Search

En el cuerpo de este documento se tratarán los antecedentes, tanto bibliográficos de estudios anteriores relevantes al área, como de la recopilación propia de la data necesaria para llevar a cabo la actualización de patrones sedimentológicos en las cuencas andinas del país. Con lo anterior realizado, se debe comenzar a ver cuál es el alcance real que se puede obtener del estudio mismo, acotando las cuencas que son relevantes en base a la continuidad de los registros de datos y de la información que se pueda obtener de los softwares de georreferenciación ligado al análisis morfométrico. Todo lo anterior directamente relacionado a la red de estaciones fluviométricas, meteorológicas y sedimentométricas dispuesta por la Dirección General de Aguas (DGA) en el largo y ancho del territorio nacional. Con la data necesaria, se calculan nuevas correlaciones entre el caudal líquido y el sólido, para las nuevas series temporales y en los periodos correspondientes. Dicho lo anterior, se toman las decisiones respectivas hacia donde está dirigido el trabajo, se comparan los datos con estudios anteriores y, en conjunto, sumar los antecedentes de cálculos que son complementarios, esto debido a que el cambio en los patrones sedimentológicos puede haber variado por razones ambientales, climáticas o antrópicas, finalizando este documento con la actualización de patrones sedimentológicos y la comparación con los valores anteriores. Finalmente, se propondrá un modelo numérico que responda al transporte de sedimentos de la cuenca, modelado en el software Iber 3.1, como propuesta metodológica para una cuenca seleccionada, con opciones de replicarse a las demás con sus respectivas consideraciones. The body of this document will deal with the background of both, bibliographical of previous studies relevant to the area, as well as the collection of necessary data to carry out the updating of sedimentological patterns in the Andean basins of the country. With the above done, it’s time to start seeing what’s the real scope that can be obtained from the study itself, narrowing the basins that are relevant based on the continuity of the recorded data and the information that can be obtained from the georeferencing softwares linked to the morphometric analysis. All of the above is directly linked to the network of fluviometric, meteorological and sedimentometric stations arranged by the “Dirección General de Aguas” (DGA) throughout the length and width of the national territory. With the necessary data, new correlations are calculated between the liquid and solid flow, for the new time series and in the corresponding periods. Said the above, the respective decisions are made directed towards the work, the data are compared with previous studies and, together, add the background of calculations that are complementary, this is because the change in the sedimentological patterns may have varied for environmental, climatic or anthropic reasons, finishing this document with the updating of sedimentological patterns and the comparison with previous values. Finally, a numerical model that responds to the sediment transport of the basin, modeled in the Iber 3.1 software, will be proposed as a methodological proposal for a selected basin, with options to replicate to the others with their respective considerations. Incoming

The purpose of this article is to show how the work of Joan Mateu Bellés on the joint dynamics of geomorphological and hydrological processes and anthropic action in flood occurrence in Mediterranean 820ANNA RIBAS PALOM / DAVID SAURÍ PUJOLDepósito Legal: V-2.147 – 1960ISSN: 0210-086XDOI: 10.7203/CGUV.109.23829river basins constitutes a source of basic knowledge for the design and implementation of the so-called Nature-based Solutions (NbS). Mateu’s contributions provide a very detailed knowledge about the be-havior of the different variables of local hydrological cycles. This knowledge can then be used in flood prevention, the maintenance of riverbeds, and the restoration of alluvial plains Este artículo tiene por finalidad mostrar cómo la obra de Joan Mateu Bellés, en torno al funcionamiento de los procesos geomorfológicos e hidrológicos y las actuaciones antrópicas que dan lugar a las inundaciones en cuencas fluviales mediterráneas, constituye una fuente de conocimiento básica para el diseño e implementación de las llamadas soluciones basadas en la naturaleza (SbN). Sus trabajos aportan un conocimiento muy detallado sobre el comportamiento de las distintas variables que conforman los ciclos hidrológicos locales, conocimiento este que debe ser considerado en la prevención de inundaciones, la morfología del lecho del río y la restauración de llanuras aluviales

Treballs Finals del Màster de Planificació Territorial i Gestió Ambiental, Facultat de Geografia i Història, Universitat de Barcelona. Curs: 2020-2021. Tutor: Iván Portugués, En la actualidad existen a nivel intercomunitario en España un total de 135 Reservas Naturales Fluviales (RNF) declaradas, tramos de ríos con escasa o nula intervención humana que se conservan y preservan gracias a esta figura de protección. En el sureste de la Península Ibérica la Demarcación Hidrográfica del Segura (DHS) concentra en su territorio un total de 8 RNF. Ante la importante actividad antrópica que se desarrolla en esta zona peninsular, con una trayectoria histórica destinada a la agricultura intensiva y un crecimiento poblacional costero, que ha transformado el territorio, los cursos fluviales han visto mermados sus ecosistemas. Esta problemática pone en evidencia la necesidad de proteger los tramos fluviales que presenten un adecuado e inalterado estado de conservación. Este estudio propone una metodología para la identificación y priorización de las masas de agua superficiales de la categoría río que cumplen con criterios óptimos para poder ser consideradas en un futuro como posibles RNF en la Confederación Hidrográfica del Segura. Para ello se tiene en cuenta el estado de las aguas, la representatividad de las tipologías de ríos y la conservación del estado natural. Los resultados muestran las limitadas masas de agua en la DHS que cumplen con los requisitos seleccionados, así como la necesidad de un estudio posterior en detalle de los tramos fluviales seleccionados donde se conozca con rigor las características de los mismos, evitando la presencia de alteraciones antrópicas. Los mejores candidatos son por ello los tramos de cabecera localizados en las áreas montañosas del noroeste de la demarcación.

Flow interruption in intermittent rivers (IRs) generates a mosaic of terrestrial and aquatic habitats across the river network affecting ecosystem processes, as organic matter (OM) decomposition. Water use for farming in arid and semi-arid climates intensifies the dry conditions and affects local river characteristics. In that way, flow intermittence and the distribution of land uses may affect the OM processing along the river. To understand the role of IRs in global OM dynamics and how global change affecting water flow regimes determines these dynamics, it is important to estimate OM-processing rates at a basin scale. The aim of this study was to evaluate the effect of the intensity of flow intermittence on OM processing, and how this effect was modulated by local environmental factors related to land uses across a Mediterranean river basin. To do this, wood decomposition (mass loss and fungal biomass) was selected as a functional indicator. Drying duration and frequency were measured to characterize flow intermittence in different reaches along the river, as well as local environmental factors. Linear models stablished the role of factors on decomposition. The results showed that differences in decomposition rates across the river network were negatively related to the duration of flow interruption. Dissolved inorganic nitrogen associated with agriculture counteracted the negative effect of intermittence on mass loss (increasing by up to three times); but with a higher duration of dry conditions, its effect was insignificant. An increase of 20% of canopy (higher in natural areas) resulted in increases of up to 5% of mass loss. Overall, our study is relevant to understanding the interaction between flow intermittence and land uses on OM processing, especially considering the intensification of flow intermittence and its increased distribution to other regions, which is expected to be a consequence of climate warming and human activities.

For the ungauged sites, in order to link the index flood to catchment descriptors, statistical models such as multiple regression are most widely used. In this paper, the Flood Estimation Handbook (FEH) statistical methodologies are analysed and hence recalibrated using all data available as well as cross validation process, the availability of more flow records produced better results. Similarly, using correlation analysis, appropriate catchment descriptors are selected, and a new simple non-linear regression model is proposed. The use of Artificial Neural Networks (ANNs) is investigated to estimate the flood index from the catchment descriptors and are compared to traditional non-linear regression models. The National River Flow Archive (NRFA) data has been utilized to estimate the index flood (QMED) for 337 ungauged catchments in the UK. The results showed that i) there are several catchment descriptors (e.g. catchment area, mean annual rainfall) that are directly correlated to QMED; ii) the recalibrated FEH models produce better results than the original models and so it is important to recalibrate this model as new data becomes available; iii) the proposed non-linear power-law model produces slightly better results than the FEH model; iv) the QMED estimates obtained from ANNs have shown improved performance as compared to the traditional non-linear regression models. In addition to that, given the fact that the number of catchments is not large enough to separate the data set in calibration and validation, we used cross validation (where each model is trained for n-1 data points, and then tested against the remaining 1 unseen data point demonstrating the real performance of model), to test the true performance of the models. The cross-validation results showed that the performance of the models decreases, but the ANNs still produces slightly better results compared to the nonlinear regression models. Outgoing

Aquest Treball Final de Grau mira la Península de Llevant, el territori nord-est de l'illa de Mallorca on el mar arriba a l'interior un cop creuada la Serra de Llevant. A la part nord de la serra i a tocar l'ermita de Betlem, neix el Torrent de Canyamel que travessant la península d'Artà desembocarà en arribar al mediterrani. Amb el seu recorregut a través de l'orografia del lloc, el torrent irriga el territori contribuint al desenvolupament de nuclis urbans i agraris. Sota les muntanyes, hortes, foraviles i finques s'entrelliguen amb el torrent donant vida al mosaic territorial present a la península. El treball s'aproxima a aquest territori a partir de l'anàlisi històrica i morfològica, elaborant cartografies i interpretant-les amb l'objectiu de descriure la diversitat paisatgística present a la Península de Llevant. Este Trabajo Final de Grado observa la Península de Levante, el territorio noroeste de la isla de Mallorca donde el mar llega al interior una vez atravesada la Sierra de Levante. En la parte Norte de la Sierra y próximo a la ermita de Betlem, nace el Torrente de Canyamel que cruzando la península de Artà desembocará al llegar al mar. En su recorrido a través de la orografía del lugar, el torrente irriga el territorio contribuyendo al desarrollo de núcleos urbanos y agrícolas. Bajo las montañas, huertas, foraviles, y fincas se entrelazan con el torrente dando vida al mosaico territorial presente en la península. El Trabajo se aproxima a este territorio a partir del análisis histórico y morfológico, elaborando cartografías e interpretándolas con el objetivo de describir la diversidad paisajística presente en la Península de Levante. This Final Degree thesis looks at the Llevant Peninsula, the northeastern territory of the Mallorca Island where the sea reaches the interior after crossing the Serra de Llevant. In the northern part of the mountain range and next to the hermitage of Betlem, is born the Torrent de Canyamel that crossing the peninsula of Artà will reach the sea. With its route through the orography of the place, the torrent irrigates the territory contributing to the development of urban and agrarian areas. Beneath the mountains, vegetable gardens, foraviles and properties are intertwined with the torrent giving life to the territorial mosaic present on the peninsula. The work approaches this territory from the historical and morphological analysis, elaborating cartographies and interpreting them with the aim of describing the landscape diversity present in the Llevant Peninsula.

