Variación espacial de las precipitaciones en una pequeña cuenca hidrográfica del suroeste de España

Spatial variability is an identifying feature of the pluviometry of the Iberian Peninsula, but little is known for small catchment and especially for the temporal scale of rain episodes. The aim is to describe and analyze the spatial rainfall variability at different time scales in a small catchment. Analyzes include the calculation of mean rainfall in the basin using the arithmetic mean and Thiessen Polygons. In the study of the spatial variability at event scale, six groups were established based on daily rainfall and intensities as criteria. The main results show that rain gauges located in the upper part of the catchment, recorded higher rainfall. Rainfall events with higher intensities present greater spatial variability, where the relief orientation and exposure to prevailing winds affect the spatial variability. Regarding episodes of precipitation, events with higher intensities show a greater spatial variability.La variación espacial es una característica identificadora de la pluviometría peninsular, pero se desconoce para cuencas pequeñas y sobre todo a escala temporal de episodios de lluvia. El objetivo es analizar la variación espacial de las precipitaciones a diferentes escalas temporales en una pequeña cuenca hidrográfica. Los análisis incluyen el cálculo de las precipitaciones medias de la cuenca utilizando el método de la media aritmética y el de los Polígonos de Thiessen. En el estudio de la variabilidad espacial de las precipitaciones a escala de evento se establecieron seis grupos en función de las cantidades diarias y de las intensidades como criterios. Los principales resultados muestran que los pluviómetros ubicados en las zonas más altas, registraron mayores precipitaciones, donde la orientación del relieve y la exposición a los vientos repercuten en la variabilidad espacial. En cuanto a los episodios de precipitación, aquellos con mayores intensidades presentan una mayor variabilidad espacial

Evaluación de técnicas de recuperación de zonas acarcavadas mediante modelos 3D de alta resolución

Tesis doctoral con la Mención de "Doctor Internacional"Programa de Doctorado en Desarrollo Territorial Sostenible por la Universidad de ExtremaduraLa erosión por cárcavas de los fondos de valle en las dehesas es un fenómeno geomorfológico frecuente y poco estudiado. Las cárcavas funcionan como transmisores eficientes de escorrentía y sedimentos. Los diques sirven para atrapar sedimentos, estabilizar cárcavas y regular el transporte de sedimentos. Sin embargo, no se ha evaluado la efectividad de estas medidas en dehesas. El objetivo de esta tesis es evaluar el funcionamiento de medidas de restauración hidrológica realizadas en dehesas. El primer estudio se desarrolló en seis cuencas restauradas donde se calculó el volumen de sedimentos depositados detrás de 160 diques durante intervalos de tiempo de 11 a 23 años. El segundo se llevó a cabo en una cárcava de vaguada parcialmente restaurada con diques y exclusión de ganado mediante cercado. Los sedimentos depositados detrás de los diques y los cambios topográficos en la cárcava se estimaron utilizando modelos digitales de elevaciones (MDE) multitemporales de alta resolución. Los MDE se produjeron con fotogrametría Structure-from-motion a partir de imágenes aéreas adquiridas por un vehículo aéreo no tripulado. Los resultados del primer estudio mostraron una alta variabilidad espacial en la deposición de sedimentos, con mayores volúmenes de sedimentos en las partes bajas de la cuenca, influenciados por la conectividad hidrológica. Además, los diques ubicados en vaguadas retuvieron más sedimentos que los de laderas. Los resultados de la segunda experiencia mostraron que las medidas de restauración favorecieron la estabilización de la cárcava y la deposición de sedimentos y redujeron la carga sedimentaria registrada en la salida de la cuenca.Gully erosion in valley bottoms of agrosilvopastoral systems represents a relatively frequent geomorphological phenomenon, but hardly analyzed. Gullies perform as efficient transfers of runoff and sediments. Check-dams serve to trap sediments, stabilize gullies and regulate sediment transport. However, the effectiveness of these measures in dehesas has not been evaluated yet. The objective of this thesis is to evaluate the operation of two hydrological restoration experiences carried out in dehesas. The first study was carried out in six restored catchments where it was calculated the sediment volume behind 160 check-dams was calculated during time intervals of 11 to 23 years. The second was carried out in a valley bottom gully partially restored with check-dams and livestock exclusion by fencing in 2017. Sediments deposited behind check-dams and topographic changes in the gully were estimated using multi-temporal high-resolution digital elevation models (DEM). The DEMs were produced with Structure-from-motion photogrammetry and aerial images acquired by an unmanned aerial vehicle. The results of the first study showed high spatial variability in sediment deposition, with larger volumes of material accumulated in the lowland of the catchment influenced by hydrological connectivity. In addition, check-dams located in valley bottoms retained more sediment than those situated in hillslopes. The results of the second experience showed that restoration measures favored the stabilization of the gully and sediment deposition, and reduced the sediment load registered at the outlet of the catchment

