Més pluges torrencials amb efectes negatius sobre la ciutat

La configuració i ordenació de la ciutat de Barcelona està condicionada per l’aigua. El seu encaix entre la serralada de Collserola, el mar i dos rius, la presència de cursos d’aigua les canalitzacions per al seu abastament han anat configurant la seva morfologia. El perfil del terreny, amb forts pendents en la part alta, els seus turons amb suaus desnivells en les parts baixes de la ciutat, sumat a l’alt grau d’impermeabilització i la presència d’elements artificials en els cursos naturals d’aigua, són alguns dels aspectes que fan Barcelona especialment vulnerable davant d’episodis torrencials de pluja, i provoca la inundació d’algunes zones de la ciutat. Aquest efecte es veu incrementat per les particularitats del clima mediterrani, caracteritzat per la concentració de la major part de les pluges anuals en pocs episodis d’alta intensitat de precipitació, majoritàriament a la tardor.

Evolució del grau d’impermeabilitat a la ciutat de Barcelona i entorns (1956-2009)

L’elevat grau d’impermeabilització de la ciutat fa que hi hagi més quantitat d’aigua de pluja que es transforma en escorrentiu. Entre l’any 1956 i l’any 2009, Barcelona va augmentar la seva superfície impermeable en més de 2.800 hectàrees, passant d’un 45% a un 72% sobre el total del municipi, com es pot apreciar a la imatge següent.

Font: Estudi dels impactes del canvi climàtic a Barcelona. Barcelona Regional.

El sistema hidrològic urbà

En zones densament poblades, com seria el cas de Barcelona, el cicle hidrològic de l’aigua presenta un alt grau d’alteració. El percentatge d’infiltració d’aigua al subsòl es redueix al 15%, el 30% s’evapora i més de la meitat de l’aigua caiguda s’escola per la superfície fins a la xarxa de clavegueram. Quan la capacitat de la xarxa drenant és insuficient, entra en càrrega, i fins i tot pot sobreeixir la capacitat de l’interceptor de residuals. Aquest sobreeiximent, juntament amb l’aigua que no ha pogut entrar abans a la xarxa i, per tant, discorre en superfície, pot arribar a provocar inundacions, afeccions al trànsit, molèsties a la ciutadania, i abocaments directes al medi marí, la qual cosa generaria episodis puntuals de contaminació.

Font: Estudi dels impactes del canvi climàtic Barcelona. Barcelona Regional.

Menys pluja, però més intensa.

Segons els escenaris de canvi climàtic analitzats, tant en l’escenari compromès (reducció de les emissions de gasos amb efecte hivernacle segons l’acord de París-COP24) com en l’escenari passiu (sense reducció de les emissions) es preveu una disminució de la pluja acumulada a la ciutat d’entre un 14% i un 26% per a finals de segle. Tot i que les tendències indiquen que les mitjanes anuals de pluja es reduiran, les pluges seran més intenses i més concentrades en episodis extrems. Aquest increment d’intensitat pot provocar que determinades zones de la ciutat s’inundin, la qual cosa posaria a prova el sistema de drenatge de la ciutat. Pel que fa a episodis de pluja intensa, s’enregistren una mitjana de 3 episodis anuals on la pluja caiguda en els primers 20 minuts supera els 60 mm/h, fet que provoca inundacions i afectacions a la mobilitat. Segons les prediccions de canvi climàtic, la probabilitat que tinguin lloc esdeveniments extrems de pluja augmenten entre el 10% i el 15%.

Al primer gràfic es pot observar el nombre d’episodis de pluja intensa (intensitat 20-minutal superior a 60 mm/h) i la intensitat 20-minutal màxima anual enregistrats anualment des del 1995 i al segon, la pluja acumulada per any des del 1914 a Barcelona.