The term “gypsiferous silts” has been used since the 1960s by many authors, but it has relied on unclear, ambiguous criteria that attributed aeolian, colluvial or alluvial origins to these materials. The aim of this paper is to clarify the use of the term “gypsiferous silts” applied to silt-sized, gypsum-bearing sediments on surface formations in the Ebro Basin, using published and unpublished information. We distinguished three types of materials with very different characteristics that had all been attributed to the general term “gypsiferous silts” in previously published work: I) gypsiferous silts sensu stricto, ii) loess and iii) flour-like gypsum. The recommendations of our study are that the first two terms should be applied to gypsumcontaining sediments located in varied topographic positions with calcium carbonate contents up to 40-50% and coarse silty to fine sandy textures. Loess normally appears as thick outcrops (up to 12m) on slopes leeward from the main wind direction, with a limited pedogenesis consisting of a partial carbonate mobilisation and gypsum contents between 0 and 30%. Loess is the only category with an aeolian origin. The materials in the category “gypsiferous silts” sensu stricto are mainly colluvial-alluvial. The third term (flour-like gypsum) should be used to refer to materials on surface formations consisting of almost 100% silt- to fine sand size lenticular gypsum. These materials derive from on-site weathering of gyprock or by precipitation from calcium- and sulphate-saturated groundwater and surficial waters and show a variable spatial distribution: Along footslopes, outcropping as metric surface formations, interstratified between limestone layers or as generalized karstified subsurface accumulations. The proposed classification, based on morphological and physico-chemical characteristics, establishes a necessary distinction among the three types of materials, since they differ in their properties and geotechnical behavior relevant for soil management and land use. Using the proposed classification will allow their distinct characteristics can be taken into account when performing geological or soil surveys in this and similar arid regions. This work has been done in the frame of the Project LOESSIBERUS, RTI2018-094927-B-I00, Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Spain. We thank Dr. G. Benito, C. Arenas and an anonymous referee for their constructive comments when revising the manuscript, and Dr. Michele Francis (U. Stellenbosch) for her careful language revision.

Dins el marc de la DMA, aquest projecte pretén realitzar un estudi sobre la interrelació entre la riera del Sorreigs (Osona) i els distints tributaris que hi conflueixen, així com amb les aigües subterrànies i de les fonts.

The Alicante’s province, located mostly in Júcar´s Water Basin in Spain, deals with water stress and land development since 1980s. The provisions about climate change in the area suggest that water stress will increase, so it is necessary to integrated it with spatial planning. This issues is also happens in Caraguatatuba, northern coast of São Paulo State in Brazil. There are planning tools developed for assessment the water stress, as Flooding´s Risk Management Plan and Alert and Drought Period Special Plan in Júcar´s Water Basin and Water´s Safety Plan for Caraguatatuba. The main of this paper is to analyze the spanish tools to identify a commum structure for replicated it. Other main is, by the spanish practice, to identify opportunities for improvement the water stress management in Caraguatatuba. As results there are procedures in water stress planning, which deals with land use directives.

[eng] The thesis presented here spins off from the 2-year oil-industry project entitled “Salt Tectonics Modelling at Kuqa Foreland Fold and Thrust Belt, Tarim Oilfield” that was a collaboration between the American-based company China Petroleum Corporation (CNPC USA) and GEOMODELS Research Institute (via Fundació Bosch i Gimpera). This research project stems from the need to understand the structural character and evolution of the Kuqa fold- and-thrust belt (NW Xina) in order to identify exploration targets at the Mesozoic subsalt level. Specifically, the aim of the study was to identify exploration targets at the Paleogene subsalt structural level of the Kuqa foreland basin and adjoining fold and thrust belt, in particular beneath the Qiulitage fold-and-thrust system. In this scenario, the project research was focused on the definition and understanding of the different salt structures, their relationship with the geodynamic context and the different types of related hydrocarbon traps. To achieve these objectives, it was agreed to carry out six regional cross-sections, three of them balanced and restored as well as eleven balanced cross-sections of the Qiulitage fold-and-thrust system, three of them restored. In addition, regional structural maps were produced showing the salt and subsalt structures as well as their relationships with salt distribution and thickness. This line of research has been complemented with the realization of eight numerical discrete-element models and eight scaled sandbox analogue models of tectonic wedges incorporating variations in the rheology of a weak layer and in the syn- kinematic sedimentary rate. In order to accomplish these tasks, the company provided around 1500 km of 2D seismic lines and geophysical logs from numerous wells drilled in the area. In addition, two field campaigns were organized between June (15 days) and September 2015 (21 days) where structural data were collected to recognize the surface structure of the Kuqa fold-and-thrust belt. Moreover, several transects were realized during these field campaigns to recognize the surface expression of interpreted structures in the seismic lines. In this context, this thesis deals only with the results obtained from the structural analysis based on surface and subsurface data and analogue modelling. These results are presented in this manuscript which includes the following chapters. CHAPTER 1 that provides a summary of the thesis. CHAPTER 2 which provides a general introduction to the geology and the kinematic evolution of the Tian Shan intraplate range. Then, the chapter focuses in the southern frontal structure of the central Tian Shan Range, the Kuqa fold-and-thrust belt, describing both the stratigraphy and the main features of its structure. Finally, the main objectives of this thesis are presented. CHAPTER 3 that deals with the structural analysis carried out in the Kuqa fold-and- thrust belt with the field and subsurface data. The chapter shows the input data and the interpretation of both surface and subsurface data. The chapter describes the obtained results of three regional cross-sections as well as the regional structural maps of salt distribution and thickness. In addition, the chapter provides a kinematic evolution of the Kuqa fold-and-thrust belt and discusses the main parameters controlling it. CHAPTER 4 that describes the data, methodology, procedure and results obtained in the analogue modelling experiments. These experiments where designed to analyze the influence of the rheological properties of two superimposed décollement layers but mainly the one of the syn-tectonic sedimentation. So, after a brief introduction to the purpose of the experimental program and the methodology used, this chapter describes the experimental results separating them according to the applied syn-kinematic sedimentary rate. Then, the obtained results are compared and discussed mainly focusing on: the influence of the mechanical properties of a weak layer; the syn-kinematic sedimentary rate in the geometry and kinematics of brittle-viscous tectonic wedges; as well as the interaction between sub-salt and salt-detached structures. CHAPTER 5 which compares the experimental results with the structure and kinematic of the Kuqa fold-and-thrust belt defined from our structural field and subsurface analyses that is described in the Chapter 3. CHAPTER 6 which depicts the main conclusions of this thesis. CHAPTER 7 formed by the references mentioned throughout the text., [cat] El cinturó de plecs i encavalcaments de Kuqa, situat a l’avantpaís meridional de la serralada del Tian Shan occidental, va ser deformat contractivament durant el Mesozoic superior i el Cenozoic tal com queda registrat a les seqüències sin-tectòniques continentals. A més a més, la seva evolució estructural va ser fortament controlada per la presència de sal sin- orogència (d’edat Eocè-Oligocè) i dels décollements pre-sal. En aquest context, presentem un conjunt de sis talls geològics, tres d’ells restituïts, a través del cinturó de plecs i encavalcaments de Kuqa que proporcionen una nova interpretació de la estructura per sota de les evaporites, en la qual els materials paleozoics i mesozoics estan deformats per un apilament d’encavalcaments involucrant (i) un sistema d’encavalcaments de pell fina desenganxats en nivells de carbó triàsics-juràssics, i (ii) un conjunt d’encavalcaments de basament de vergència nord. Les restitucions regionals mostren tres estadis evolutius pel cinturó de plecs i encavalcaments de Kuqa: i) una extensió mesozoica menor; ii) una compressió primerenca (Cretaci superior fins Miocè inferior) amb taxes d’escurçament i sedimentació baixes; i iii) un estadi de compressió tardana (Pliocè superior-Pleistocè) caracteritzat per un creixement major i progressiu de les taxes d’escurçament i sedimentació. Per tal d’esclarir la influència de la taxa de sedimentació, els canvis laterals en la reologia dels décollements, i la interacció entre décollements en l’estil de deformació de l’avantpaís de cinturons de plecs i encavalcaments presentem un estudi experimental que inclou quatre models analògics 3D inspirats en el cinturó de plecs i encavalcaments de Kuqa. Els resultats experimentals mostren que augmentant la taxa de sedimentació es retarda el desenvolupament d’estructures contractives frontals desenganxades a la sal, afavorint la formació i reactivació d’encavalcaments i retro-encavalcaments a les zones internes. El nostre estudi revela que a mesura que la viscositat del décollement pre-cinemàtic augmenta la deformació es propaga lentament cap a l’avantpaís. Per altre banda, les estructures sub-sal poden: (i) determinar la extensió areal de la sal i per tant l’extensió del cinturó de plecs i encavalcaments desenganxats en ell i, (ii) retardar o inclús prevenir la propagació de la deformació sobre el nivell salí cap a l’avantpaís.

