Este mes, la presa Bloede será removida del río Lower Patapsco cerca de Ilchester, Maryland.
La restauración es un experimento natural único en su tipo que ayudará a probar cómo los drones relativamente económicos pueden ayudar a los científicos como yo a comprender la integridad de los arroyos y ríos.
Mis colaboradores incluyen estudiantes e investigadores de la Universidad de Maryland, condado de Baltimore, Maryland Geological Survey, Maryland Department of Natural Resources, National Oceanic and Atmospheric Administration y US Geological Survey.
Si nuestro enfoque funciona, nos permitirá rastrear el movimiento de sedimentos de manera más completa y precisa que nunca, a una fracción del costo.
Lo que va a cambiar
Terminada en 1907 y operativa durante 30 años, la presa Bloede contenía la primera planta hidroeléctrica sumergida en los EE. UU. A 26.5 pies de altura, representa una de las mayores remociones de presas en la costa este.
¿Por qué quitar la presa? El estado, las agencias federales y la organización sin fines de lucro American Rivers esperan eliminar un peligro de seguridad pública abandonado.
Sacar la presa también complementará la restauración de las eliminaciones anteriores de la presa aguas arriba y expandirá el hábitat conectado para peces y otras criaturas acuáticas. El Patapsco una vez albergó grandes extensiones de agua dulce de sábalo, alewife y anguila americana, que fueron bloqueadas por la presa. Una escalera de peces ha demostrado ser ineficaz para conectar secciones aguas arriba del río con el estuario río abajo y la Bahía de Chesapeake.
La presa de Bloede en marzo. La escalera de pescado obsoleta está en primer plano. (Matthew Baker / UMBC) A pesar de un papel destacado en la fabricación estadounidense temprana, el valle de Patapsco ha sufrido su parte de desafíos ambientales. El envío colonial se vio obligado a reubicarse en Baltimore después de que el puerto original de Elkridge Landing se asfixiara por el sedimento del lastre de envío, la extracción de la orilla del río y la tala de los bosques aguas arriba. Una vez que un canal de 10 pies rodeado de un pantano de agua salada, hoy el sitio es fresco y el canal tiene menos de dos pies de profundidad.
Las inundaciones periódicas también han causado estragos en el estrecho desfiladero, ocasionalmente con resultados catastróficos. En los últimos años, las inundaciones repentinas justo aguas arriba en la ciudad de Ellicott han roto la red de alcantarillado que corre a lo largo del fondo del valle y han reorganizado grandes cantidades de arena, madera y roca en el canal aguas abajo.
Hoy, la presa almacena aproximadamente 2.6 millones de pies cúbicos de limo estratificado y arena a menos de ocho millas del agua de la marea de la Bahía de Chesapeake. Cuando se retira la presa, queremos saber cómo se moverá esta cantidad de sedimento y qué tan rápido.
¿Por qué movimiento de sedimentos?
Comprender el movimiento de sedimentos es crítico para el manejo del río en cada jurisdicción de la cuenca de la Bahía de Chesapeake.
El sedimento ayuda a equilibrar el flujo de agua para mantener la forma del canal y los hábitats estables para las plantas acuáticas, invertebrados y peces. El sedimento de los ríos es necesario para ayudar a las costas del estuario a combatir el aumento del nivel del mar. Sin embargo, el sedimento fino también puede ser un contaminante o transportar nutrientes y metales pesados a los estuarios aguas abajo.
Imagen aérea del canal del río Patapsco que muestra depósitos de grava, adoquín y arena. (Matthew Baker / UMBC) Aunque es fácil observar evidencia de erosión de sedimentos de las riberas de los ríos o laderas, a menudo no está claro dónde y cuánto de ese sedimento se vuelve a depositar y almacenar. El manejo del almacenamiento de sedimentos, particularmente detrás de las represas, puede ser algo controvertido.
Después de estudiar varias otras remociones de presas, esperamos que el sedimento atrapado detrás de la presa evacúe y redistribuya rápidamente aguas abajo durante un período de varios años.
Sin embargo, todavía hay mucho que no sabemos. Las inundaciones que siguen a tormentas intensas pueden mover grandes cantidades de sedimentos, alterando el fondo del valle en solo unas horas. ¿Tales tormentas volverán a depositar sedimentos en otras partes de la garganta o en la llanura de inundación costera, o lo llevarán a la bahía?
Nuevas formas de rastrear cambios
Es logísticamente difícil medir con precisión cambios de canal grandes y potencialmente rápidos.
En una encuesta de campo típica, los técnicos miden la profundidad del agua, el flujo, el sustrato del fondo y otra información en ubicaciones específicas. Aunque los canales de transmisión pueden variar enormemente en el espacio y en el tiempo, los científicos rara vez somos capaces de representar tal variabilidad en nuestras mediciones. En cambio, recopilamos instantáneas aisladas a tiempo. Eso nos deja con menos comprensión del movimiento dinámico de sedimentos, la devastación causada por las olas de inundación o la diversidad de condiciones necesarias para mantener la vida acuática.
Las estaciones de medición ubicadas aguas arriba y aguas abajo de la presa miden el flujo de agua y estiman el material suspendido como limos y arcillas finas, pero no arenas más gruesas y gravas que se mueven a lo largo del fondo del canal. Las encuestas de 30 secciones transversales distribuidas en ocho millas proporcionan información sobre cómo la forma y la composición del canal varían a medida que uno cruza el canal, pero relativamente poco sobre los miles de pies entre cada transecto.
Además, después de una gran inundación, los científicos deben realizar nuevos estudios transversales, que pueden demorar hasta un mes ocasionalmente en condiciones de riesgo.
Nuestro equipo está tratando de aumentar nuestras mediciones mediante el despliegue de pequeños drones listos para usar que fotografían todo el fondo del valle. Repetir fotografías antes, durante y después de la extracción puede ayudarnos a rastrear la ubicación de un penacho de sedimentos a medida que se mueve aguas abajo. También permiten nuevas perspectivas del río.
Vista 3D de una nube de puntos del canal del río Patapsco. (Matthew Baker / UMBC) Confiando únicamente en las fotos superpuestas recopiladas antes y después de la eliminación de la presa, crearemos modelos de computadora en 3D del fondo del canal y la profundidad del agua, no solo en las secciones transversales inspeccionadas, sino cada pocas pulgadas a lo largo del canal. Aunque esta tecnología funciona mejor en aguas poco profundas, nuestros modelos deberían permitirnos mejorar enormemente las estimaciones de la cantidad y la ubicación del cambio de canal a medida que el sedimento se mueve aguas abajo.
Con el nuevo enfoque, nuestro equipo recopila un conjunto de fotos de las ocho millas en solo unos días, y el trabajo se lleva a cabo dentro de una computadora de escritorio. Eso significa que las mediciones se pueden repetir o volver a realizar en cualquier momento utilizando imágenes archivadas.
Aunque sin duda tenemos curiosidad por ver cómo se mueve tanto sedimento, estamos especialmente interesados en qué tan bien podemos capturarlo. Si funciona, es probable que esta tecnología cambie la forma en que los científicos recolectan mediciones y monitorean los ríos.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.
Matthew E. Baker, profesor de Geografía y Sistemas Ambientales, Universidad de Maryland, Condado de Baltimore
