Pirineos (E-Journal)
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Respuesta hidrológica en una pequeña cuenca experimental pirenaica con dos ambientes extremos: cárcavas y bosque de repoblación
Get PDFThe Inner Depression (Central Pyrenees) presents a great heterogeneity of land uses and vegetation covers. In this context, a hundred of badlands areas are distributed along the ranges of the Depression. This morphologies occurrence has been associated to the combination of different factors: bedrock, climate, deforestation, slope terracing and field crop abandonment. In this way, most of the hydrological basins show a mosaic of contrasted environments: badlands, meadows, meadows with shrubs and reforested slopes. This study presents the analyses of the hydrological response on the Araguás catchment, which is monitored for recording discharges from the most extreme environments: badlands and reforested slopes. The results show great differences on discharge generation, both by runoff generation processes and by its frequency and water volume. Reforested environments decreases flooding and erosion risks, but also generate a big reduction of water resources disposability.La Depresión Interior Altoaragonesa (Pirineo Central) presenta una gran heterogeneidad de usos del suelo y cubiertas vegetales. En este contexto destaca el centenar de morfologías acarcavadas distribuidas a lo largo de los márgenes de la Depresión. La presencia de estas morfologías se ha asociado a la combinación de varios factores: el substrato rocoso, el clima, la deforestación, el aterrazamiento de laderas y el abandono de cultivos. Esto origina que la mayoría de las cuencas hidrológicas presenten un mosaico de ambientes contrastados: cárcavas, prados, prados con matorral y laderas reforestadas. En este estudio se presenta el análisis de la respuesta hidrológica en la cuenca de Araguás, monitorizada para el registro de caudales generados en las situaciones más extremas: cárcavas y laderas reforestadas. Los resultados revelan grandes diferencias en la generación de caudales, tanto por los procesos que intervienen, como por su frecuencia y el volumen de agua generado. Los ambientes reforestados disminuyen el riesgo de avenidas y la erosión, pero también llevan asociada una fuerte reducción en la disponibilidad de los recursos hídricos
Características de las costras físicas y biológicas del suelo con mayor influencia sobre la infiltración y la erosión en ecosistemas semiáridos
Get PDFPhysical soil crusts and biological soil crusts occupy a wide extension in arid and semiarid areas all over the world. In these regions, soil crusting has a very strong influence on local hydrologic regimes and erosion. The main purposes of this paper are: 1) to examine how crust characteristics influence infiltration and erosion and 2) to identify the most influential crust characteristics on runoff and erosion processes. Two semiarid areas in the province of Almería were chosen and the most representative physical and biological soil crusts were identified at both sites. For each crust type, physical and chemical characteristics of the crust and the soil underneath the crust were analysed, as well as other crust properties like roughness, hydrophobicity, resistance to penetration and cover. To analyse the influence of the crust on infiltration and erosion, rainfall simulations were conducted on plots with the intact crust, and in order to examine the influence of the soil underlying the crust, rainfall simulations were conducted on plots after removing the crust. The hydrological response of the studied encrusted areas is affected, not only by the characteristics of the crust itself, but also by the characteristics of the soil in where the crust is developed and specially by the slope gradient that appears like a highly predictive variable for infiltration and erosion. Among the properties of the soil material below crusts, it is remarkable the influence of soil texture, organic carbon content and electrical conductivity, and among the properties of the crust, cover and roughness are the most predictive variables explaining the differences in infiltration and erosion between sites.Las costras físicas (CFS) y biológicas (CBS) del suelo ocupan una gran extensión en zonas áridas y semiáridas de todo el mundo. En estos medios, el encostramiento del suelo tiene una gran influencia sobre los procesos hidrológicos y erosivos. Los objetivos que se persiguen en este trabajo son: analizar las características de las costras que influyen en la infiltración y en la erosión e identificar cuáles de estas características tiene una mayor influencia sobre estos procesos. En dos áreas semiáridas representativas en la provincia de Almería se identificaron los principales tipos de costras físicas y biológicas. Para cada tipo de costra, se analizaron las características físicas y químicas de la propia costra y del material subyacente, así como su rugosidad, hidrofobia, resistencia a la penetración y cobertura de diferentes comunidades de organismos. Para analizar la influencia de las costras sobre la infiltración y la erosión, se llevaron a cabo simulaciones de lluvia en parcelas con la costra intacta y para examinar los efectos de las características del material subyacente a la costra, los experimentos de simulación de lluvia se realizaron tras retirar la costra. La respuesta hidrológica de las áreas encostradas estudiadas se ve afectada no solo por las características de la costra, sino también por las características del suelo sobre el que se desarrollan estas costras y especialmente por la pendiente que aparece como una variable altamente predictiva para la infiltración y la erosión. Entre las características del material subyacente, resalta la influencia de la textura, el contenido en carbono orgánico y la conductividad eléctrica, y entre las características de la costra, la cobertura y rugosidad son las variables más predictivas que explican las diferencias en las tasas de infiltración y erosión entre ambos sitios