Análisis morfológico de alta resolución en una cuenca torrencial. Aplicación de dron y fotogrametría digital en el barranco el Rebaixader (Pirineo Central).

[spa] La predicción de las avenidas torrenciales en zonas de montaña está limitada por la complejidad de las inestabilidades meteorológicas que las generan (tormentas convectivas con un fuerte efecto orográfico), la rápida respuesta hidrológica de las cuencas hidrográficas (avenidas súbitas) y la variabilidad de carga sólida de los flujos resultantes (acuosos, hiperconcentrados y de derrubios). Esto hace necesario buscar alternativas para determinar la actividad fluvio-torrencial de las cuencas y poder así evaluar su peligrosidad. Los métodos sistemáticos y paleohidrológicos presentan grandes dificultades en contextos montañosos debido a la falta de fuentes de datos completas y precisas. Llegados a este punto, la comprensión integral de un sistema pasa por adoptar una perspectiva holística que combine todas las evidencias disponibles en la zona y sus posibles métodos de análisis, correlacionando los resultados en función de la fiabilidad e incertidumbre de cada uno de ellos. El objetivo de este trabajo ha sido desarrollar e integrar la mayor cantidad de métodos posibles para caracterizar la actividad hidrogeomorfológica de la cuenca de Portainé (Pirineos Orientales), la cual presenta un alto riesgo torrencial. Dada la envergadura del estudio, éste se ha realizado en dos fases: a escala de cuenca y a escala de red de drenaje. Por un lado, se ha caracterizado la cuenca en su conjunto con métodos estructurales, sedimentológicos, geomorfológicos, históricos, dendrocronológicos y pluviométricos, así como la cartografía de coberturas del suelo ampliamente reconocidos. Esto ha permitido recopilar y analizar los flujos torrenciales y las alteraciones antropogénicas de las últimas décadas. Por otro lado, se han estudiado en detalle los cambios temporales y las avenidas extraordinarias en los torrentes principales mediante datos multi-temporales de LiDAR aéreo y modelizaciones hidráulicas, respectivamente. En este caso, se ha detectado que las aproximaciones convencionales generan grandes incertidumbres al aplicarse en cuencas de monaña sin series precisas de aforos ni lluvias. Para hacer frente a este reto, se han desarrollado dos procedimientos metodológicos novedosos. El primero consiste en un análisis de modelos digitales de elevaciones (MDEs) secuenciales que considera que los errores son espacialmente variables entre secciones transversales al canal. El segundo combina geomorfología, dendrogeomorfología, hidráulica e hidrodinámica para obtener una reconstrucción más fidedigna de las avenidas modelizadas. Las investigaciones llevadas a cabo conllevan nuevos avances paleohidrológicos en cuencas densamente forestadas, no aforadas y de carácter torrencial. En el campo de la teledetección, se ha conseguido discernir de forma más efectiva entre los errores de los MDEs y los cambios geomorfológicos reales, pudiendo cuantificar fiablemente la magnitud y patrón de los fenómenos de erosión-acumulación y optimizar los cálculos volumétricos del balance sedimentario. Además, se ha estimado el impacto geomorfológico de las barreras flexibles de retención de sedimentos, aportando así nuevas herramientas para la evaluación de la efectividad y estabilidad de este tipo de estructuras en terrenos de difícil acceso. Respecto a la reconstrucción de paleoavenidas mediante evidencias dendrogeomorfológicas, se ha inspeccionado la distribución de los daños externos en la vegetación en base a su posición geomorfológica y a la energía del flujo. También se han examinado las diferencias entre la altura de las heridas y la del flujo modelizado. Así, se ha identificado que las heridas más fiables para las estimaciones del caudal pico corresponden a los árboles situados sobre formas de energía intermedia (terrazas y conos aluviales), mientras que el lecho y las laderas están sujetas a mayores errores. Los resultados obtenidos indican que las cuencas pequeñas de montaña son altamente vulnerables a la actividad humana. En el caso de estudio, se ha detectado una intensificación de los procesos torrenciales en el siglo XXI, con un recurrencia anual de flujos torrenciales en la actualidad que difiere de la periodicidad media cercana a los 5 años que se registra durante el siglo XX. Teniendo en cuenta que no existen variaciones temporales de las precipitaciones desencadenantes, dicho fenómeno se debe a una alteración en las condiciones del terreno que resulta en una menor capacidad de intercepción de las aguas pluviales y una mayor escorrentía superficial. Estos factores han generado una ruptura del equilibrio geomorfológico, aumentando la capacidad erosiva de los torrentes, cuya evolución actual está condicionada por la interacción entre la dinámica fluvio-torrencial natural y las medidas de defensa. En conclusión, la integración de metodologías multidisciplinares permite una aproximación robusta al funcionamiento hidrogeomorfológico en cuencas carentes de fuentes de datos directos o con una limitada disponibilidad de evidencias indirectas. Un estudio de estas características requiere de una cuidadosa interpretación de los resultados dependiendo de las particularidades de la zona, pero su adaptación y extrapolación es viable para otros sistemas torrenciales montañosos., [eng] Flood forecasting in mountain areas is limited by the complexity of triggering meteorological instabilities (convective storms with high orographic influence), the rapid hydrological response of the watersheds (flash floods) and the variable sediment load of the resulting torrential flows (stream, hyperconcentrated or debris flows). Thus, in order to define fluvial and torrential activity for an adequate hazard assessment, a research for different alternatives needs to be done. Systematic and paleohydrological methods have additional drawbacks when applied to mountain environments lacking complete and accurate data sources. At this point, a comprehensive understanding of a system could be reported by adopting a holistic approach that combines all the available evidences in the area and their potential analysis methods, correlating the obtained results according to their reliability and uncertainty. The main objective of this work was to develop and integrate as many methods as possible to characterize the hydrogeomorphological activity of the Portainé catchment (Eastern Pyrenees), which shows high torrential risk. Given the scope of the study, it was divided in two stages depending on the subject under consideration: basin-scale and channel-scale assessments. On the one hand, the catchment was investigated in its entirety through widely tested structural, sedimentological, geomorphological, historical, dendrocronological, pluviometric and land-cover mapping methods. This allowed us to collect and analyse torrential flows and anthropogenic alterations that played out during last decades. On the other hand, temporal changes and extraordinary events along main torrents were reconstructed in detail using multi-temporal airborne LiDAR data and hydraulic modelling, respectively. In this case, large uncertainties arise from conventional techniques as long as mountain catchments lack of reliable discharge and rainfall time series. Two novel methodological approaches were developed so as to face this challenge. First, sequential digital elevation models (DEMs) were analysed accounting the spatial variability of errors on a section-by-section basis along channels. Second, a more consistent paleoflood reconstruction was obtained by combining geomorphology, dendrogeomorphology, flow hydraulics and hydrodynamics. This research involves new paleohydrological contributions for ungauged and densely forested torrential catchments. In the field of remote sensing, an effective appreciation of DEM errors and real geomorphic changes was achieved, which allowed magnitude and pattern of erosion-deposition phenomena to be quantified and sediment budget volumetric calculations to be optimized. Moreover, the geomorphic impact of flexible sediment retention barriers was also estimated, providing new tools for a high-resolution assessment of the behaviour, effectiveness and stability of engineering structures in remote areas that are hardly reached in the field. Regarding the dendrogeomorphic paleoflood reconstruction, the distribution of external disturbances was analysed in terms of their geomorphological position and flow energy. Differences between scar height and modelled water surface were also compared. This revealed that, while most reliable scars for peak discharge estimations are those from trees located on intermediate energy forms (alluvial terraces and fans), the riverbed and lateral slopes are prone to greater errors. The results achieved confirm that small mountain catchments are highly sensible to human activities. The study case shows that there has been an intensification of torrential processes in the 21st century, with an annual recurrence of torrential flows present-day. This tendency differs from the approximately 5-year interval recorded during the 20th century. Considering the non-variability in time of triggering rainfalls, this phenomenon must be related to changes in soil conditions, essentially resulting in lower rainfall interception and higher surface runoff. Those factors have provoked the geomorphological threshold to be exceeded and the transport capacity of the torrents to be increased. Their evolution is now strictly conditioned by the interaction of the natural river dynamics and debris flow protection measures. In conclusion, the integration of multidisciplinary methodologies enables a robust approximation to hydrogeomorphic behaviour in catchments lacking direct data or with limited indirect evidences. Even if such a study requires a thorough interpretation