Dynamics of Erosion and Deposition in a Partially Restored Valley-Bottom Gully

Gullies are sources and reservoirs of sediments and perform as efficient transfers of runoff and sediments. In recent years, several techniques and technologies emerged to facilitate monitoring of gully dynamics at unprecedented spatial and temporal resolutions. Here we present a detailed study of a valley-bottom gully in a Mediterranean rangeland with a savannah-like vegetation cover that was partially restored in 2017. Restoration activities included check dams (gabion weirs and fascines) and livestock exclosure by fencing. The specific objectives of this work were: (1) to analyze the effectiveness of the restoration activities, (2) to study erosion and deposition dynamics before and after the restoration activities using high-resolution digital elevation models (DEMs), (3) to examine the role of micro-morphology on the observed topographic changes, and (4) to compare the current and recent channel dynamics with previous studies conducted in the same study area through different methods and spatio-temporal scales, quantifying medium-term changes. Topographic changes were estimated using multi-temporal, high-resolution DEMs produced using structure-from-motion (SfM) photogrammetry and aerial images acquired by a fixed-wing unmanned aerial vehicle (UAV). The performance of the restoration activities was satisfactory to control gully erosion. Check dams were effective favoring sediment deposition and reducing lateral bank erosion. Livestock exclosure promoted the stabilization of bank headcuts. The implemented restoration measures increased notably sediment deposition

