapa 4
Creación de un sitio piloto.
Etapa 5
Supervisar el sistema durante varias temporadas, incluyendo períodos de sequía y fuertes lluvias.
Etapa 6
Ajuste del proyecto y ampliación a toda la cuenca hidrográfica.
Principales ventajas
reducción de la escorrentía superficial;
reducción de la erosión;
mayor infiltración;
aumentar la humedad del suelo;
soporte de resortes;
reducir el riesgo de inundaciones ladera abajo;
aumentar la resistencia de la vegetación a la sequía;
reducir el riesgo de incendio;
restauración de la biodiversidad;
Diseño modular con alta facilidad de mantenimiento.
Conclusión
Sistema de cascada adaptativo al clima DREVOConsidera el agua no como una amenaza ni un recurso aislado, sino como un ciclo continuo. El sistema está diseñado para funcionar con la misma eficacia en dos condiciones climáticas opuestas: sequía prolongada y lluvias torrenciales.
Una red distribuida de cascadas, una gestión adaptativa y la integración con los procesos naturales crean un paisaje montañoso resiliente, capaz de conservar el agua, proteger el suelo y mantener la función del ecosistema incluso ante la creciente inestabilidad climática.