of the results according to site characteristics, it can also be adapted and extrapolated to other mountain torrential systems., [eus] Mendi inguruneetan garatzen diren uholdeen iragarpena oso mugatua da, batez ere ezegonkortasun meteorologiko sortzaileen konplexutasuna (efektu orografiko handiko ekaitz konbektikoak), arro hidrografikoen erantzun bizkorra (bat-bateko uholdeak) eta fluxuen sedimentu kontzentrazio aldakorra (urtsuak, hiperkontzentratuak edo debris flow motatakoak) direla eta. Hortaz, beste alternatiba batzuk bilatu behar dira arroetako mendi- erreken jarduera eta honi lotutako uholde-arriskugarritasuna zehaztu ahal izateko. Metodo sistematiko eta paleohidrologikoek, ordea, zailtasun handiak erakusten dituzte eremu hauetan aplikatzen direnean, ez baitago datu iturri zehatz edota osorik. Gauzak horrela, sistema baten ulermen integrala lortu nahi izanez gero beharrezkoa da ikuspuntu holistiko bat hartzea, tokian eskuragarri dauden ebidentziak eta dagozkien analisi-metodo guztiak erabiliz, eta lortzen diren emaitzak euren fidagarritasun eta ziurgabetasunaren arabera erlazionatuz. Lan honen helburua uholde-arrisku handia erakusten duen Portainé arroa (Ekialdeko Pirinioak) hidrogeomorfologikoki aztertzeko ahalik eta metodologia gehien garatzea eta integratzea izan da. Ikerketaren zabaltasuna kontuan izanik, bi fasetan burutu da: arro eskalara eta drainatze-sare eskalara. Alde batetik, arroa bere osotasunean ikertu da metodo estruktural, sedimentologiko, geomorfologiko, historiko, dendrokronologiko eta plubiometrikoetaz baliatuz, baita lurrazal-estalkiaren kartografiaren bitartez ere. Honi esker, azken hamarkadetako mendi- uholdeak eta eraldaketa antropogenikoak biltzea eta ezaugarritzea lortu da. Bestetik, LiDAR hegaldietako datuak eta modelizazio hidraulikoak erabiliz, ibaibideetako aldaketa tenporalak eta ohiz kanpoko uraldiak zehaztasunez aztertu dira, hurrenez hurren. Kasu honetan, ikuspegi klasikoek ur-emari eta prezipitazio datu-serie zehatz gabeko mendi arroetan ziurgabetasun ugari sortzen dituztela igarri da. Erronka horri aurre egiteko, bi prozesu metodologiko berri garatu dira. Lehenengoa lurzoruaren eredu digital (LED) sekuentzialen azterketa sakon bati dagokio, non euren erroreak ibilguaren zeharkako profiletik profilera espazialki aldakortzat jotzen diren. Bigarrenak geomorfologia, dendrogeomorfologia, hidraulika eta hidrodinamika bateratzen ditu modelizatutako uholdeen berregite zintzoago bat lortu nahian. Garatutako ikerketek pausu paleohidrologiko nabarmenak dakartzate landaredi dentsodun, emari estazio gabeko eta bat-bateko uholde izaeradun arroetarako. Teledetekzioaren alorrean, LEDen erroreen eta aldaketa geomorfologiko errealen arteko bereizketa eraginkorra lortu da, higadura-metaketa prozesuen magnitude eta banaketa hobeto kuantifikatzea ahalbidetuz, eta era berean, balantze sedimentarioaren kalkulu bolumetrikoak optimizatuz. Gainera, sedimentua atxikitzeko diseinatutako sare deformagarrien inpaktu geomorfologikoa zenbatu da. Honek, iristeko zailak diren tokietan kokatzen diren neurri estrukturalen eraginkortasuna eta egonkortasuna balioztatzeko irizpide berriak dakartza. Iraganeko uholdeak seinale dendrogeomorfologikoen bidez berreraikitzeari dagokionez, landarediak erakusten dituen kanpo-kalteen sakabanaketa euren posizio geomorfologikoaren eta ur korrontearen energiaren arabera aztertu da. Enborretako zaurien eta modelizatutako ur mailaren arteko altuera diferentzia ere neurtu da. Honela, muturreko emaria kalkulatzeko erabilitako zaurien artean fidagarrienak energia ertaineko formetan kokatzen direla ikusi ahal izan da, ubide eta magalek errore handiagoak ekartzen dituztelarik. Lortutako emaitzek mendi arro txikiek giza jarduerekiko duten kalteberatasun altua uzten dute agerian. Ikerketa tokian, XXI. mendean zehar uholdezko prozesuak zeharo biziagotu direla nabarmentzen da. Izan ere, gaur egun fluxuak urtero garatzen dira. XX. mendean, ostera, hauen maiztasuna 5 urte ingurukoa zen. Prezipitazio eragileen patroi aldaketarik ez dela eman kontuan izanda, gertakari honek lurzoruaren baldintzekin lotuta egon behar du. Hain zuzen ere, azken urteetan gauzatutako lurzoru erabilerek infiltrazio gaitasuna txikitu eta azaleko isurketa areagotu dute. Faktore guzti hauek oreka geomorfologikoa gainditzea ekarri dute, baserreken higadura ahalmena handituz. Beren egungo eboluzioa ibai-dinamika naturalaren eta defentsa neurrien arteko interakzioaren emaitza da. Ondorioz, metodologia multidisziplinarrak integratzea aukera ezinhobea da datu zuzen gabeko eta zeharkako-datu eskaseko arroen funtzionamendu hidrogeomorfologikoa era sendoan aztertzeko. Horrelako ikerketa bat gauzatu ahal izateko, ezinbestekoa da emaitzak ingurunearen ezaugarrien arabera arreta handiz interpretatzea. Hala ere, aurkeztutako lana gainerako mendi-sistemetara egokitu eta estrapolatu daiteke., [cat] La predicció de les avingudes torrencials en zones de muntanya està limitada per la complexitat de les inestabilitats meteorològiques que les generen (tempestes convectives amb un fort efecte orogràfic), la ràpida resposta hidrològica de les conques hidrogràfiques (avingudes sobtades) i la variabilitat de càrrega sòlida dels fluxos resultants (aquosos, hiperconcentrats i corrents d’arrossegalls). Això fa necessari buscar alternatives per determinar l'activitat fluvio-torrencial de les conques i així poder avaluar la seva perillositat. Els mètodes sistemàtics i paleohidrològics presenten grans dificultats en contextos muntanyosos per causa de la falta de fonts de dades completes i precises. Arribats a aquest punt, la comprensió integral d'un sistema passa per adoptar una perspectiva holística que combini totes les evidències disponibles a la zona i els seus possibles mètodes d'anàlisi, tot correlacionant els resultats en funció de la fiabilitat i incertesa de cada un d'ells. L'objectiu d'aquest treball ha estat desenvolupar i integrar la major quantitat de mètodes per caracteritzar l'activitat hidrogeomorfològica de la conca de Portainé (Pirineus Orientals), la qual presenta un alt risc torrencial. Donada l'envergadura de l'estudi, aquest s'ha realitzat en dues fases: a escala de conca i a escala de xarxa de drenatge. D'una banda, s'ha caracteritzat la conca en el seu conjunt amb mètodes estructurals, sedimentològics, geomorfològics, històrics, dendrocronològics, pluviomètrics i de cartografia de cobertes del sòl àmpliament reconeguts. Això ha permès recopilar i analitzar els fluxos torrencials i les alteracions antropogèniques de les últimes dècades. D'altra banda, s'han estudiat en detall els canvis temporals i les avingudes extraordinàries en els torrents principals mitjançant dades multi-temporals de LiDAR aeri i modelitzacions hidràuliques, respectivament. En aquest cas, s'ha detectat que les aproximacions convencionals generen grans incerteses a l’aplicar-se en conques de muntanya sense aforaments ni sèries pluviomètriques precises. Per fer front a aquest repte, s'han desenvolupat dos procediments metodològics nous. El primer consisteix en una anàlisi de models digitals d'elevacions (MDEs) seqüencials que considera que els errors son espacialment variables entre seccions transversals al canal. El segon combina geomorfologia, dendrogeomorfologia, hidràulica i hidrodinàmica per obtenir una reconstrucció més fidedigna de les avingudes modelitzades. Les investigacions dutes a terme comporten nous avenços paleohidrològics en conques amb bosc dens, no aforades i de caràcter torrencial. En el camp de la teledetecció, s'ha aconseguit discernir de forma més efectiva entre els errors dels MDEs i els canvis geomorfològics reals, tot quantificant amb fiabilitat la magnitud i el patró dels fenòmens d'erosió-acumulació i optimitzant els càlculs volumètrics del balanç sedimentari. A més, s'ha estimat l'impacte geomorfològic de les barreres flexibles de retenció de sediments, tot aportant noves eines per a l'avaluació de l'efectivitat i estabilitat d'aquest tipus d'estructures en terrenys de difícil accés. Respecte a la reconstrucció de paleoavingudes mitjançant evidències dendrogeomorfològiques, s'ha inspeccionat la distribució dels danys externs en la vegetació en base a la seva posició geomorfològica i l'energia del flux. També s'han examinat les diferències entre l'altura de les ferides i la del flux modelitzat. Així, s'ha identificat que les ferides més fiables per a les estimacions del cabal pic corresponen als arbres situats sobre formes d'energia intermèdia (terrasses i cons al·luvials), mentre que el llit i els vessants estan subjectes a majors errors. Els resultats obtinguts indiquen que les conques petites de muntanya són altament vulnerables a l'activitat humana. En el cas d'estudi s'ha detectat una intensificació dels processos torrencials al segle XXI, amb un recurrència anual de fluxos torrencials en l'actualitat que difereix de la periodicitat mitjana propera als 5 anys que s’enregistra durant el segle XX. Tenint en compte que no hi ha variacions temporals en les pluges desencadenants, aquest fenomen es deu a una alteració en les condicions del terreny que resulta en una menor capacitat d'intercepció de les aigües pluvials i un major escolament superficial. Aquests factors han generat una ruptura de l'equilibri geomorfològic, tot augmentant la capacitat erosiva dels torrents, l'evolució actual dels quals està condicionada per la interacció entre la dinàmica fluvio-torrencial natural i les mesures de defensa. En conclusió, la integració de metodologies multidisciplinaris permet una aproximació robusta al funcionament hidrogeomorfològic en conques mancades de fonts de dades directes o amb una limitada disponibilitat d'evidències indirectes. Un estudi d'aquestes característiques requereix d'una acurada interpretació dels resultats, que depenen de les particularitats de la zona, però la seva adaptació i extrapolació és viable per a altres sistemes torrencials muntanyencs.