Movilización de carbono orgánico por distintos procesos erosivos en la conexión ladera-cauce
Get PDFWith the purpose of analysing the type (labile or stable) and quantity of organic carbon (OC) mobilized by different erosive processes identified at the slope-bed connection, the erosion deposits of gullies, sheet erosion, bank erosion and tillage erosion were studied in a small catchment (10 ha) and compared to the characteristics of the catchment soils. Selectivity upon soil detachment and transport was associated to different OC content and types in the erosion deposits. Enrichment ratios of organic carbon sediment/soil were low (~0,40 ± 0,26), even though a slight enrichment was described for fine particles (positively correlated to CO). These results were attributed to mineralization processes prevailing over OC burial in a very active channel where depositional sites are scarce.Con el fin de caracterizar la cantidad y tipo (lábil o recalcitrante) de carbono orgánico (CO) movilizado por distintos procesos erosivos identificados en las conexiones ladera-cauce, se estudiaron las características de los depósitos de erosión concentrada en cárcavas, erosión hídrica laminar, erosión lateral-gravitacional y erosión por laboreo en el contacto ladera-cauce de una cuenca de pequeño tamaño (10 ha) y se relacionaron con las características de los suelos-fuentes originales de donde procedían. La selectividad en el arranque y transporte de suelo de los distintos procesos se pudo asociar a diferentes contenidos y tipos de CO en los depósitos. Las razones de enriquecimiento de carbono orgánico sedimento/suelo fueron bajas (~0,40 ± 0,26), a pesar de haber un ligero enriquecimiento en partículas finas (correlacionadas positivamente con el CO) en los depósitos. Todo ello se atribuyó a los efectos de la mineralización en un cauce muy activo con pocas zonas de deposición y abundantes procesos de erosión no selectiva
Respuesta de una cuenca de cabecera durante eventos de crecida (Aixola, País Vasco)
Get PDFTurbidity (T, FNU), discharge (Q, l/s) and precipitation (P, mm) are being continuously monitored in the gauging station located at the outlet of Aixola catchment (Gipuzkoa, 5 km2) since October 2003. Several data sets recorded during flood events occurred between 2003 and 2005 were used to estimate continuous suspended sediment concentration (SSC). Electrical conductivity was also measured in samples taken during runoff events. Several event (discharge, precipitation and suspended sediment concentration) and pre-event (discharge and precipitation) factors are calculated for all the events registered. With them a correlation matrix was developed. Good correlation between precipitation (P), discharge (Q) and suspended sediment (SS) variables is found in general but pre-event conditions don’t show correlation with event parameters. Analysis of SSC-discharge evolutions through the events showed that four different kinds of hysteretic loops can be observed in Aixola. Hysteretic loops have also been related to event and pre-event factors. Evolution of electrical conductivity of waters during events shows that the catchment has a considerable regulation capacity.La turbidez (T, FNU), el caudal (Q, l/s) y la precipitación (P, mm) se están midiendo en continuo en la estación de aforo situada en la salida de la cuenca de Aixola (Gipuzkoa, 5 km2) desde octubre 2003. Se han utilizado los datos recogidos en los eventos ocurridos entre octubre 2003 y octubre 2005 para establecer la relación turbidez-concentración de sedimentos en suspensión (CSS), y así, estimar las series continuas de CSS. Además, también se ha medido la conductividad eléctrica en muestras tomadas durante las crecidas. Por otro lado, se cuantificaron varios parámetros del evento (P, Q y CSS) y anteriores al mismo (Q y P) para todos los eventos registrados. Se observa un nivel significativo de correlación entre las variables de precipitación, caudal y sedimentos en suspensión. Sin embargo, las condiciones anteriores al evento no se correlacionan bien con los parámetros calculados para el mismo. En el análisis de la relación entre la concentración de sedimentos en suspensión y el caudal durante los eventos se han observado cuatro tipos diferentes de bucles de histéresis relacionados con diferentes condiciones antecedentes al evento y del propio evento. La evolución de la conductividad eléctrica durante los eventos de crecida indica que la cuenca posee una capacidad de regulación considerable
Generación de escorrentía y producción de sedimentos tras el abandono de las actividades agrarias: síntesis de los resultados obtenidos en una cuenca experimental en el Pirineo central español.
