Caracterización granulométrica del lecho móvil de un río de gravas efímero: Aplicación a un tramo de la riera de Les Arenes

Durante una campaña granulométrica en la riera de Les Arenes se extrajeron más de 676 kilogramos de material aluvial de su lecho de grava efímero. La toma de muestras granulométricas se realizó distinguiendo entre la superficie y el material subyacente o subsuperficie en un tramo del lecho fluvial. Se utilizaron técnicas diferentes para el muestreo de la superficie (pintando un área) y de la subsuperficie (muestreo volumétrico después de extraer la capa superficial). Para comparar las dos muestras se utilizó el factor de conve rsión de Kellerhals y Bray (1971). Los resultados obtenidos, después de la conversión y con un corte inferior de 8 mm en ambas distribuciones, permiten clasificar a la riera de Les Arenes como un río de gr avas gruesas con un tamaño medio superficial (D50sup) de 13 mm y uno en subsuperficie (D50sub) de 17 mm. La campaña granulométrica ha permitido constatar la ausencia de una superficie o coraza más gruesa que el sedimento subyacente en el lecho de la riera. Como consecuencia de este hecho las crecidas anuales permiten el transporte de los tamaños medios del lecho, al contrario de lo que sucede en los ríos perennes con lecho de gr ava. En el artículo se dan las pautas a seguir para realizar una campaña granulométrica, con una toma de muestras correcta y se demuestra la utilidad de las tomas granulométricas, en un solo tramo, cuando el objetivo es el estudio de los procesos fluviales actuales.More than 676 kg were collected during a sediment survey campaign in the ephemeral gravel-bed stream of Les Arenes, NE Spain. Samples were taken in a selected reach distinguishing bed surface and the material beneath it or subsurface. Two different methods were used for sampling the surface (areal sample), and the subsurface (volumetric sample after clear the surface). Both samples were compared using the formal conversion of Kellerhals and Bray (1971). The results obtained, after applied the formal conversion and a lower truncation of 8 mm, permits to classify Les Arenes as a gravel-bed stream with a median surface diameter (D 50 sup) of 13 mm and a median subsurface diameter of 17 mm. The sediment survey campaign has allowed to demonstrate the lack of a surface or armouring layer coarser than the material underneath it. As a consequence of this, annual floods can move easily the median size of the bed, as opposite to what happen in perennial streams with a gravel-bed. In this paper, some practices are recommended to get representative samples of satisfactory precision for sampling a gravel-bed stream. And it shows how useful could be a correct sampling, in a selected reach, when the objective is the study of present fluvial processes

Flume experiments on the equilibrium of sand-gravel bed rivers

Se describe una instalación de laboratorio que permite realizar ensayos en canal con alimentación separada de arena y grava, como es caracterísitico de los lechos de muchos ríos. Se hacen ensayos de gran duración, en que el transporte como carga de fondo llega a valer 1 kg/s. El material sólido que sale del canal se envía hacia la cabecera en donde se separa la grava de la arena. La alimentación se hace con dos tolvas, una para cada material, cuyos pesos se miden continuamente para conocer los caudales de alimentación. Los ensayos persiguen alcanzar el equilibrio, es decir la permanencia del lecho sin erosión ni crecimiento a largo plazo. Se ofrecen ejemplos reales de varios tipos de ensayo: recirculación con erosión del lecho y con crecimiento del lecho, recirculación pura y alimentación pura. Los cuatro son ejemplos de transporte sólido con movilidad igualada. Se hace una discusión del significado de los ensayos.Peer ReviewedPostprint (published version

Erosión local en pilas de puente: los procesos y su mitigación. Aplicación al pabellón puente de la Expo 2008 de Zaragoza