Treballs Finals de Grau en Geografia, Facultat de Geografia i Història, Universitat de Barcelona, Curs: 2016-2017, Tutor: Lothar Schulte, [cat] En el present treball s’exposarà el procediment realitzat per l’obtenció de les edats dels arbres, que posteriorment es relacionarà els dipòsits fluvials que formen part del relleu del con d’Eistlenbach (Alps Bernesos, Suïssa) i que foren generats per debris flows. L’anàlisi de les anomalies en el creixement dels anells pot reafirmar que certes situacions meteorològiques provoquessin esdeveniments catastròfics (debris flows, inundacions) a la conca estudiada. Per aconseguir-ho, primer s’exposarà, de forma més teòrica, quins són els anys enregistrats amb fortes tempestes que poden haver tingut aquest tipus de conseqüències devastadores, la comprovació de la qual, a partir de la datació dels cores obtinguts per la sortida de camp el juliol del 2016, formarà part dels resultats. Seguidament hi haurà un recopilatori d’informació d’altres treballs portats a terme per SCHULTE, L. (entre els quals hi ha Eistlenbach) a la vall de Hasli, que aporten informació sedimentològica Per acabar, l’apartat més pràctic s’explicarà pas per pas la tècnica usada fins aconseguir els resultats que aportaran noves dades a la investigació portada a terme pel doctor LOTHAR SCHULTE i de la qual aquest Treball de Final de Grau en forma part, tot i que es pretén continuar amb el futur amb el Treball de Final de Màster i la tesis doctoral., [eng] In this project will expose the procedure realised by the obtainment of the ages of the trees. It will later be related to the alluvial deposits that take part of the topography of the Eistlenbach’s cone (Bernese’s Alps, Switzerland) and that were eventually created by the debris flows. The analyses about the anomalies regarding the growth between of the tree rings can restate some meteorological situations that could have caused catastrophic events (debris flows, floods) in the catchment area that has been studied. To achieve it, I will first expose (more theoretically), which are the years that recorded heavy storms that could have had these type of devastating consequences. This checking, taken from cores’ data that had been obtained in the work field during the month of July 2016, will take part of the results. Secondly, there will be a recompilation of information from others papers written and carried out by SCHULTE, L. (Eistlenbach being one of them) in the Hasli Valley, which will contribute sedimentology information. Lastly, the most practical part will explain specifically the technique used to achieve the results that will provide new data on the investigation carried out by the doctor LOTHAR SCHULTE from which this Final Work of Degree takes form part, even if its intention is to be continued in the future with the Master’s final project and the doctoral thesis.

El delta de Haslital (12 km de largo, 1 km de ancho), en los Alpes Berneses, ha progradado en el lago Brienz tras la retirada progresiva del glaciar Aare después del Último Máximo Glacial. Los deltas formados en cubetas de sobreexcavación glaciar pleistocenas constituyen cuencas sedimentarias de gran efectividad. El estudio de los registros sedimentarios en estas formaciones, así como la reconstrucción del proceso de agradación aluvial, proporcionan información sobre la dinámica fluvial, y los cambios ambientales y antropoinducidos ocurridos en las cuencas hidrográficas alpinas. Se reconstruye la litoestratigrafía de la llanura deltaica mediante cuatro secciones transversales a la dirección general del delta, formadas cada una de ellas por más de 25 sondeos someros (2 m de profundidad) y dos sondeos profundos (profundidad variable, hasta 9 m). El modelo cronológico de las secciones se calcula por medio de dataciones AMS 14C, en combinación con datos históricos de paleoinundaciones y migración de los canales (Schulte et al., 2015), lo que permite establecer una interpretación cronoestratigráfica precisa de la dinámica aluvial más moderna. La identificación de diferentes facies sedimentarias propias de la arquitectura fluvial aporta información sobre los cambios en los procesos de acreción vertical y lateral (Houben, 2007). La localización y geometría de facies sepultadas de canal-levée (unidades de gravas y arenas gruesas) muestran la posición del lecho del Aare en la llanura de inundación. Los resultados indican una notable movilidad del lecho (siguiendo un patrón oscilatorio) durante el Holoceno Tardío. Asimismo, facies de depósitos finos, con alto contenido de materia orgánica, y niveles turbosos denotan la existencia de áreas estables, en las que las inundaciones presentan una baja incidencia. Se analiza la textura (por difracción láser), la geoquímica (por fluorescencia de rayos X), y el contenido de carbono orgánico (método LOI) de las facies sedimentarias, que corresponden a los diferentes ambientes deposicionales internos de la llanura aluvial: depósitos de canal, de levée y crevasse splay, de overbank (e.g. Hoffmann, 2006; Houben, 2007; Erkens, 2009), y de depresión interdistributaria (Schulte et al., 2009), con el fin de establecer las propiedades físico-químicas distintivas de cada uno de ellos. Los resultados sugieren una vinculación entre el carácter textural y geoquímico de las distintas unidades, cuya estructura está definida por la clasificación granulométrica, la litología de las áreas fuente y los procesos postsedimentarios (Schulte et al., 2015). Una vez caracterizados los ambientes deposicionales, se estudian las tasas de agradación y el nivel de representatividad (cuantificación volumétrica) de cada uno de ellos en el conjunto de la llanura de inundación, con el fin de determinar la variabilidad espacial del proceso de agradación. La reconstrucción de alta resolución de la disposición de las facies permite expresar los resultados en términos de masa de material almacenado, por medio de la aplicación de coeficientes de densidad aparente (Brown et al., 2009). La tasa de agradación desciende longitudinalmente desde al ápice hacia el sector distal de la llanura deltaica; e indica también un descenso proporcional a la distancia del canal, que revela la mayor o menor interconexión de los ambientes deposicionales con los eventos de inundación. Ambos resultados apuntan a un crecimiento asimétrico de la llanura de inundación. Finalmente, se ha realizado un modelo 3D en SIG para calcular el volumen de material fluvial almacenado según ventanas temporales de 300 años, y detectar así las posibles tendencias temporales en la agradación de la llanura aluvial. Los resultados del modelo se analizan en relación a los factores externos que controlan el proceso de sedimentación en el delta de Hasli. Las pulsaciones de agradación muestran su vinculación a forzamientos climáticos (variabilidad de baja frecuencia) y/o antrópicos (cambios en los usos del suelo, acciones de gestión hidráulica), y la reorganización interna local del sistema. Desde el punto de vista metodológico, se considera que el enfoque, basado en la modelización cronoestratigráfica de facies sedimentarias, proporciona una explicación tanto de la componente espacial como de la componente temporal del proceso de acumulación fluvial en la llanura deltaica; y genera información válida para la gestión local de riesgos de inundación, en relación al problema de la agradación en llanuras de inundación y cursos fluviales., The Hasli delta (12 km long, 1 km wide), located in the Bernese Alps, has prograded on Lake Brienz during the last 16000 years, after the retreat of the Aare glacier at the end of the last glaciation. The deltas formed in Pleistocene glacial overdeepened valleys constitute highly effective sediment sinks, thus the study of sedimentary records in these formations, as well as the reconstruction of alluvial aggradation processes, provide information on river dynamics and environmental or human induced changes in alpine watersheds. This work performs a lithostratigraphycal reconstruction of the Hasli delta plain by analyzing four cross sections, wherein each is formed by more than 25 shallow boreholes (2 m deep) and two deep boreholes (variable depth up to 9 m). The chronological model of the cross sections is obtained by AMS 14C datings, together with information of paleofloods and channel migration compiled from historical sources (Schulte et al., 2015), which provides a precise chronostratigraphic interpretation of the most recent alluvial dynamics. The identification of different sedimentary facies associated with the fluvial architecture structures provides information on changes of vertical and lateral accretion processes (Houben, 2007). The location and geometry of buried channel-levee facies (gravel and coarse sand layers) indicate the past position of the Aare bed in the floodplain. Results show a significant mobility of the riverbed (following an oscillatory pattern) during the Late Holocene. Furthermore, fine sedimentary deposits and peat layers represent the existence of stable areas where floods have a low incidence. The analysis of texture (laser diffraction), geochemistry (XRF core scanner) and organic carbon content (LOI) is performed in different sedimentary facies that correspond to the distintc depositional environments of the floodplain, such as: channel, levee and crevasse splay, overbank (e.g. Hoffmann, 2006; Houben, 2007; Erkens, 2009), and interdistributary depressions (Schulte et al., 2009). This analysis allows the characterization of the physical and chemical properties of each facies. The results suggest a link between textural and geochemical properties of the different units, whose structure is defined by grain size sorting, lithology of source areas, and post sedimentary processes (Schulte et al., 2015). Once the depositional environments properties are established, their aggradation rates are analyzed, and a volumetric quantification is performed, in order to determine the spatial variability of the aggradation process derived from the different units. The high resolution reconstruction of the facies architecture also allows to estimate the stored material mass, by considering the bulk density coefficients of each unit (Brown et al., 2009). The analysis of aggradation rates shows a longitudinal decrease from the apex towards the distal section of the delta plain; and also indicates a proportional reduction with distance to the channel, which is related to the interconnection degree of depositional environments with flood events. Both results point to an asymmetrical growth of the floodplain. Finally, a GIS 3D model is executed in order to calculate the fluvial sediment storage, which is subdivided in 300-year time slices, thus contributing to identify temporal trends in floodplain aggradation. The results are analyzed in relation to external factors controlling sedimentation processes in the Haslital delta, and show the influence of climate and/or anthropogenic changes (land-use changes, hydraulic management), as well as the local internal system settings. From a methodological point of view, it is considered that the facies-based approach implemented in this work, based on the chronostratigraphical modeling of sedimentary units, provides an explanation of both the spatial and temporal components of delta plain sedimentary accumulation; and provides valid information for local flood risk management, concerning the problem of floodplain (and fluvial systems) aggradation