 
 
 
 

Durant l’any 2018 es van registrar 10 episodis de pluges intenses, alguns d’ells excepcionals. Per exemple: el 06/09/2018 es va registrar la intensitat 20-minutal més alta de la sèrie històrica de BCASA (1995-2018) amb 169,8 mm/h, que correspondria a una pluja amb període de retorn de 300 anys, això significa que la quantitat de pluja caiguda en un sol dia per a aquest període de retorn solament s’iguala o supera una vegada cada 300 anys; el dia 09/10/2018 es va registrar la intensitat 60-minutal més alta de la sèrie històrica amb 88,7 mm/h; i el 15/11/2018 va ser el dia més plujós de la sèrie històrica amb 138,5 mm/h de pluja acumulada. Aquests esdeveniments van contribuir a fer que l’any 2018 fos el cinquè any més plujós des del 1914, trencant amb una successió de 3 “anys secs” (amb entre un 10% i 70% menys precipitació que la mitjana climàtica, aprox. <540,180> mm/any).

Al gràfic següent es poden observar els episodis de pluja més significatius des del 1995. Combinant les intensitats 20-minutal i 60-minutal màximes dels esdeveniments de pluja, s’obtenen els valors màxims enregistrats i es classifiquen pel seu període de retorn. A la zona taronja del gràfic es troben els episodis més extrems, quatre d’ells succeïts durant l’any 2018.

Funcionament actual de la xarxa de clavegueram

La xarxa de clavegueram de Barcelona està dimensionada per poder drenar pluges de fins a 10 anys de període de retorn, o el que és el mateix, per a pluges que anualment tinguin una probabilitat de superar-se del 10%. Al plànol es poden identificar certs àmbits on la xarxa de drenatge no té capacitat suficient per evacuar el cabal d’aigua resultant per a la pluja associada a un període de retorn de 10 anys, la qual cosa produeix sortides d’aigua des de pous i embornals cap a la superfície del carrer en zones com el Poblenou, Paral·lel - Sant Antoni - Raval o l’eix de la Diagonal entre Balmes i la via Laietana, entre d’altres. La resta de la xarxa presenta un funcionament correcte, tot i que treballa a pressió en alguns trams. Aquests resultats s’han obtingut utilitzant el model de xarxa de clavegueram elaborat per Barcelona Cicle de l’Aigua - BCASA pel Pla integral de clavegueram (PICBA 06). Actualment, BCASA està treballant en un nou model de simulació, dins del marc de l’elaboració del PDISBA (Pla director integral de sanejament de Barcelona), que permetrà considerar no només la capacitat drenant de la xarxa, sinó també l’escorrentiu que es genera en superfície

Grau de perillositat actual per inundabilitat

La identificació de les zones de la ciutat amb més perill d’inundació s’ha basat en tres factors: la capacitat de la xarxa de clavegueram, el pendent del terreny i la superfície de conca aportant. D’aquesta manera s’obté el plànol de perillositat per inundabilitat de la ciutat, on s’observen les zones amb més perill d’inundació (en vermell i taronja).

Per estimar els efectes del canvi climàtic, el Grup Intergovernamental d’Experts sobre el Canvi Climàtic (IPCC) publica informes d’avaluació (AR) que són el referent per saber l’estat del coneixement científic, tècnic i socioeconòmic del canvi climàtic i es basen en els anomenats escenaris d’emissions. Les projeccions climàtiques del Pla Clima estan basades en l’últim informe d’avaluació publicat (AR5, 2014), concretament per a l’escenari RPC4.5 o escenari compromès (reducció de les emissions de GEH segons l’acord de París-COP24) i l’escenari RCP8.5 o escenari passiu (sense reducció d’emissions de GEH). Quan es va desenvolupar aquest estudi d’inundabilitat, però, encara no es disposava de les simulacions de funcionament de la xarxa sobre aquests escenaris, i es van utilitzar els de l’informe anterior, on el B1 és assimilable a l’escenari compromès i l’A2 és assimilable a l’escenari passiu.

BCASA va fer les simulacions de funcionament de la xarxa primària de clavegueram amb la seva configuració del 2016, sense incorporar cap de les actuacions previstes a mitjà/llarg termini, considerant els escenaris B1 i A2 de canvi climàtic, i amb les pluges de disseny associades a 10 anys de període de retorn estimades per al 2040. En totes les simulacions, es va considerar un increment del nivell del mar de 0,94 metres en relació amb l’actual.

