Quantitative Assessment of Riverbank Erosion and Accretion Dynamics along the Saryu River (1995–2025) Using the Digital Shoreline Analysis System

Resumen Técnico: Evaluación Cuantitativa de la Dinámica de Erosión y Acreción de las Riberas del Río Saryu (1995–2025)

Planteamiento del Problema
Los grandes ríos aluviales, particularmente aquellos en sistemas del Himalaya dominados por el monzón como el Ghaghara (conocido localmente como el Saryu en la región de Ayodhya), experimentan ajustes continuos en la línea de la ribera mediante la erosión y la acreción. Estos procesos conducen a una migración del canal, un reajuste de la llanura de inundación, pérdida de tierras y daños a la infraestructura. Si bien la erosión y la migración del canal han sido estudiadas en la cuenca del Ganga en un sentido general, existe una falta de evaluaciones cuantitativas sistemáticas y a largo plazo específicamente para el tramo del río Saryu en la región de Ayodhya. Esta brecha es crítica dado el creciente intervencionismo antropogénico en la región, incluyendo el desarrollo de la ribera y la construcción de diques, lo que requiere una comprensión clara del comportamiento del canal y la estabilidad de las márgenes. Además, la asimetría espacial de los procesos de erosión y acreción, así como su variabilidad temporal a lo largo de varias décadas, no habían sido evaluadas previamente en este tramo específico.

Metodología
El estudio empleó un enfoque geoespacial multitemporal para cuantificar la dinámica de las riberas del río desde 1995 hasta 2025.

• Fuentes de Datos: La investigación utilizó imágenes satelitales Landsat (Landsat 4–5 TM y Landsat 8–9 OLI) adquiridas durante la estación seca (noviembre–febrero) para minimizar la variabilidad estacional del caudal y la cobertura de nubes. Se analizaron cuatro puntos temporales distintos: 1995, 2005, 2015 y 2025.
• Delineación de la Línea de Ribera: Las líneas de la ribera se definieron basándose en el límite exterior estable marcado por la vegetación persistente, en lugar de los bordes de agua transitorios. Se utilizó el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) para mejorar el contraste entre las llanuras de inundación vegetadas y las áreas del canal expuestas, facilitando la digitalización manual de los límites estables de la ribera en ArcGIS.
• Sistema de Análisis de Línea de Costa Digital (DSAS): Se utilizó el DSAS (v5.1) para cuantificar la migración lateral del canal. Se construyeron líneas de base separadas para la margen izquierda y la derecha para asegurar la generación independiente de los transectos. Los transectos se trazaron a intervalos de 20 metros. El estudio calculó tres indicadores estadísticos primarios:
  • Tasa de Punto Final (EPR): La tasa anual promedio de desplazamiento de la ribera entre las fechas más tempranas y las más recientes.
  • Tasa de Regresión Lineal (LRR): La pendiente de la línea de regresión de mínimos cuadrados ajustada a todas las posiciones de la ribera, proporcionando una estimación estadísticamente robusta de las tasas de erosión o acreción.
  • Movimiento Neto de la Línea de Costa (NSM): El desplazamiento lateral total entre las líneas de costa más antiguas y las más recientes.
• Análisis Basado en Áreas: Para estimar los cambios decadales en las áreas de erosión y acreción, el estudio utilizó el Índice de Agua de Diferencia Normalizada Modificado (MNDWI) para extraer los polígonos del canal del río. Se aplicó un enfoque de superposición de múltiples polígonos a años sucesivos para calcular la extensión espacial de la erosión (zonas recientemente ocupadas), la acreción (zonas abandonadas) y las áreas sin cambios.

Resultos Clave
El análisis reveló una pronunciada asimetría en el comportamiento de las márgenes del río Saryu durante el período de 30 años:

• Margen Izquierda (Lado Gonda–Basti): Esta margen exhibió una tendencia erosiva dominante. De 5,197 transectos, el 81.7% mostró erosión. La media de la Tasa de Regresión Lineal (LRR) fue de −49.39 m año⁻¹, y la media de la Tasa de Punto Final (EPR) fue de −44.96 m año⁻¹. El Movimiento Neto de la Línea de Costa (NBM) indicó un retroceso de −1,286.73 m.
• Margen Derecha (Lado Ayodhya): En contraste, la margen derecha mostró una ligera tendencia de acreción. Aproximadamente el 55.86% de los 5,016 transectos fueron clasificados como acrecionales. La media de la LRR fue de +12.31 m año⁻¹, y la media de la EPR fue de +11.28 m año⁻¹, con un NBM medio de +337.75 m.
• Variabilidad Temporal (Basada en Áreas): El análisis decadal resaltó dinámicas cambiantes:
  • 1995–2005: La erosión predominó, cubriendo 66.10 km², frente a 28.17 km² de acreción.
  • 2005–2015: La acreción superó a la erosión, con 59.56 km² de acreción frente a 48.51 km² de erosión.
  • 2015–2025: El sistema alcanzó un equilibrio cercano, con erosión (50.15 km²) y acreción (49.80 km²) casi iguales.
• Magnitud del Cambio: Los valores de la Envolvente de Cambio de la Línea de Costa (SCE) fueron sustanciales, con valores medios de 2,697 m en la margen izquierda y 2,168 m en la margen derecha, lo que indica un extenso ajuste lateral del canal a través de un amplio corredor de la llanura de inundación.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores afirman que este estudio proporciona la primera evidencia cuantitativa de la migración lateral asimétrica a largo plazo y el reajuste continuo de la llanura de inundación a lo largo del río Saryu en la región de Ayodhya. La investigación demuestra que el canal no está oscilando simétricamente, sino que está experimentando un desplazamiento lateral neto hacia la llanura de inundación izquierda, impulsado por la migración de los meandros e influenciado por controles topográficos regionales como la Cresta de Faizabad.

El estudio sostiene que el uso combinado de las técnicas de DSAS y de superposición de polígonos ofrece un marco geoespacial robusto para el monitoreo de los cambios en las riberas. Los hallazgos se presentan como una base científica para:

1. Planificación de la Ribera: Informar las estrategias de desarrollo en el tramo de Ayodhya, cultural y económicamente significativo.
2. Gestión del Riesgo de Erosión: Identificar zonas de alta vulnerabilidad, particularmente a lo largo de la margen izquierda.
3. Gestión Sostenible del Corredor del Río: Apoyar las estrategias de protección de riberas y la comprensión de la naturaleza dinámica de la evolución de los canales en los grandes ríos aluviales.

Los autores señalan que, si bien la variabilidad temporal de la erosión y la acreción (pasando de una fase dominada por la erosión a una dominada por la acreción) reduce la fuerza de las tendencias de regresión lineal en ciertos contextos, la magnitud general del desplazamiento confirma la naturaleza altamente dinámica del sistema fluvial. El estudio concluye que estas evaluaciones cuantitativas son esenciales para la toma de decisiones informadas respecto a la gestión de los ríos y la seguridad de la infraestructura en la región.