[cat] Durant l'última dècada, les activitats antropogèniques han doblat el nitrogen disponible, provocant nombrosos problemes ambientals. En un context de conca, els boscos de ribera tenen la capacitat de reduir els excessos de nitrogen que els hi arriben dels ecosistemes terrestres adjacents i, per tant, poden ser fonamentals per determinar la concentració de nitrogen al riu i l'exportació d'aquest nutrient aigües avall. L'objectiu d'aquesta tesi és analitzar la influència dels boscos de ribera sobre els recursos hídrics i la dinàmica del nitrogen en una conca mediterrània. Durant l'estudi, els sòls de ribera exhibiren unes taxes netes de mineralització i nitrificació clarament superiors als boscos de capçalera (alzinar i fageda), les quals foren atribuïdes als estocs de fullaraca i a l'alta humitat dels sòls riparians. A més, els sòls de ribera foren importants fonts de nitrat al riu, especialment quan les altes temperatures o les fortes precipitacions provocaren pics d'activitat microbiana que contribuïren > 25% en termes anuals. Hidrològicament parlant, la vegetació ripariana tingué un paper clau sobre els recursos hídrics de la conca, perquè regulà el cabal fluvial a diferents escales temporals, i promogué la pèrdua d'aigua del riu cap a la ribera en el fons de vall. Tanmateix, la ribera no retingué nitrogen durant el període de retenció hidràulica, així com tampoc durant la resta de l'any. Per contra, el baix cabal i les altes temperatures incentivaren la nitrificació a la llera del riu durant l'estiu. A més, durant la primavera, l'augment de llum previ al desenvolupament de la capçada de ribera afavorí la producció primària bruta en el riu, la qual provocà clares fluctuacions diàries en les concentracions de nitrat i reduí un 10% les exportacions d'aquest nutrient aigües avall. Conjuntament, els resultats d'aquesta tesi no només qüestionen la idea que les zones de ribera són filtres naturals de nitrogen en regions mediterrànies, sinó que manifesten la importància d'una visió integradora de tots els components del paisatge per tal per tal d'avançar en el nostre coneixement sobre la hidrologia i la biogeoquímica a escala de conca., [eng] Riparian areas are recognized to be natural filters of nitrogen (N) because they can substantially diminish the N delivery from terrestrial to aquatic ecosystems. However, understanding the influence of riparian zones on regulating N export from catchments is still challenging, mainly because stream water chemistry integrates biogeochemical processes co-occurring within upland, riparian, and fluvial ecosystems. The present dissertation aims to explore the influence of Mediterranean riparian zones on regulating both stream hydrology and catchment N exports, by combining empirical and modelling approaches at different temporal and spatial scales. Findings obtained from plot experiments show that the studied Mediterranean riparian soils acted as hot spots of soil microbial N supply within the catchment because they exhibited considerably higher net N mineralization (NNM) and net nitrification (NN) rates than upland oak and beech soils. This difference was attributed to larger stocks of N-rich leaf litter and permanent moist conditions in the riparian soils. Furthermore, soil microbial processes in the riparian site showed a distinct climatic sensitivity than in upland sites, which ultimately led to different temporal patterns of soil N cycling. Soil moisture was the major driver of NNM and NN in upland forests, while both temperature and precipitation shaped soil N dynamics in the riparian zone. Therefore, both upland and riparian soils exhibited pulses of NNM and NN following spring rewetting events, though summer temperatures only stimulate microbial activity at the riparian site. Riparian microbial pulses contributed > 25% to annual rates of NNM and NN; and coincided with increases in stream N loads. These results suggest that Mediterranean riparian soils may become important sources of nitrate (NO3-) to streams under future warming scenarios. Additionally, findings obtained from catchment-scale studies show that our Mediterranean riparian zone exerted a strong control on stream hydrology during the vegetative period. Riparian evapotranspiration (ET) influenced the temporal pattern of stream discharge and riparian groundwater elevation across daily and seasonal scales. Further, the influence of riparian ET on stream hydrology increased from headwaters to the valley bottom, where stream hydrological retention was prominent. Nonetheless, such stream hydrological retention wasn’t accompanied by a decrease in catchment N exports, likely because low flow conditions, relatively warm conditions, and large stocks of N-rich leaf litter within the streambed enhanced in-stream NO3- release in summer. Conversely, in-stream photoautotrophic NO3- uptake was the major controlling factor of stream N dynamics in spring, when high light inputs favored gross primary productivity (GPP) prior to riparian canopy closure. As it occurred for summer nitrification, the influence of GPP on stream N dynamics increased along the stream continuum. At the valley bottom, in-stream photoautotrophic activity drop midday stream N concentration by 13% and reduced catchment NO3 exports by 10%. Finally, during the dormant period, we found minimal evidences of either NO3 uptake or release in the riparian zone. Mass balance calculations at the whole-reach scale showed that both riparian groundwater inputs and in-stream processes contributed to longitudinal changes in stream NO3 concentrations, and thus, both sources of variation were necessary to understand stream water chemistry along the stream. Together, these results suggest that the high bioreactivity of streams ecosystems can influence stream N dynamics at the catchment scale, and even screen the potential buffer capacity of riparian zones as observed for this Mediterranean catchment. Overall, findings gathered in the present dissertation question the idea that Mediterranean riparian zones are efficient N buffers, and stress that an integrated view of upland, riparian, and stream ecosystems is essential for advancing our understanding of catchment hydrology and biogeochemistry.

[cat] Els rius són ecosistemes complexes i molt diversos. Dins la xarxa fluvial, les rius de capçalera (de 1er a 3er ordre) tenen una gran importància. Els rius de capçalera representen la major part de la longitud total, influencien l’estructura i el funcionament dels rius d’ordre més gran, generen la major part del cabal i donen suport a taxes altes de processament biogeoquímic, amb una alta taxa d’eliminació de nutrients. A més a més, contenen un gran diversitat d’hàbitats, tant dins dels rius com entre ells. De tota la conca, és la zona ripària la que té una més gran influència en l’estructura i el funcionament d’aquests rius. La caiguda de la vegetació i el lixiviat de les fullaraca són importants fonts d’energia per les xarxes tròfiques. Tota l’energia disponible pels consumidors prové dels productors primaris tant de dins com de fora del riu i les xarxes tròfiques estan sustentades per una complexa barreja de recursos al•lòctons i autòctons. En els rius de capçalera, els recursos basals al•lòctons són generalment més importants que les fonts d’energia autòctones. Tot i això, tant la quantitat com la qualitat dels recursos al•lòctons i autòctons influencies l’estructura i el funcionament d’aquests rius. La qualitat dels recursos determina el seu valor nutritiu potencial pels invertebrats que s’alimenten d’ells. La qualitat nutritiva de la matèria orgànica (MO) es pot ser avaluada mesurant la composició elemental o de biomolècules (contingut de polisacàrids, proteïnes i lípids). Els lípids són els components d’emmagatzematge d’energia més eficients, i dins dels lípids, els àcids grassos I els esterols inclouen molècules essencials pels consumidors. En un context de canvi global, els rius estan afectats de forma molt important per múltiples impactes antròpics directes i indirectes, tals com el canvi climàtics, els canvis d’usos del sòl i les alteracions dels cursos fluvials; els quals afecten la hidrologia i la disponibilitat de nutrients i llum, els quals al seu torn, afecten la quantitat i la qualitat dels recursos basals en els rius de capçalera. Dels múltiples factors ambientals afectats pel canvi global, aquest estudi es centra en els canvis en la hidrologia i la disponibilitat de llum i nutrients, en particular als rius de capçalera Mediterranis. Aquest estudi ha estat realitzat principalment a Fuirosos, un riu Mediterrani al nord-est de la Península Ibèrica, però també als canals artificials de Mayfly creek, a les muntanyes de la costa Pacífica de Canadà. En aquest estudi s’han utilitzat diversos mètodes, tal i com la mesura dels fluxos de MO particulada i dissolta, la composició elemental de la MO, l’addició de nutrients; el contingut de clorofil•la, la densitat bacteriana i les activitats enzimàtiques extracel•lulars del biofilm i la mesura de la qualitat bioquímica dels recursos basals (és a dir, els biofilms epilítics i epipsàmics, les fulles i la MO particulada i dissolta transportada). Hem demostrar que El Niño/Oscil•lació del Sud (ENOS) va afectar les aportacions ripàries al riu a través de teleconnexions que van alterar la precipitació mitjana (durant els períodes de El Niño, la precipitació mitjana anual era més baixa, provocant un augment de les aportacions ripàries, degut a l’estrès hídric dels arbres, mentre que durant els períodes de La Niña, la precipitació era més alta que en altres moments, portant a una disminució de les aportacions ripàries). Els períodes de sequera van causar una distribució bimodal de les aportacions ripàries anuals i van reduir la qualitat dels recursos basals, mentre que els episodis de sequera acumulats van provocar la disminució de les aportacions ripàries). Les avingudes van provocar la disminució de la MO bentònica, van augmentar la quantitat de MO transportada i van modificar la seva qualitat. L’addició de nutrients va portar a una disminució del contingut de carboni, i una disponibilitat més alta de llum va provocar una disminució del contingut de proteïnes dels recursos al•lòctons. La qualitat del biofilm era generalment més alta amb l’addició de nutrients quan la disponibilitat de llum era més alta. Considerem que la qualitat nutritiva dels recursos basals és un paràmetre complex. Tot i que la composició elemental i bioquímica poden estar relacionades en alguns casos, el coneixement d’aquesta última permet una millor comprensió dels mecanismes a través dels quals els canvis abiòtics afecten la qualitat dels recursos. Tot i això, la complexitat de mesurar la composició elemental, la composició bioquímica i els àcids grassos, augmenta gradualment. Així doncs, suggerim que la tria dels indicador de qualitat utilitzats dependrà de l’objectiu de l’estudi que es vulgui realitzar i en el balanç entre l’esforç d’anàlisi i la informació que es vol obtenir. Com que les xarxes tròfiques estan sustentades per una complexa barreja de recursos al•lòctons i autòctons, la quantitat i la qualitat d’aquests recursos són factors que limiten la producció secundària en el riu. Així doncs, els canvis observats en aquest estudi, afectaran probablement les xarxes tròfiques fluvials., [eng] Streams are complex and highly diverse ecosystems. Within the stream network, headwater streams (1st to 3rd order) are highly important. Headwaters represent most of the total length, influence the structure and functioning of higher order streams, generate most of the water flow and support higher rates of biogeochemical processing, with a higher rate of nutrient removal. Moreover, they offer high habitat diversity, both within and among streams. From all the drainage basin, it is the riparian zone which has the greatest influence in the structure and functioning of these streams. The in-fall of vegetation and leaching from plant litter are major sources of energy for stream food webs. All energy available to consumers originates from primary producers from either out- or in-stream and food webs are fuelled by a complex mixture of allochthonous and autochthonous resources. In headwaters, allochthonous basal resources are generally larger than autochthonous energy sources. However, both the quantity and quality of allochthonous and autochthonous resources influence the stream structure and functioning. Quality of resources determines their potential nutritional value for the invertebrates feeding on them. The nutritional quality of organic matter (OM) can be assessed by measuring the elemental or biomolecule composition (polysaccharide, protein and lipid content). Lipids are the most efficient energy-storing compounds, and within lipids, fatty acids and sterols include essential molecules for consumers. In a context of global change, streams are highly affected by multiple direct and indirect anthropic impacts, such as climate change, land use changes and water course alterations, affecting hydrology and nutrient and light availability, which in turn affect the quality and quantity of basal resources. The aim of this thesis was to determine how environmental factors influence the quantity and quality (biochemical composition) of basal resources in headwater streams. Of the multiple environmental factors affected by global change, the present study focused on changes in hydrology and nutrient and light availability, with particular reference to headwater Mediterranean streams. This study has been mainly performed in Fuirosos, a Mediterranean stream in the northeast of the Iberian Peninsula, but also in the Mayfly creek artificial channels, in the Pacific Coast Mountains of Canada. Several methods were used, such as the measure of particulate and dissolved OM fluxes, elemental composition of OM, nutrient addition; chlorophyll content, bacterial density and extracellular enzymatic activities of biofilms, and the measurement of the biochemical quality of the basal resources. (i.e., epilithic and epipsammic biofilms, leaves and, transported particulate and dissolved OM). We have demonstrated that the El Niño Southern Oscillation (ENSO) affected riparian inputs to the stream through teleconnections that alter average precipitation (during El Niño periods, average annual precipitation was lower than in other periods, causing higher riparian inputs, due to the hydric stress of riparian trees while, during La Niña periods, precipitation was higher than at other times, leading to decreased riparian inputs). Drought periods caused a bimodal distribution of annual riparian inputs and reduced the quality of basal resources, whereas accumulated drought events diminished the riparian inputs. Floods decreased the benthic OM, increased the amount of transported OM and modified its quality. The addition of nutrients led to a decrease in carbon content, and higher light availability led to a decrease in protein content of allochthonous resources. Biofilm quality was generally higher with the addition of nutrients when light availability was higher. We consider that the nutritional quality of basal resources is a complex parameter. Whilst elemental and biochemical composition can sometimes be related, knowledge on the latter enables a better understanding of the mechanism by which abiotic changes affect the quality of resources. However, the complexity of measuring elemental composition, biochemical composition and fatty acid composition gradually increases. Hence, we suggest that the choice of the indicators of quality used would depend on the goal of the study that want to be performed and on the trade-off between analysis effort and information that wants to be obtained. Because food webs are fuelled by a complex mixture of allochthonous and autochthonous resources, the quantity and quality of these resources are limiting factors for stream secondary production. Hence, the changes observed in this study, will probably affect stream food webs.

