San Rafael () – dawny wodospad na rzece Coca, na pograniczu prowincji Sucumbíos i Napo w północno-wschodnim Ekwadorze. Do 2020 roku uchodził za najwyższy i najpotężniejszy wodospad Ekwadoru; miał około 131 m wysokości, a średni przepływ szacowano na około 293 m³/s. Wodospad znajdował się przy wschodniej granicy Parku Narodowego Cayambe-Coca, na wschodnich stokach Andów, około 170 km na wschód od Quito.
2 lutego 2020 roku koryto rzeki zapadło się za odporną warstwą skał wulkanicznych tworzącą próg wodospadu. Rzeka zaczęła płynąć pod dawną krawędzią spadu, powstał duży naturalny most skalny, a nowy próg wodospadu szybko cofał się w górę doliny wskutek erozji wstecznej. W ciągu kilku miesięcy dawny wodospad zanikł jako pojedyncza kaskada, a około roku później zawalił się także naturalny most skalny.
Załamanie wodospadu zapoczątkowało jedną z najszybszych przemian koryta dużej rzeki, jakie zaobserwowano w czasach współczesnych. W górę doliny przesuwał się głęboki kanion erozyjny, a w dół rzeki trafiły setki milionów ton osadów. Proces uszkodził mosty, rurociągi naftowe i infrastrukturę komunikacyjną oraz zaczął zagrażać położonej wyżej w biegu rzeki elektrowni wodnej Coca Codo Sinclair.
Położenie i cechy przed zanikiem San Rafael leżał w dolinie rzeki Coca między prowincjami Sucumbíos i Napo, w rejonie wilgotnych wschodnich przedgórzy andyjskich. Przed 2020 rokiem należał do głównych atrakcji przyrodniczych Ekwadoru; w 2019 roku odnotowano około 30 tys. odwiedzających. Do punktu widokowego prowadził około trzydziestominutowy szlak z okolic hosterii El Reventador, położonej przy drodze w stronę amazońskiej części kraju.
Według bazy World Waterfall Database wodospad miał przed 2020 rokiem 131 m wysokości i do około 30 m szerokości (średnio około 23 m). Do około 2015 roku składał się z dwóch kaskad, po czym erozja dolnej krawędzi doprowadziła do powstania jednego nieprzerwanego spadu.
mały|lewo|Wodospad w sierpniu 2019 roku, mniej niż rok przed załamaniem koryta rzeki.
Geneza geomorfologiczna Próg San Rafael powstał w obrębie doliny ukształtowanej przez procesy wulkaniczne i ruchy masowe związane z pobliskim wulkanem Reventador. Około 19 tys. lat temu zawalenie wschodniej części wulkanu spowodowało rozległy spływ gruzu i luźnych osadów do doliny Coca, a późniejszy potok lawowy o miąższości około 100 m przegrodził rzekę warstwą odpornego bazaltu.
Po wypełnieniu naturalnego zbiornika osadami rzecznymi i materiałem wulkanicznym rzeka zaczęła przelewać się przez barierę lawową. Woda wypłukiwała mniej odporne osady pod warstwą bazaltu, tworząc kocioł eworsyjny i podcięty próg, który przez tysiące lat pozostawał względnie stabilny.
Region pozostaje aktywny tektonicznie i wulkanicznie. Podczas trzęsień ziemi, które nawiedziły Ekwador w marcu 1987 roku, liczne spływy masowe i lahary dotarły do rzeki Coca; w rejonie San Rafael miąższość osadów niesionych przez rzekę szacowano wtedy na około 20 m.
Elektrownia Coca Codo Sinclair W 2010 roku rozpoczęto budowę elektrowni wodnej Coca Codo Sinclair, położonej około 19 km powyżej dawnego wodospadu. Obiekt o mocy 1500 MW miał wykorzystywać naturalny spad rzeki Coca, kierując część wody z pominięciem dużego zakola, a po ukończeniu w 2016 roku stał się największą elektrownią Ekwadoru.
Projekt budził kontrowersje, bo mógł odbić się na przepływie przy wodospadzie i na transporcie rumowiska w rzece. Inwestorzy deklarowali utrzymanie minimalnego przepływu 22 m³/s przez San Rafael, czyli około jednej czwartej typowego przepływu w porze suchej, a organizacje środowiskowe ostrzegały przed spadkiem atrakcyjności turystycznej wodospadu i zmianą dynamiki rzeki.
Załamanie w 2020 roku W czerwcu 2019 roku nad wodospadem pojawiło się zapadlisko, a część wody zaczęła wypływać z dolnej części skalnej ściany, co wskazywało na przesączanie się rzeki przez luźniejsze osady pod pokrywą lawową. 2 lutego 2020 roku zapadlisko gwałtownie się powiększyło i pochłonęło znaczną część wód Coca; kilka dni później większość wody omijała dawną krawędź wodospadu, płynąc pod warstwą lawy.