Se exponen los avances en el estudio de la erosión local en pilas de puente gracias a la experimentación en modelos a escala reducida en laboratorio. Se describe la evolución temporal, las características de la erosión local en pilas de base cuadrada y circular, la influencia de las presiones no hidrostáticas, así como también la protección que ha de utilizarse para mitigar la erosión. Desde el punto de vista de la ingeniería el uso de modelos reducidos es imprescindible debido a la complejidad de los fenómenos que intervienen. Se presenta la aplicación a la evaluación del riesgo de erosión fluvial en una pila compleja de gran anchura, construida en el cauce del río Ebro en Zaragoza. Se describe el problema de erosión local, las características del modelo físico ensayado y los mantos de escollera que consiguen detener la erosión, así como la ejecución y auscultación de esta protección.Peer Reviewe

Morphology of the river Ebro during the low flow period of 1963 and calculation of minimum flow

La transformación del territorio fluvial ha sido una constante desde los primeros asentamientos en las orillas de los ríos. El trabajo realizado en 1863 por De Mesa Arroquia ofrece una visión del valle del Ebro cuando los grandes proyectos de presas y encauzamientos aún no se habían realizado. Los datos de los aforos en el río Ebro y sus afluentes durante su estiaje son la base de partida para analizar la geometría hidráulica mediante la teoría del régimen. Los perfiles transversales presentan unas formas alargadas y poco profundas, que maximizan el perímetro mojado. Éste, a su vez, es utilizado para calcular un caudal mínimo ambiental. Para el Ebro por debajo de todos sus afluentes resulta 100 m3/s, es decir el actualmente considerado sin un criterio objetivo.There has been a constant transformation of the river territory ever since the first settlements on the banks of the rivers. The study conducted by De Mesa Arroquia in 1863 gives an idea of the Ebro valley long before the large dam and channelling projects had even been carried out. The gauging of the River Ebro and its tributaries during low flow periods serve as the basis to analyse the hydraulic geometry by regime theory. The cross-sectional areas have elongated and relatively shallow forms, that maximise the wet perimeter. This is, in turn, used to calculate the minimum environmental flow. In the case of the Ebro and at the bottom of all its tributaries this was calculated at 100m3/s, that is to say the figure currently considered without an objective criteria.Peer ReviewedPostprint (published version

Collapse of the Pilcomayo River

The Pilcomayo River flows south-eastwards from the Bolivian Andes across the Chaco Plains, setting the border between Argentina and Paraguay. It flows down along 1000km, in principle, to finally join the Paraguay River. It spills over the plains during the rainy season from January to March. The sediment load of the Pilcomayo is one of the largest in the world: 140milliontons per year, which is mostly wash load from the upland Andes. The mean concentration of suspended sediment is 15g/l. The maximum recorded concentration is as high as 60g/l. The river has built a large fan covering a surface of 210,000km2, with many abandoned channels. Today, it is a river prone to avulsion, raising border disputes between the two lowland countries, Argentina and Paraguay. Moreover, the very special feature of Pilcomayo River is that it does not actually flow into the Paraguay River. Very far upstream of the mouth in the Paraguay the channel blocks itself with sediment and wood debris forcing water and sediment to spread across the plains. Moreover, the point of blockage has moved hundreds of kilometers upstream throughout the 20th century. Many environmental issues arise because of this collapse (channel discontinuity), not the least of them is the migration of fish. The future of the river concerns Bolivia and the two lowland countries. © 2012 Elsevier B.V.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Porosity and size gradation of saturated gravel with percolated fines

Fine particles may infiltrate through coarse alluvial beds and eventually saturate the subsurface pore space. It is essential to understand the conditions that lead to bed saturation, and to forecast the packing characteristics of saturated beds to assess the effect of excess fine sediment supply on a number of processes that occur in the stream-sediment boundary. To address this problem, in this study, a new method is introduced to predict the grain-size distribution for the saturated condition, and the resulting porosity decrease, given the characteristics of the bed and the supplied sediments. The new method consists of the numerical aggregation of infilling fines in a finite bed volume, during which the bed properties change to affect further infilling. An existing semi-empirical, particle packing model is implemented to identify these properties. It is shown that these types of models are adequate to describe regimes of natural sediment fabric quantitatively, and are thus useful tools in the analysis of sediment infiltration processes. Unlike previous developments to quantify saturated bed conditions, which assume that the supplied material is uniform and finer than the bed pore openings, the method developed herein considers poorly sorted fines, and can identify size fractions that are able to ingress into the bed due to being smaller than the particles that form the bed structure. Application of the new method to published experimental data showed that the final content of infiltrated fines is strongly sensitive to the initial bed packing density, highlighting the need to measure and understand open-work gravel deposits. In addition, the new method was shown to be suitable for assessing the degree of bed saturation, when it was applied to a published data set of field samples