No full textA small catchment affected by agricultural practices in the past, then progressively abandoned and naturally re-vegetated was monitored in the central Spanish Pyrenees. The results obtained over a 9-year period revealed the complexity of its hydrological and geomorphological behaviour. Several runoff generation processes can occur at the same time and in different parts of the catchment, depending on the water reserves conditions and rainfall characteristics. Sediment response is mainly controlled by the spatial and temporal dynamics of water and sediment contributing areas within the catchment. The sediment output illustrates the complexity of the geomorphic response of mountain environments modified by past farmland activities.Se presenta una síntesis de la investigación realizada en una pequeña cuenca experimental afectada por una intensa actividad agraria en el pasado y sujeta a un proceso de revegetación natural en la actualidad en el Pirineo Central. Los principales resultados obtenidos demuestran su complejo comportamiento hidrogeomorfológico. El análisis de la información hidrológica sugiere que diferentes procesos dominantes de generación de escorrentía pueden ocurrir de manera simultánea en diferentes áreas de la cuenca, en función del estado de humedad de la misma y de las características de la precipitación. La respuesta sedimentológica está principalmente controlada por la dinámica espacio-temporal de las áreas fuente de escorrentía y de sedimento. La exportación de sedimento ilustra la complejidad de la respuesta geomorfológica en los ambientes de montaña afectados por actividades agrarias en el pasado
Escorrentía y erosión tras el abandono de tierras de cultivo en montaña: resultados de la Estación Experimental “Valle de Aísa”
Get PDFThe main landscape feature in the Pyrenean middle mountain is the presence of hillslopes occupies by old cultivated fields already abandoned, affected by different stages of plant colonization. By means of experimental plots, this paper studies runoff generation and sediment yield in two types of abandoned fields: (i) sloping fields previously cultivated with cereal and frequently fertilized; and (ii) fields corresponding to shifting agriculture, with scarce conservation measures. The results obtained were compared to a dense shrub cover plot. The abandoned plots yield much more water and sediment than the dense shrub cover, which shows a lower variability in the hydromorphological response. The progressive plant colonization of the two abandoned plots favoured the occurrence of a negative trend in runoff and erosion. This paper also demonstrated that the shifting agriculture fields yield more water and erosion than sloping fields, because of difficulties for plant succession.El principal rasgo paisajístico de la montaña media pirenaica es la presencia de extensas laderas ocupadas por antiguos campos de cultivo ya abandonados, en distintas fases de colonización vegetal. A partir de parcelas experimentales, este trabajo estudia la generación de escorrentía y la producción de sedimento en dos tipos de campos abandonados: (i) campos en pendiente previamente cultivados con cereal y abonados frecuentemente, y (ii) campos correspondientes a agricultura nómada, con escasas medidas de conservación. Los resultados se compararon con una parcela de matorral denso. Se ha comprobado que las dos parcelas abandonadas producen mucha más agua y sedimento que el matorral, que además muestra una menor variabilidad en su respuesta hidromorfológica. La progresiva colonización vegetal de las dos parcelas abandonadas favorece la ocurrencia de una tendencia regresiva en la escorrentía y la erosión. Este trabajo demuestra también que los campos de agricultura nómada producen más agua y erosión debido a las mayores dificultades para que avance la sucesión vegetal
Respuesta hidrológica y erosiva de un suelo forestal mediterráneo en recuperación de diferentes impactos