Po zaniku dawnego progu rzeka utworzyła nowy spad powyżej miejsca zapadnięcia, a następnie zaczęła szybko wcinać się w luźne osady. W lipcu 2020 roku, pięć miesięcy po załamaniu, erozja wsteczna sięgnęła już około 3,8 km w górę rzeki i miejscami wyżłobiła kanion głęboki na około 100 m; pierwotny pojedynczy spad rozpadł się na serię mniejszych progów i bystrzy.
Naturalny most skalny, który powstał po załamaniu wodospadu, przez krótki czas mógł być jednym z największych znanych tego typu obiektów. Około lutego 2021 roku most się zawalił i na krótko spiętrzył rzekę, zanim wezbrana woda przerwała zator.
mały|Erozja koryta rzeki Coca powyżej dawnego wodospadu, 2023 rok.
Skutki środowiskowe i infrastrukturalne Już w pierwszym roku po załamaniu rzeka uruchomiła około 250 mln ton osadów, a do początku 2023 roku łączną objętość przetransportowanego materiału szacowano na około 500 mln ton. Poniżej dawnego wodospadu osady lokalnie podniosły dno rzeki nawet o kilkadziesiąt metrów, a przy odpływie z elektrowni Coca Codo Sinclair o około 1–2 m, co może ograniczać przepustowość i produkcję energii.
Powyżej dawnego wodospadu erozja niszczyła brzegi, drogi i mosty. Do początku 2023 roku krawędź erozji przesunęła się około 11,3 km od pierwotnego wodospadu, zawaliło się około 287 ha terenów nadrzecznych, a co najmniej trzy mosty zostały zniszczone. Modele wskazywały, że jeśli rzeka nie natrafi na odporniejszą warstwę skał, może dążyć do ustabilizowania spadku jeszcze na odcinku około 28 km, a więc wystarczająco długim, by zagrozić obiektom związanym z elektrownią.
7 kwietnia 2020 roku obniżające się i podcinane koryto uszkodziło trzy rurociągi transportujące ropę i produkty ropopochodne. Do rzeki Coca przedostało się około 15 tys. baryłek ropy, a zanieczyszczenie dotarło następnie do rzeki Napo i było wykrywane daleko poniżej, m.in. w rejonie Cabo Pantoja w Peru. Skutki wycieku dotknęły ponad sto społeczności, w dużej części rdzennych i utrzymujących się z rybołówstwa.
Po katastrofie władze ograniczały dostęp do rejonu dawnego wodospadu, a służby ekwadorskie i amerykańskie monitorowały erozję, osady i zagrożenie dla infrastruktury. W 2022 roku Stany Zjednoczone i Ekwador podpisały porozumienie dotyczące ograniczania skutków erozji w dorzeczu Coca.
Dyskusja o przyczynach Badania geomorfologiczne wskazują, że zapadnięcie San Rafael było związane z naturalną ewolucją progu lawowego i wypłukiwaniem luźnych osadów spod bazaltowej pokrywy. Samo załamanie mogło zatem nastąpić niezależnie od działalności człowieka, ponieważ wodospady na takich progach naturalnie podlegają erozji wstecznej.
Część badaczy i organizacji środowiskowych podkreśla jednak, że elektrownia działająca wyżej w biegu rzeki mogła zwiększyć tempo erozji po załamaniu progu, przede wszystkim przez zatrzymywanie rumowiska powyżej obiektu i zmianę bilansu osadów w rzece. W publicznych komentarzach zwracano uwagę, że niedobór osadów poniżej zapory może wzmagać erozję koryta, choć to, w jakim stopniu elektrownia przyczyniła się do samego zniknięcia wodospadu, pozostaje przedmiotem dyskusji.
Według relacji Mongabay ekwadorscy geolodzy oceniali, że samo zapadnięcie się wodospadu było prawdopodobnie przede wszystkim zjawiskiem naturalnym, ale późniejsza gwałtowna erozja mogła zostać spotęgowana przez sposób zarządzania osadami w projekcie hydroenergetycznym. Spór o San Rafael stał się przez to przykładem ryzyka, jakie niesie budowa dużych obiektów hydrotechnicznych na rzekach o bardzo aktywnej dynamice osadowej w rejonach aktywnych wulkanicznie.
Zobacz też Napo Park Narodowy Cayambe-Coca Reventador Erozja wsteczna
Przypisy
Linki zewnętrzne
Kategoria:Wodospady w Ekwadorze Kategoria:Katastrofy ekologiczne