Episodios de intensidad extrema de precipitación en Barcelona: riesgo de inundaciones súbitas

Abstract

Uno de los rasgos principales de las áreas urbanas es el predominio de las superficies impermeables (suelos sellados). Dependiendo de su densidad y extensión, el sellado de los suelos limita o impide las funciones naturales del suelo, puesto que reduce su capacidad potencial de infiltración del agua y, con ello, la regulación de la escorrentía, aumentando el riesgo de inundaciones. En el caso de precipitaciones muy intensas en áreas urbanas con una elevada proporción de superficies impermeables, el sistema de alcantarillado puede no ser suficiente para hacer frente al exceso de agua de lluvia y, por lo tanto, se pueden producir inundaciones súbitas. En muchas zonas de Europa, la extensión de la urbanización y su densificación han incrementado notablemente la proporción de superficies impermeables (European Environment Agency, 2016). En la conurbación de Barcelona, la mayor parte de las áreas tienen una proporción de suelos sellados del 60-80% y en la ciudad de Barcelona, se supera el 80% (fuente: European Environment Agency, GMES/Copernicus). En esta zona los episodios de precipitación intensa son relativamente frecuentes, especialmente a finales de verano y durante el otoño, y algunos de ellos han dado lugar a inundaciones súbitas. En este trabajo se analizan los registros de una red de 23 estaciones de intensidad de precipitación instaladas en la ciudad de Barcelona. La base de datos consta de series de valores de precipitación acumulada a intervalos de 5 minutos, lo cual proporciona una medida de la intensidad de precipitación (mm/5 minutos). El periodo de registro considerado abarca 16 años (1994-2009). Para los registros de más de 60 minutos de duración y de más de 25 mm (67 episodios, 499 registros) se han calculado el total de precipitación acumulada, la intensidad media y la intensidad máxima. Finalmente, se han estudiado los que exceden al mismo tiempo, el percentil del 95% de estas tres variables. Con ello, se han obtenido 29 registros extremos que podrían dar lugar a situaciones de inundación súbita. Estos registros extremos se agrupan en siete episodios distintos, ocurridos entre finales de julio y octubre. Una buena parte de estos episodios extremos se produce por procesos de origen convectivo a escala local, así como por advecciones del este. Los siete episodios extremos analizados, provocaron importantes afectaciones en las comunicaciones viales, averías en los semáforos y en las líneas telefónicas, así como interrupción del servicio de algunas líneas del metro, del aeropuerto y de la red ferroviaria. Como consecuencia del cambio climático y el calentamiento global, es probable que aumente la frecuencia de los episodios de precipitación muy intensa. El desarrollo de políticas dirigidas a limitar o reducir la proporción de suelos sellados en las áreas urbanas sería un elemento clave para mitigar, en lo posible, este riesgo de inundaciones súbitas.

Un dels trets principals de les àrees urbanes és el predomini de les superfícies impermeables (sòls segellats). Depenent de la seva densitat i extensió, el segellat dels sòls limita o impedeix les funcions naturals de terra, ja que redueix la seva capacitat potencial d'infiltració de l'aigua i, amb això, la regulació del vessament, augmentant el risc d'inundacions. En el cas de precipitacions molt intenses en àrees urbanes amb una elevada proporció de superfícies impermeables, el sistema de clavegueram pot no ser suficient per fer front a l'excés d'aigua de pluja i, per tant, es poden produir inundacions sobtades. En moltes zones d'Europa, l'extensió de la urbanització i la seva densificació han incrementat notablement la proporció de superfícies impermeables (European Environment Agency, 2016). A la conurbació de Barcelona, la major part de les àrees tenen una proporció de sòls segellats de l'60-80% i a la ciutat de Barcelona, se supera el 80% (font: European Environment Agency, GMES / Copernicus). En aquesta zona els episodis de precipitació intensa són relativament freqüents, especialment a finals d'estiu i durant la tardor, i alguns d'ells han donat lloc a inundacions sobtades. En aquest treball s'analitzen els registres d'una xarxa de 23 estacions d'intensitat de precipitació instal·lades a la ciutat de Barcelona. La base de dades consta de sèries de valors de precipitació acumulada a intervals de 5 minuts, la qual cosa proporciona una mesura de la intensitat de precipitació (mm / 5 minuts). El període de registre considerat abasta 16 anys (1994-2009). Per als registres de més de 60 minuts de durada i de més de 25 mm (67 episodis, 499 registres) s'han calculat el total de precipitació acumulada, la intensitat mitjana i la intensitat màxima. Finalment, s'han estudiat els que excedeixen a el mateix temps, el percentil de el 95% d'aquestes tres variables. Amb això, s'han obtingut 29 registres extrems que podrien donar lloc a situacions d'inundació sobtada. Aquests registres extrems s'agrupen en set episodis diferents, ocorreguts entre finals de juliol i octubre. Una bona part d'aquests episodis extrems es produeix per processos d'origen convectiu a escala local, així com per adveccions de l'est. Els set episodis extrems analitzats, van provocar importants afectacions en les comunicacions vials, avaries en els semàfors i en les línies telefòniques, així com interrupció del servei d'algunes línies de metro, de l'aeroport i de la xarxa ferroviària. Com a conseqüència del canvi climàtic i l'escalfament global, és probable que augmenti la freqüència dels episodis de precipitació molt intensa. El desenvolupament de polítiques dirigides a limitar o reduir la proporció de sòls segellats en les àrees urbanes seria un element clau per a mitigar, en la mesura possible, aquest risc d'inundacions sobtades.

One of the main features of urban areas is the prevalence of impervious surfaces (sealed soils). Depending on its density and extent, soil sealing restricts natural soil functions, since it reduces water infiltration capacity and run-off regulation, thus increasing flash flooding risk. In the case of heavy rainfalls in urban areas with high imperviousness ratio, the sewage system could no longer be able to cope with the excess of rainwater and then pluvial floods develop. In many European zones, urban spread and densification have increased the impervious surface ratio (European Environment Agency, 2016). In Barcelona conurbation, most areas have high fractions of sealed soils (60–80%) and in the city, this fraction exceeds 80% (source: European Environment Agency, GMES/Copernicus). Heavy rainfall episodes are relatively frequent in this area, especially in autumn, and some of them have resulted in flash floods. In this study, rainfall intensity records from an urban network of 23 stations are analysed. The database consists of series of rain amounts collected at 5-minute intervals, which provides a measure of rainfall intensity (mm/5 minutes). The recording period encompasses 16 years (1994-2009). For all the records with durations greater than 60 minutes and total amounts greater than 25 mm (67 episodes, 499 records), the total rain amount, average intensity and maximum intensity are determined. We have selected the records exceeding, simultaneously, the 95th percentile of these three variables, thus obtaining 29 extreme records, which could lead to pluvial flash flood events. These extreme records correspond to seven different episodes, occurred from the end of July to October. Most of these extreme episodes are generated by convective processes at local scale as well as by eastern advections. The seven extreme episodes caused important affectations in road communications, breakdowns at traffic lights and telephone lines, as well as interruption of the service of some suburban lines, the airport and the railway network. Because of climate change and global warming, the frequency of episodes of very heavy precipitation is likely to increase. The development of policies aimed at limiting or reducing the proportion of sealed soils in urban areas would be a key element to mitigate, as far as possible, this risk of flash flooding.