Get PDFLand use changes, including land abandonment, and forest fires have been two key factors that have characterized the evolution of Mediterranean ecosystems. This work studies the evolution in the hydrologic characteristics and the erosive response of a Mediterranean forest soil, which has undergone during years changes in its forest use and the fire impact, are shown. This soil is in recovering stage since year 1996. The study has been carried out in the Experimental Station of Porta-Coeli in a system of four erosion plots (40 x 8 m) of closed type. The hydrologic behaviour and erosive parameters have been studied in each rain event during period 2006-2008. The temporal variability of soil moisture contents have been also studied through the characterization of its response curves regarding different episodes of rain, analyzing its relation with runoff generation.En las últimas décadas, dos de los factores más importantes que han caracterizado la evolución en los ecosistemas mediterráneos han sido los cambios de uso del suelo, incluyendo el abandono de cultivos, y los incendios forestales. En este trabajo se presenta la evolución de las características hidrológicas y de la respuesta erosiva de un suelo forestal mediterráneo que ha sufrido durante años cambios en su uso y el impacto de incendios forestales. Actualmente la zona de estudio se encuentra en recuperación desde el año 1996. El trabajo se ha desarrollado en la Estación Experimental de Porta-Coeli en un sistema de cuatro parcelas (40 x 8 m) de erosión de tipo cerrado. Se ha determinado su comportamiento hidrológico y sus parámetros erosivos en cada episodio de lluvia durante el período 2006-2008. También se ha estudiado la variabilidad temporal del contenido de humedad del suelo a través de la caracterización de sus curvas-respuesta en diferentes episodios de lluvia, y se analiza su relación con la generación de escorrentía
La variabilidad temporal de la respuesta hidrológica en una pequeña cuenca mediterránea forestada del Pirineo Central
Get PDFThis paper analyses the stormflow response of the San Salvador forested catchment (0.92 km2) located in the Central Pyrenees, Spain. Using stormflow coefficient and discharge increment, the temporal variability of the rainfallrunoff relationship is analyzed at the event scale from hydrographs observed over a 7-year period. Results show that the storm-flow coefficient has a clear seasonal pattern with an alternance between a wet period, when the catchment is hydrologically responsive, and a dry summer period, when the catchment presents almost no reaction to any rainfall. The relationships of the storm-flow coefficient and discharge increment with several hydrological variables shows similar (but lower) correlations than usually observed in other Mediterranean or temperate catchments and demonstrates that the storm flow response is mainly depending on water table with rainfall depth and base flow as secondary factors. The marked seasonality observed in the San Salvador catchment is most likely accentuated by forest that cover all the catchment, but this deserves further investigations.El análisis de los procesos hidrológicos en zonas forestales es objeto de numerosos estudios, debido a los cambios ambientales que se están produciendo en los últimos años y a los cambios experimentados en los usos del suelo desde las últimas décadas, como resultado del proceso de revegetación. Este trabajo analiza la respuesta hidrológica de la pequeña cuenca forestal de San Salvador (0.92 km2), localizada en el Pirineo Central, España. Se ha analizado la variabilidad de las relaciones precipitación-caudal a escala de evento, durante un periodo de estudio de 7 años, teniendo en cuenta los coeficientes de escorrentía de crecida y el incremento de la descarga. Los resultados muestran que el coeficiente de escorrentía presenta un gran patrón estacional con una alternancia entre periodos húmedos, cuando la cuenca tiene capacidad de responder hidrológicamente, y periodos secos, cuando la cuenca casi no reacciona a ninguna precipitación. La relación entre el coeficiente de escorrentía y el incremento de la descarga con otras variables hidrológicas muestra correlaciones similares (aunque siempre más bajas) que las observadas en otras cuencas mediterráneas y templadas, y demuestra que la escorrentía depende principalmente de la profundidad de la capa freática y del flujo de base como factor secundario. La marcada estacionalidad observada en la cuenca de San Salvador es probablemente más acentuada debido a la densa cubierta forestal, pero este hecho merece futuras investigaciones