Aquest article tracta de les rieres situades entre Portbou i el Port de la Selva que estan sotmeses al risc d’inundació. Són rieres on es produeixen inundacions que causen danys i pèrdues econòmiques en béns públics i privats. S’han caracteritzat, diferenciat i delimitat zones amb més o menys perill d’inundació o inundabilitat. Aquesta zonació s’ha plasmat en una sèrie de mapes d’inundabilitat a escala 1:3000. Es distingeixen tres tipus d’inundabilitat o perillositat: alta, mitjana i zones protegides. En el cas particular de la riera de Portbou, s’afegeix la inundabilitat baixa associada a la presència d’un embassament. La majoria de zones tenen perillositat mitjana. Per establir les freqüències amb les quals es produeixen les inundacions han estat molt útils les informacions d’inundacions anteriors (testimonis personals, fotos, vídeos, etc.). Seria molt necessari enregistrar les properes inundacions i arxivar-ne els documents. Per aquest motiu, en aquest treball, demanem que tothom que disposi d’informació referent al tema la faci arribar a l’IEE (fitxa Annex 1)., This paper deals with the streams located between Portbou and Port de la Selva and that are subject to flood risk. They are streams where flooding is occurring and causing damage and economic losses to public and private property losses. Areas with more or less danger of flooding have been characterized, differentiated and mapped. This zoning has resulted in a series of flood hazard maps at scale 1:3000. There are three types of flood hazard: high, medium and protected areas. In the particular case of Portbou added low degree of danger due to the existence of a reservoir. To determine flood frequencies information on previous floods (personal testimonies, photos, videos, etc.) have been very useful. It would be necessary to record the floods that will happen in future and archive these documents. For this reason, in this work we ask to the people who dispose of flood information of this region, to send it to IEE (file appendix 1).

La erosión del suelo es la separación del material superficial por la acción del viento ( eólica) o del agua ( hídrica) de la masa de material en la que se encuentra. Actualmente existen viviendas y núcleos urbanos bajo cuencas naturales. Esto ha ocasionado que gran cantidad de material sólido erosionado a causa de la fuerza del agua llegue a las redes de alcantar illado generando problemas de acumulación y pérdida de capacidad de desagüe, en lugar de llegar a los cauces naturales como lo hacía antes. Una de estas cuencas periurbanas es la cuenca AVIAR , que tiene menos de un kilómetro cuadrado y se encuentra en la Comú d’Encamp(Andorra). Esta cuenca es el caso de estudio del presente proyecto. El desarrollo de los modelos de erosión tiene como objetivo facilitar la estimación del material sólido erosionado y diseñar así las posibles medidas de protección para evitar la pérdida de suelo. Se distinguen dos grandes grupos de modelos de erosión, los modelos empíricos y los modelos de base física . Como modelos empíricos se ha descrito el modelo USLE ( Universal Soil Loss Equation ), que expresa el promedio de las pérdidas anuales de suelo a largo plazo . Además, se han descrito las formulaciones que surgieron a partir de ésta, la RUSLE (USLE Revisada), que aporta nuevas metodologías de cálculo; y la MUSLE (USLE Modificada), que permite obtener el volumen de sedimentos en un determinado ev ento . Se han des crito varios modelos de base física según sus caracter ísticas, si bien , el presente estudio se centra en el cálculo de sedimentos mediante KINEROS 2, modelo en base SIG semidistribuido y de dominio público utilizado para este extremo. Se ha discretizado el modelo en subcuencas de t amaño reducido y se ha comparado los resultados obtenidos con los d el modelo ya validado de Zambrano et al. 2014, aplicado previamente en la misma cuenca objeto de estudio. Se ha calculado el volumen de material sólido producido e n la cuenca AVIAR durante el año 2012 con todos los modelos empíricos descritos y se han comparado con la suma de los sedimentos estimados por KINEROS 2 a lo largo de todos los eventos del año. Los resultados obtenidos dan una idea del orden de magnitud de l material sólido erosionado anualmente, que en este caso se encuentra entre 20 y 30 toneladas por hectárea y año. Se hubieran podido ajustar más los resultados si se hubiera contado con datos medidos a la salida de la cuenca calibrando apropiadamente KINE ROS 2