Per estimar els efectes que el canvi climàtic pot tenir sobre la ciutat s’ha realitzat una simulació sobre la xarxa de clavegueram actual dels dos escenaris de canvi climàtic.

Funcionament de la xarxa de clavegueram en l’escenari compromès a mitjà termini (2040)

En la simulació de l’escenari compromès a mitjà termini, s’observa un empitjorament del funcionament de la xarxa de clavegueram, ja que augmenten fins al 12% els trams on l’aigua circula en superfície (color rosa), fins al 7% els trams on l’aigua circula 50 cm per sota de la cota del terreny (marró) i fins al 23% els trams que funcionen a pressió (groc). La resta de la xarxa, el 58%, treballa correctament.

Comparativa del funcionament entre la xarxa de clavegueram en l’actualitat i per a l’escenari compromès a mitjà termini (2040)

Comparant el funcionament de la xarxa de drenatge actualment amb el funcionament de la xarxa a l’escenari compromès per pluges d’un període de retorn de 10 anys, els resultats obtinguts mostren els trams que canviarien d’estat per passar a funcionar a pressió a 0,5 metres sota el terreny, en blau, i aquells on es produirien desbordaments, en vermell.

Funcionament de la xarxa de clavegueram a l’escenari passiu a mitjà termini (2040)

Simulant la xarxa de clavegueram actual per una pluja de retorn de 10 anys estimada per al 2040 amb les prediccions de canvi climàtic per a l’escenari passiu, s’observa un funcionament pitjor de la xarxa de drenatge, que arribaria fins al 13% de trams amb desbordaments a la xarxa (rosa) i fins al 30% de trams a pressió (groc) i a 0,5 metres sota terreny (vermell). En aquest supòsit, un 55% de la xarxa treballa en làmina lliure (verd).

Comparativa del funcionament entre la xarxa de clavegueram en l’actualitat i per a l’escenari passiu a mitjà termini (2040)

Tot i que les diferències són mínimes entre l’escenari compromès i l’escenari passiu, per a aquest últim el funcionament de la xarxa es torna més crític, ja que augmenta el nombre de trams que passen a funcionar a pressió, en blau, i els trams en què l’aigua passa a circular en superfície, en vermell. Al mapa s’observa com les deficiències de la xarxa de drenatge es veuen agreujades pels efectes del canvi climàtic als àmbits del centre del Poblenou, Eix Badal, Sant Antoni - Raval Sud, eix de la Diagonal i Sant Andreu.

Grau de perillositat per inundabilitat pels escenaris climàtics de futur

Combinant els resultats obtinguts de la simulació del funcionament de la xarxa de clavegueram pels escenaris compromès i passiu amb les variables de comportament de l’aigua en superfície (pendent i superfície de conca) del mapa de perillositat, s’obtenen els següents plànols que mostren el grau de perillositat futur per inundabilitat a mitjà termini (2040).

Grau de perillositat per inundabilitat en l’escenari compromès a mitjà termini (2040)

Al plànol s’observen aquells àmbits de la ciutat on es manifesta la fragilitat del sistema. Els trams marcats en vermell i taronja representen les zones amb major grau de perillositat, destacant els àmbits del Poblenou, eix de la Diagonal, Sant Andreu, Badal i Barri de Sant Antoni, que és on es concentren les zones que esdevenen crítiques en un futur.

Comparativa de perill d’inundabilitat actual i per l’escenari compromès a mitjà termini (2040)

Contrastant els resultats obtinguts de la simulació del grau de perillositat per a l’escenari compromès amb el grau de perillositat que presenta actualment la xarxa de clavegueram, s’obtenen les zones de la ciutat on el risc d’inundació empitjora. Marcat en vermell i taronja s’observen els àmbits amb increments de perillositat més crítics del sistema a la ciutat.

Grau de perillositat per inundabilitat en l’escenari passiu a mitjà termini (2040)

Contrastant el grau de perillositat actual amb el grau de perillositat resultant de la simulació de l’escenari passiu, s’extreu que les diferències entre els dos escenaris de futur són mínimes; no obstant això, a l’escenari passiu s’observa un augment del grau de perillositat més acusat al Poblenou, Sant Andreu, Badal i l’eix de la Diagonal. Al plànol s’indiquen en vermell i taronja els àmbits en què el sistema mostra un comportament més fràgil, mentre que en blau i verd s’observen les zones de la ciutat on no es preveuen afectacions per inundacions, associats bàsicament a una elevada pendent del terreny.