Regressió del delta del Llobregat: efecte de les obres d’enginyeria al riu d’ençà del segle XIX

La pressió humana envers el Llobregat, un riu al·luvial mediterrani, ha canviat els seus paisatges fluvial i deltaic. La reducció d’aportació de sediment groller del riu ha provocat una regressió del delta de fins a 800 m des d’inicis del segle XX, unes dades inèdites fins el moment. L’article es centra en la component fluvial, tractant de lligar-la amb l’evolució del delta. Quines causes són responsables del retrocés del delta? Es desenvolupa un mètode per conèixer el transport sòlid de fons mitjançant informació autèntica de la morfologia del riu en el passat. L’article compara els càlculs amb mesuraments molt limitats, entre els quals hi ha el volum de sediment atrapat a la nova i profunda desembocadura. Els endegaments fets els darrers 70 anys al curs baix del Llobregat pel pas d’infraestructures han disminuït la disponibilitat de sediment en els darrers 30 km del riu, però aquesta no és la causa principal de la reducció de l’aportació de sediment groller cap a la costa. La construcció de nombroses rescloses al curs mig durant el segle XIX i la freqüència de crescudes que produeixen les grans aportacions de sediment serien responsables del retrocés de la línia de la costa del delta des de finals del segle XIX i al llarg del XX. La retenció de sediment als embassaments és menys rellevant que la regulació que aquests exerceixen en el règim de cabals, pel que fa a l’aportació de sediment a la costa. Conseqüentment, per proveir sorra a les platges del delta del Llobregat és més eficient l’enretirada de rescloses i eixamplar la llera desmantellant endegaments que no pas traspassar sediment als grans embassaments.Postprint (published version

Escorrentía y transporte sólido en la cuenca torrencial de la riera de Las Arenas. Metodología de investigación y primeros resultados

[ES] Algunos ríos de la cuenca mediterránea española se caracterizan por ser de escasa longitud, gran pendiente y carácter torrencial, en sentido meteorológico, hidrológico e hidráulico, causando avenidas catastróficas. El artículo presenta el estudio realizado en la riera de Las Arenas durante tres años y medio con el objetivo de cuantificar el caudal y el transporte sólido de fondo en avenidas. Se trata especialmente la instrumentación de la cuenca (pluviómetros, pluviógrafos, estación de aforos y trampa de sedimentos), la calibración de los instrumentos e instalaciones (incluyendo un modelo reducido), los primeros datos obtenidos en las 6 avenidas registradas y un análisis hidrológico mediante el modelo HEC 1.Este trabajo ha contado con la ayuda del proyecto AMB92-0638 de la CICYT. Agradecemos la colaboración de la Junta de Aguas de la Generalitat de Cataluña, la Diputación de Barcelona, el Instituto Nacional de Meteorología y los Ayuntamientos de Matadepera, Terrassa y Rubí. Han participado en distintas partes del trabajo Ricard Ferrer, Alberto Casart, Celso García García y Cristina Pérez Platas.Martín Vide, JP.; Niñerola Chifoni, D.; Bateman Pinzón, A.; Gómez, L. (1996). Escorrentía y transporte sólido en la cuenca torrencial de la riera de Las Arenas. Metodología de investigación y primeros resultados. Ingeniería del Agua. 3(3):29-44. https://doi.org/10.4995/ia.1996.2702SWORD29443