Dinámica hidrológica en una pequeña cuenca con uso silvopastoril del SW español

Hydrological processes were investigated since the year 2000 in a semiarid rangeland with disperse cover of evergreen holm oaks. In this article results are presented on the spatial variation of rainfall in the catchment using a network of 6 raingauges. Results are also presented on soil water dynamics, which were studied under different vegetation covers and varying soil depths. Furthermore, the temporal variation of runoff generation in the basin outlet is reviewed, taking into account different timescales. The following results can be highlighted: spatial variation of rainfall in the catchment at annual or monthly scale was low. However, large dispersion exists in the case of individual rainstorms, when the differences between the 6 raingauges varied strongly, both for daily values as well as maximum intensities. Events with high spatial variation are presumably related with small, localized storms, particularly those of high intensity and short duration, and those showing low variation are probably of frontal origin. Soil moisture presented seasonal patterns clearly dependent on factors such as rainfall or evapotranspirative demand. Spatial distribution of soil moisture was mainly affected by physiographic terrain characteristics and vegetation covers. Generally, in dry hydrological years, soil moisture was lower beneath than beyond the tree canopies, while the opposite was observed in wet years. Dry situations increase the intensity and duration of soil water deficits, enhance the evaporative demand and increment water storage capacity by covers. Channel flow in dehesas depends highly on the antecedent moisture conditions and particularly on the water content of the sediment-filled valley bottoms. If these areas become saturated, high amounts of runoff are produced during rainfall events. Under high intensity rainstorms Hortonian overland flow is rapidly generated on hillslopes producing a quick channel response. Interannual runoff variation is very high, the more frequent low rainfall years provoke very low total water flow, contrasting with less frequent years of above average rainfall, which are the ones producing high total runoff. It can be concluded that the hydrological dynamics in Mediterranean rangelands with a disperse tree cover are complex, both regarding soil water and catchment runoff, being highly variable in time. Future changes in land use or climate could affect notably the hydrological dynamics of the catchment, and hence similar upland basins. For example, a notable increase of tree cover would reduce water availability of pasture plants, particularly during dry years. A decrease of annual rainfall amounts and/or increased drought intensities, as a consequence of climate change, would enlarge periods of soil moisture deficit for pasture plants, as well as a reduction of runoff.Desde el año 2000 se monitorizan los procesos hidrológicos en una cuenca semiárida de dehesa con arbolado disperso de encinas. En este artículo se presentan los resultados sobre la variación espacial de la precipitación en la cuenca, utilizando una red de 6 pluviómetros. También se presentan resultados acerca de la dinámica de agua edáfica que se estudiaron bajo distintas coberturas de vegetación y diferentes profundidades del suelo. Además, la variación temporal de la generación de escorrentía en la salida de la cuenca es examinada, tomando en consideración distintas escalas de tiempo. Se pueden resaltar los siguientes resultados: la variación espacial de la precipitación a escala anual y mensual es baja. No obstante, existe gran dispersión en el caso de tormentas de lluvia individuales, siendo muy variables las diferencias entre los 6 pluviómetros en el caso de los valores diarios así como de intensidades máximas. Eventos con elevada variación espacial están probablemente relacionados con tormentas localizadas, particularmente aquellos con elevada intensidad de lluvia y corta duración, y aquellos eventos de baja variación espacial se relacionan presumiblemente con lluvias de origen frontal. La humedad del suelo muestra una dinámica estacional clara, dependiendo de factores como la precipitación y la demanda evaporativa. La distribución espacial de la humedad del suelo estuvo afectada por características fisiográficas del terreno y la cobertura vegetal. Generalmente, durante años hidrológicos secos, el contenido de agua edáfica es menor bajo la copa de los árboles que en los espacios abiertos. Condiciones secas incrementan la intensidad y duración de los déficits de agua en el suelo, aumentando la demanda evaporativa y la capacidad de almacenamiento de las coberturas. El flujo en el cauce depende fuertemente de las condiciones antecedentes de humedad y, particularmente, del contenido de los sedimentos en el fondo de los valles. La saturación de estas zonas provoca la producción de grandes cantidades de escorrentía durante los eventos de precipitación. Durante lluvias de elevada intensidad se genera rápidamente escorrentía de tipo hortoniano en las laderas, produciendo una respuesta muy rápida en el canal. La variación interanual de la escorrentía es elevada, siendo más frecuentes los años secos que provocan aportaciones de agua muy bajas, contrastando con aquellos años menos frecuentes y con precipitaciones superiores a la media, que producen aportaciones elevadas. Se puede concluir que las dinámicas hidrológicas en dehesas mediterráneas con arbolado de Parapuños o cuencas similares. Por ejemplo, un incremento considerable de de Parapuños o cuencas similares. Por ejemplo, un incremento considerable de la cubierta arbórea podría reducir la disponibilidad de agua para los pastizales, particularmente durante años secos. Un descenso de las precipitaciones anuales y/o un incremento de las intensidades de sequías, como consecuencia del cambio climático, significaría una extensión de los períodos de déficit de agua edáfica para los pastizales, así como una reducción de la escorrentía. la cubierta arbórea podría reducir la disponibilidad de agua para los pastizales, particularmente durante años secos. Un descenso de las precipitaciones anuales y/o un incremento de las intensidades de sequías, como consecuencia del cambio climático, significaría una extensión de los períodos de déficit de agua edáfica para los pastizales, así como una reducción de la escorrentía. disperso son complejas, considerando tanto el agua edáfica como la escorrentía de la cuenca, siendo altamente variables en el tiempo. Cambios futuros de usos del suelo o de clima pueden afectar notablemente a las dinámicas hidrológicas de Parapuños o cuencas similares. Por ejemplo, un incremento considerable de la cubierta arbórea podría reducir la disponibilidad de agua para los pastizales, particularmente durante años secos. Un descenso de las precipitaciones anuales y/o un incremento de las intensidades de sequías, como consecuencia del cambio climático, significaría una extensión de los períodos de déficit de agua edáficapara los pastizales, así como una reducción de la escorrentía.• Ministerio de Educación y Ciencia. Proyectos REN2001-2268-C02, CGL2004-04919-C02-02 (I+D+i), CGL2008-01215, CGL2011- 23361, CGL2014-54822-R (I+D+i)peerReviewe