Comparativa de perill d’inundabilitat actual i per a l’escenari passiu a mitjà termini (2040)

Contrastant els resultats obtinguts de la simulació del grau de perillositat per a l’escenari passiu amb el grau de perillositat que presenta actualment la xarxa de clavegueram, s’obtenen les zones de la ciutat on el risc d’inundació empitjora. Marcat en vermell i taronja s’observen els àmbits amb increment de perillositat més crítics del sistema a la ciutat per a l’escenari passiu.

Respecte de la comparativa amb l’escenari compromès, el grau de perillositat per a l’escenari passiu incrementa lleugerament.

L’Ajuntament de Barcelona disposa des de l’any 1988 de plans especials de clavegueram per millorar la capacitat del sistema de drenatge urbà, reduir la probabilitat d’ocurrència d’episodis d’inundacions —que històricament havia patit la ciutat— i d’abocaments directes al medi marí.

Del Pla especial de clavegueram (PECB), del 1988, se’n van derivar les obres dels grans col·lectors a la Vila Olímpica i la ronda de Dalt i la construcció de quatre dipòsits de retenció.

L’any 1997 es va redactar el Pla especial de clavegueram de Barcelona (PECLAB). Aquest Pla va incorporar la planificació de nou dipòsits antiinundació als ja planificats al PECB 88, i una sèrie de grans col·lectors en punts crítics que presentaven insuficiència de capacitat hidràulica.

L’any 2006 es va publicar el Pla integral de clavegueram (PICBA). Aquest document va analitzar amb detall el funcionament de la xarxa de clavegueram i va incorporar les actuacions executades entre el 1997 i el 2006 i la planificació de deu dipòsits antiinundació, catorze dipòsits anti-DSU (per protegir els medis receptors —mar i rius— d’abocaments de la xarxa) i dues basses de laminació a cel obert per a pluges extraordinàries (T>10 anys), a més de vuit grans col·lectors.

A les imatges següents es poden veure les localitzacions dels dipòsits anti-DSU construïts fins al 2018, i les dels planificats per al futur.

Dipòsits de retenció existents i planificats el 2018

 
 
 
 

Actualment, Barcelona Cicle de l’Aigua, SA (BCASA) està redactant el Pla director integral de sanejament de Barcelona (PDISBA), que actualitzarà el PICBA. En aquest pla s’incorporen altres accions per reduir els riscos d’inundació.

Respecte al grau d’impermeabilització, que determina quin percentatge de la pluja caiguda es converteix en escorrentiu, el seu efecte no només es limita a la potencial quantitat d’aigua que pot circular per superfície, sinó també en la manera que ho fa. Amb l’augment d’impermeabilització augmenta el cabal màxim i redueix el temps en què apareix aquesta punta, i disminueix, per tant, el temps de reacció de cara a adoptar alguna mesura per mitigar els seus efectes.

En aquest sentit, tant al PDISBA com al Pla Clima es plantegen mesures per augmentar la infiltració, com per exemple les següents:

• Introduir a la ciutat tècniques de drenatge urbà sostenible (rases drenants, zones d’infiltració-retenció, paviments permeables, entre d’altres), prioritzant-les en aquelles zones on resultin més eficients, per augmentar la infiltració i l’evapotranspiració, i reduir, en conseqüència, l’escorrentiu o augmentar el temps d’arribada de la punta.

• Potenciar la construcció de cobertes verdes en edificis de nova construcció o en aquells edificis existents on sigui possible.

• Augmentar la superfície verda permeable de la ciutat (parcs i parterres amb infiltració directa al terreny). Millorar el coneixement sobre el grau d’ocupació i usos del subsòl de la ciutat i avançar en la seva planificació, valorant la possibilitat d’establir espais de reserva.

• Construir basses de recàrrega en punts alts de la ciutat, que facilitin la infiltració i generin un efecte de retenció i laminació del cabal d’avinguda.