Análisis de la evolución espacio-temporal del NDVI sobre áreas vegetadas y zonas de riesgo de erosión en el Pirineo Central
Get PDFThe temporal evolution of vegetation activity on various land cover classes in the Spanish Pyrenees was analyzed. Two time series of the normalized difference vegetation index (NDVI) were used, corresponding to March (early spring) and August (the end of summer). The series were generated from Landsat TM and Landsat ETM+ images for the period 1984-2007. An increase in the NDVI in March was found for vegetated areas, and the opposite trend was found in both March and August for degraded areas (badlands and erosion risk areas). The rise in minimum temperature during the study period appears to be the most important factor explaining the increased NDVI in the vegetated areas. In degraded areas, no climatic or topographic variable was associated with the negative trend in the NDVI, which may be related to erosion processes taking place in these regions.En este trabajo se ha analizado la evolución temporal y espacial de la dinámica vegetal sobre varias coberturas de suelo en el Pirineo central, España. Se han utilizado dos series temporales de NDVI, la primera corresponde al mes de Abril (inicio de primavera) y la segunda al mes de Agosto (final de verano). Las series fueron construidas a partir de imágenes Landsat TM y ETM+ para el periodo del 1984-2007. Los resultados muestran un incremento del NDVI en el mes de Marzo para las áreas vegetadas, mientras que las áreas degradadas (cárcavas y zonas de riesgo de erosión) presentaron una tendencia negativa del NDVI. El incremento de las temperaturas mínimas durante el periodo de estudio fue el factor más importante para explicar el incremento del NDVI en las áreas vegetadas. En las áreas degradadas, no se encontró ninguna variable climática o topográfica que explicará la tendencia negativa del NDVI, lo cual se ha relacionado con los procesos de erosión acelerada que tienen lugar en la región
Erosividad de la lluvia en la Cuenca alta del Llobregat, SE Pirineos
No full textThe aim of this study was to determine the spatial distribution of rainfall erosivity in a 504 km2 river basin in Eastern Pyrenees and assess its uncertainties. The study area is topographically complex and is dominated by Mediterranean climate with intense rains during summer. Available rainfall dataset includes 14 years spanning from 1991 to 2004 at daily resolution from seven weather stations and sub-hourly from one station. Daily R values were calculated from sub-hourly data, and then by using the relationship between daily R values and precipitation, the R values for weather stations having only daily rainfall resolution were calculated. The error propagation by using such upscaling approach was analyzed. The studied sources of uncertainty of R factor at annual scale were: the use of the relationship between daily R values and precipitation, the temporal averaging of R values and spatial variation. Results have shown that at annual scale the temporal averaging was the largest contributor of uncertainty (70%); however this contribution decreased significantly (14%) when R was estimated for the long term.El objetivo de este estudio fue determinar la distribución espacial de la erosividad de precipitación en una cuenca de 504 km2 en el Este de los Pirineos y evaluar sus incertidumbres. El área de estudio presenta una topografía compleja y está dominada por un clima Mediterráneo con lluvias intensas durante el verano. Los datos de precipitación utilizados abarcan 14 años, desde 1991 hasta 2004, a una resolución diaria en siete estaciones meteorológicas y minutal en una estación. Los valores diarios de R se calcularon a partir de datos con resolución minutal, y luego se estableció una relación entre valores diarios de R y precipitación, con el fin de calcular los valores de R para las estaciones meteorológicas que sólo presentan resolución diaria. Las fuentes de incertidumbre considerados para el factor R a escala anual fueron: el uso de la relación entre los valores de R diaria y precipitación, el promedio temporal de los valores de R y la variación espacial. Los resultados han mostrado que a escala anual la variación temporal fue el mayor contribuyente (70%) a la incertidumbre total, sin embargo éste disminuyó significativamente (14%) cuando R fue estimada a largo plazo