Hydrological dynamics in a small catchment with silvopastoral land use in SW Spain

Hydrological processes were investigated since the year 2000 in a semiarid rangeland with disperse cover of evergreen holm oaks. In this article results are presented on the spatial variation of rainfall in the catchment using a network of 6 raingauges. Results are also presented on soil water dynamics, which were studied under different vegetation covers and varying soil depths. Furthermore, the temporal variation of runoff generation in the basin outlet is reviewed, taking into account different timescales. The following results can be highlighted: Spatial variation of rainfall in the catchment at annual or monthly scale was low. However, large dispersion exists in the case of individual rainstorms, when the differences between the 6 raingauges varied strongly, both for daily values as well as maximum intensities. Events with high spatial variation are presumably related with small, localized storms, particularly those of high intensity and short duration, and those showing low variation are probably of frontal origin. Soil moisture presented seasonal patterns clearly dependent on factors such as rainfall or evapotranspirative demand. Spatial distribution of soil moisture was mainly affected by physiographic terrain characteristics and vegetation covers. Generally, in dry hydrological years, soil moisture was lower beneath than beyond the tree canopies, while the opposite was observed in wet years. Dry situations increase the intensity and duration of soil water deficits, enhance the evaporative demand and increment water storage capacity by covers. Channel flow in dehesas depends highly on the antecedent moisture conditions and particularly on the water content of the sediment-filled valley bottoms. If these areas become saturated, high amounts of runoff are produced during rainfall events. Under high intensity rainstorms Hortonian overland flow is rapidly generated on hillslopes producing a quick channel response. Interannual runoff variation is very high, the more frequent low rainfall years provoke very low total water flow, contrasting with less frequent years of above average rainfall, which are the ones producing high total runoff. It can be concluded that the hydrological dynamics in Mediterranean rangelands with a disperse tree cover are complex, both regarding soil water and catchment runoff, being highly variable in time. Future changes in land use or climate could affect notably the hydrological dynamics of the catchment, and hence similar upland basins. For example, a notable increase of tree cover would reduce water availability of pasture plants, particularly during dry years. A decrease of annual rainfall amounts and/or increased drought intensities, as a consequence of climate change, would enlarge periods of soil moisture deficit for pasture plants, as well as a reduction of runoff.Desde el año 2000 se monitorizan los procesos hidrológicos en una cuenca semiárida de dehesa con arbolado disperso de encinas. En este artículo se presentan los resultados sobre la variación espacial de la precipitación en la cuenca, utilizando una red de 6 pluviómetros. También se presentan resultados acerca de la dinámica de agua edáfica que se estudiaron bajo distintas coberturas de vegetación y diferentes profundidades del suelo. Además, la variación temporal de la generación de escorrentía en la salida de la cuenca es examinada, tomando en consideración distintas escalas de tiempo. Se pueden resaltar los siguientes resultados: La variación espacial de la precipitación a escala anual y mensual es baja. No obstante, existe gran dispersión en el caso de tormentas de lluvia individuales, siendo muy variables las diferencias entre los 6 pluviómetros en el caso de los valores diarios así como de intensidades máximas. Eventos con elevada variación espacial están probablemente relacionados con tormentas localizadas, particularmente aquellos con elevada intensidad de lluvia y corta duración, y aquellos eventos de baja variación espacial se relacionan presumiblemente con lluvias de origen frontal. La humedad del suelo muestra una dinámica estacional clara, dependiendo de factores como la precipitación y la demanda evaporativa. La distribución espacial de la humedad del suelo estuvo afectada por características fisiográficas del terreno y la cobertura vegetal. Generalmente, durante años hidrológicos secos, el contenido de agua edáfica es menor bajo la copa de los árboles que en los espacios abiertos. Condiciones secas incrementan la intensidad y duración de los déficits de agua en el suelo, aumentando la demanda evaporativa y la capacidad de almacenamiento de las coberturas. El flujo en el cauce depende fuertemente de las condiciones antecedentes de humedad y, particularmente, del contenido de los sedimentos en el fondo de los valles. La saturación de estas zonas provoca la producción de grandes cantidades de escorrentía durante los eventos de precipitación. Durante lluvias de elevada intensidad se genera rápidamente escorrentía de tipo hortoniano en las laderas, produciendo una respuesta muy rápida en el canal. La variación interanual de la escorrentía es elevada, siendo más frecuentes los años secos que provocan aportaciones de agua muy bajas, contrastando con aquellos años menos frecuentes y con precipitaciones superiores a la media, que producen aportaciones elevadas. Se puede concluir que las dinámicas hidrológicas en dehesas mediterráneas con arbolado disperso son complejas, considerando tanto el agua edáfica como la escorrentía de la cuenca, siendo altamente variables en el tiempo. Cambios futuros de usos del suelo o de clima pueden afectar notablemente a las dinámicas hidrológicas de Parapuños o cuencas similares. Por ejemplo, un incremento considerable de la cubierta arbórea podría reducir la disponibilidad de agua para los pastizales, particularmente durante años secos. Un descenso de las precipitaciones anuales y/o un incremento de las intensidades de sequías, como consecuencia del cambio climático, significaría una extensión de los períodos de déficit de agua edáfica para los pastizales, así como una reducción de la escorrentía

The problem of water use in rural areas of Southwestern Spain: A local perspective

Water is a key strategic resource, particularly in Mediterranean climate-type areas with impermeable rocks and shallow soils like Southwestern Spain. The region of Extremadura is commonly known by its large surface occupied by big dams (30% of water dammed in Spain) although this theoretical abundance of water does not hide other problems of use. In this study, we have interviewed 132 people from the municipality of Arroyo de San Serván in order to know what the problems related to water use are, especially those that concern local people the most. Regarding the use of water at home, 90% of interviewees spend less than 60 EUR per month for water and their mean degree of satisfaction about the service is 3.7 out of 7. The reason for this low value can be the excessive content of calcium and bad taste according to 82.1%. Therefore, 64.2% of people do not usually drink water from the tap. Around two thirds of these local people usually buy water in the supermarket or drink filtered water. Concerning agricultural activities, local people gave great importance to irrigation as a source of employment (5.6/7) and inputs (4.5/7), although their satisfaction decreases about the current price of water for agriculture (0.02 EUR m-3). In addition, they are really worried about the overuse of fertilizers and herbicides (5.4/7) and they think about the necessity of taking measures to reduce these problems (6.1/7) as well as to reduce some management problems such as supply cuts. In the last few years, private (swimming pools) and public leisure facilities (swimming pool and spa) have been built in spite of not being considered important by local people (3.6-4.0/7). Nevertheless, about 60% of them consider these common facilities very positive in terms of employment, tourism attractions and entertainment for local people.</p

Soil erosion in Mediterranean chestnut tree plantations at risk due to climate change and land abandonment

Chestnut cultivation is a type of traditional centennial exploitation in southern areas of Extremadura. Currently, chestnut is in danger of extinction due to the effects of climate change, some diseases (e.g. Cryphonectria parasitica) and land mismanagement. The high temporal variability of rainfall leads to soil erosion in chestnut cultivation. New forms of management are proposed to try, among other things, to reduce soil losses. This study quantifies soil losses in areas under tree canopies and open areas considering two different age plantations; 1990s and 1960s. To achieve the proposed goal 18 erosion plots were installed as paired plots under tree canopies and open areas in both plantations. The total amount of rainfall per event, tree cover, bare soil, runoff coefficient and sediment concentration were also measured in every plot. The results showed that the highest percentage of bare soil (> 45%) coincides with the period of greatest tree cover (> 75%). The open areas and the youngest plantation showed soil losses higher than the areas under the tree and the oldest plantation. In addition, soil losses increase as higher percentages of bare soil are recorded. We conclude that the size of the trees and a better soil stability in older plantations help reduce soil losses

Experimentación de ciclos de mejora en el aula. Docencia en la Universidad de Extremadura 2023

Desde todos los organismos internacionales implicados se viene reclamando desde hace tiempo la necesidad de un cambio en la enseñanza universitaria, desde un enfoque centrado en la materia y el docente, hacia otro centrado en el aprendizaje activo del estudiante (Unesco, 2009). En coherencia con esto, la Universidad de Extremadura, a través del Servicio de Formación y Orientación Docente (SOFD), viene proponiendo un abanico de actividades formativas para impulsar este cambio didáctico en su profesorado. En este contexto se nos propuso la puesta en marcha de un Curso Práctico de Docencia Universitaria (CPDU) que ayudara a los participantes a centrar la enseñanza en el aprendizaje del estudiante, y haciéndolo protagonista de la construcción de su propio conocimiento (Coloma, 1999). Para ello y, confiando en los nueve años de experiencia del Programa FIDOP en la Universidad de Sevilla y en otras universidades españolas y latinoamericanas, dio comienzo la acción formativa financiada por el SOFD en los centros de Cáceres y Badajoz, a través de un Ciclo de Mejora en el Aula que ha dado lugar a este libro sobre los CIMA experimentados por algunos de los participantes. Durante el CPDU se han tomado como referencia las bases y principios del programa FIDOP (Martín del Pozo et al., 2017) y la estrategia de CIMA, incluyendo en su desarrollo una profunda reflexión sobre los contenidos y sus relaciones por parte de los docentes participantes, destacando aquellos más organizadores; formulando problemas, proyectos y/o casos que supongan retos en el aprendizaje y den sentido al trabajo de los estudiantes; diseñando actividades de aprendizaje basadas en la resolución de dichos problemas y contrastando con informaciones, evidencias y argumentos que favorezcan la evolución y crecimiento de sus ideas, siempre bajo la orientación del docente. Asimismo, se ha abordado la evaluación como parte de la formación y del proceso del aprendizaje. Todo ello, favoreciendo los cambios con un aprendizaje cooperativo y promoviendo la inteligencia colectiva y el apoyo mutuo. Al mismo tiempo, se ha funcionado como en un seminario colectivo, siguiendo en él la misma metodología que se propone para trabajar con los estudiantes; es decir, se ha partido de las ideas y experiencias previas de los participantes en relación con su enseñanza y se han diseñado, aplicado y evaluado mejoras concretas en el aula. En definitiva, los docentes participantes han buscado como objetivo final la mejora de su enseñanza y, por tanto, del aprendizaje de sus estudiantes.All the international organisations involved have been calling for a long time for a change in university teaching, from an approach centred on the subject and the teacher to one centred on active student learning (Unesco, 2009). In line with this, the University of Extremadura, through the Teaching Training and Guidance Service (SOFD), has been proposing a range of training activities to promote this didactic change in its teaching staff. In this context, it was proposed that we set up a Practical Course on University Teaching (CPDU) to help participants to focus teaching on student learning, making them the protagonists in the construction of their own knowledge (Coloma, 1999). To this end, and relying on the nine years of experience of the FIDOP Programme at the University of Seville and other Spanish and Latin American universities, the training action financed by the SOFD began in the centres of Cáceres and Badajoz, through a Cycle of Improvement in the Classroom that has given rise to this book on the CIMAs experienced by some of the participants. During the CPDU, the bases and principles of the FIDOP programme (Martín del Pozo et al., 2017) and the CIMA strategy have been taken as a reference, including in its development a deep reflection on the contents and their relationships by the participating teachers, highlighting the most organising ones; formulating problems, projects and/or cases that pose challenges in learning and give meaning to the students' work; designing learning activities based on the resolution of these problems and contrasting them with information, evidence and arguments that favour the evolution and growth of their ideas, always under the guidance of the teacher. Assessment has also been addressed as part of the training and learning process. All of this, favouring changes with cooperative learning and promoting collective intelligence and mutual support. At the same time, it has functioned as a collective seminar, following the same methodology proposed for working with students; that is to say, it has been based on the ideas and previous experiences of the participants in relation to their teaching and concrete improvements have been designed, applied and evaluated in the classroom. In short, the final aim of the participating teachers was to improve their teaching and, therefore, their students' learning