[ES] El agua y el suelo son recursos naturales imprescindibles para el desarrollo y mantenimiento de los ecosistemas. Las cuencas hidrográficas son unidades de gestión, en las que el objetivo del ordenamiento y manejo de las mismas es evitar la erosión del suelo, controlar la pérdida de vegetación y regular el ciclo hidrológico, protegiendo los recursos naturales y el desarrollo sostenible. El presente trabajo analiza y compara tres metodologías de ordenación de cuencas: la ordenación según la Ecuación Universal de Pérdidas de Suelo (USLE), la ordenación basada en los criterios de Mintegui (UPM) y finalmente la metodología de ordenación con criterios de sostenibilidad (MOCS). Las anteriores metodologías fueron aplicadas a la cuenca de La Paz de 1222 km2 en Baja California Sur, México. Se ha descrito y caracterizado la cuenca de estudio y se han aplicado las metodologías de ordenación, cada una desarrollada de acuerdo a las necesidades de información y procedimientos requeridos para cada caso, obteniendo como resultado los usos más adecuados del territorio según zonas y superficies, y los mapas temáticos de actividades que han sido propuestos para la ordenación de la cuenca, de los que se han obtenido los valores de superficies de actuación de acuerdo a las diferentes propuestas. Se han comparado los resultados cuantitativos mediante el análisis de coincidencia superficial de actividades de ordenación entre cada metodología (Índice Kappa). Se ha elaborado un análisis DAFO de las metodologías aplicadas. De los trabajos realizados y comparación de las metodologías, se han obtenido una serie de conclusiones que aportan futuras líneas de investigación en el ámbito de la ordenación de cuencas., [EN] Water and soil are natural resources essential to the development and maintenance of ecosystems. Watersheds are management units in which the objective of the regulation and management of these is to prevent soil erosion, loss of vegetation control and regulate the water cycle, protecting natural resources and sustainable development. This work analyzes and compares three methods of watershed management: management according to Equation Universal Soil Loss (USLE), the ranking based on criteria Mintegui (UPM) and finally the management methodology based on sustainability criteria (MOCS) These methodologies were applied to the basin of 1222 km2 La Paz in Baja California Sur, Mexico. Described and characterized the study basin and applied management methodologies, each developed according to the needs of information and procedures required for each case, resulting in the most appropriate uses of the territory as areas and surfaces, and thematic maps of activities that have been proposed for the management of the basin, of which we have obtained the values of areas of activity according to the different proposals. We compared the quantitative results by analyzing surface matching management activities between each methodology (Kappa index). It has developed a SWOT analysis of the methodologies applied. Of the work done and comparison of methodologies, have been a number of conclusions that provide future research in the field of watershed management., [CA] L'aigua i el sòl són recursos naturals imprescindibles per al desenvolupament i manteniment dels ecosistemes. Les conques hidrogràfiques són unitats de gestió, en les que l'objectiu de l'ordenació i maneig de les mateixes és evitar l'erosió del sòl, controlar la pèrdua de vegetació i regular el cicle hidrològic, protegint els recursos naturals i el desenvolupament sostenible. El present treball analitza i compara tres metodologies d'ordenació de conques: l'ordenació segons l'Equació Universal de Pèrdues de Sòl (USLE), l'ordenació basada en els criteris de Mintegui (UPM) i finalment la metodologia d'ordenació amb criteris de sostenibilitat (MOCS). Les anteriors metodologies van ser aplicades a la conca de La Paz de 1222 km2 en Baixa Califòrnia Sud, Mèxic. S'ha descrit i caracteritzat la conca d'estudi i s'han aplicat les metodologies d'ordenació, cada una desenvolupada d'acord amb les necessitats d'informació i procediments requerits per a cada cas, obtenint com resultat els usos més adequats del territori segons zones i superfícies, i els mapes temàtics d'activitats que han sigut proposats per a l'ordenació de la conca, dels que s'han obtingut els valors de superfícies d'actuació d'acord amb les diferents propostes. S'han comparat els resultats quantitatius per mitjà de l'anàlisi de coincidència superficial d'activitats d'ordenació entre cada metodologia (Índex Kappa). S'ha elaborat una anàlisi DAFO de les metodologies aplicades dels treballs realitzats i comparació de les metodologies, s'han obtingut una sèrie de conclusions que aporten futures línies d'investigació en l'àmbit de l'ordenació de conques.

[cat] Els treballs d’aquesta tesi es centren geogràficament en el sector del NE de Catalunya, i concretament entre el cap de Creus i la frontera amb França. Es tracta d’una zona amb conques torrencials petites però en les que s’originen inundacions amb una certa freqüència i sovint amb danys importants. Comprèn 11 conques distribuïdes en els termes municipals de Portbou, Colera, Llançà, la Selva de Mar i el Port de la Selva. Les conques presenten unes diferències entre si, però també moltes similituds, ja que es troben en una àrea amb pluges abundants en períodes curts de precipitació. Tenen també un pendent del perfil longitudinal molt brusc, amb els cims de capçalera al voltant dels 600 m. En conseqüència s’originen avingudes sobtades o rierades (flash flood). Geològicament es tracta d’una àrea bastant homogènia, en la que la major part del territori correspon a esquistos i pissarres paleozoïques (cambroordovicianes). Hi ha un petit retall granític en el sector meridional del tram mig de la conca de Llançà. Al fons de les valls els sediments al·luvials han originat les formes recents de tipus terrassa, que aporten informació al respecte de la dinàmica hídrica dels torrents. Hi ha zones recobertes per materials antròpics de recent aportació amb diferents finalitats. Les finalitats es van basar en la cerca del coneixement de la dinàmica dels torrents, de cara a la identificació i determinació de les zones vulnerables als perills d’inundació. Dins d’aquest marc es buscava determinar la freqüència i la magnitud de les inundacions, correlacionant-les amb les característiques geomorfològiques i antròpiques del sistema fluvial. Posteriorment els objectius es van ampliar amb l’anàlisi de la incertesa ja que aparegué aquest problema, de manera general en temàtiques del medi natural i també en la mateixa zona d’estudi. Així es va plantejar determinar el perquè es produeixen aquestes incerteses (aleatòria i epistèmica) i posteriorment mirar de reduir-les. D’aquí va sorgir la necessitat d’innovar i millorar la metodologia d’identificació i cartografia de zones inundables. També es va abordar el problema del canvi climàtic. Com a base del treball es va escollir el “Mètode geomorfològic integrat d’identificació i cartografia de zones inundables” o “Mètode geomorfològic integrat”. Els primers passos de la recerca van ser l’elaboració de la cartografia geomorfològica integrada, de la qual se n’ha derivat la cartografia d’inundabilitat de cada conca. Aquestes cartografies han estat informatitzades mitjançant el programa ArcGIS, i es presenten, a escala 1:3000, en el Volum 2 d’aquest treball, i classificats per conques, començant pel N (la frontera) i acabant pel SE (cap de Creus). Els treballs de camp han estat complementats amb la recollida de dades històriques referents a esdeveniments succeïts en el passat. Amb l’aplicació del Mètode geomorfològic integrat, i a rel de l’aparició de la incertesa abans descrita, es va anar a buscar innovacions i a plantejar la problemàtica de manca de dades prou generals mitjançant l’anàlisi de tipus multiconca-multifunció. Amb el “Mètode geomorfològic integrat” es van identificar, cartografiar i analitzar els elements indicadors de zones inundables, especialment les terrasses, de les quals, en totes les conques, se'n van diferenciar dues: la T0 o llera i la T1 o superior. Les incerteses que aparegueren en l’anàlisi es centraven especialment en els càlculs dels cabals dels torrents en moments punta, però també en les determinacions dels períodes de retorn Tr de les inundacions. Les incerteses es donen, essencialment, a causa de: a) la insuficiència de dades que permetin els càlculs dels cabals i les distorsions derivades de la seva aplicació; b) la insuficiència de dades pluviomètriques; c) la insuficiència de dades en el registre històric; d) la desigualtat en la distribució de la població; e) la imperfecta predicció dels episodis d’inundació a causa de la mida de les conques; i f) la rapidesa i variabilitat de la resposta hidrològica, que fan que el temps d’actuació davant la crescuda sigui molt reduït. Pel que fa a les tipologies de zones inundables, s’ha estudiat les normatives d’àmbit europeu, estatal i autonòmic, amb la finalitat d’aplicar-les a la zona d’estudi. Aparegueren problemes d’aplicabilitat, ja que es basen en el funcionament de grans rius. Els resultats de les conques extenses i de crescuda relativament lenta no encaixaven amb els de les conques petites que tenen avingudes brusques de tipus “flash flood”. Tampoc coincidien en els períodes de retorn ni amb les zonificacions de “Zona Fluvial”, “Sistema hídric” i “Zona Inundable”. És a partir de la cartografia geomorfològica integrada i de tota la resta d’informacions que s’ha arribat a establir una classificació qualitativa de la inundabilitat: alta, mitja i baixa. És la classificació que queda recollida en la cartografia d’inundabilitat, complementada amb altres elements d’interès que hi van relacionats (zona protegida, línies de circulació preferent, punts crítics, etc.). En relació al canvi climàtic s’han buscat referències per poder preveure comportaments en futurs escenaris. S’ha buscat indrets amb possibilitats d’estudiar registres sedimentaris de materials granulomètricament fins i de naturalesa orgànica que permetessin datacions. L’anàlisi multiconca-multifunció, s’ha basat en dos aspectes principals: la magnitud de les precipitacions, i les dades històriques dels efectes de les inundacions. Ha permès la quantificació de les freqüències d’inundació, prenent els períodes dels quals es disposa de més informacions i que són més representatives. S’ha obtingut un promedi de 3 anys de temps de separació entre inundacions o període de retorn. El concepte d’inundació es considera, aquí, que les aigües desbordin de la llera del torrent ocupada per la terrassa inferior T0, i passin a ocupar l’àrea de la terrassa superior T1. En aquest concepte no es té en consideració el gruix d’aigua desbordada ni la magnitud dels efectes ni dels danys ocasionats. De tot el conjunt de treballs, ha sigut possible la formulació de conclusions referents a: - les possibilitats de zonificació de les àrees inundables, - la reducció dels factors d’incertesa característics de les conques - la introducció de millores en el Mètode geomorfològic integrat d’identificació i la cartografia de les zones inundables - la determinació de la freqüència de les inundacions mitjançant l’anàlisi multiconca-multifunció, basat en dos aspectes principals: la magnitud de les precipitacions, i les dades històriques dels efectes de les inundacions Nota: L’estructura d’aquest treball de tesi doctoral desglossa les dades en dos volums. El primer volum comprèn la totalitat dels textos, i el segon només la cartografia: la geomorfològica integrada i la d’inundabilitat, classificades per conques i amb les corresponents llegendes de simbologies gràfiques., [eng] The study area is located in NE Catalonia, Spain, between Cap de Creus and the border with France. The area consists of eleven small basins distributed over the municipalities of Portbou, Colera, Llançà, La Selva de Mar and El Port de la Selva. These basins are prone to devastating flash floods and display differences as well as similarities given that the area is characterised by high intensity short duration rainstorms. The slope of the longitudinal profile of the basins is abrupt and the watershed attains approximately 600 m. Geologically, the area is homogeneous, consisting of palaeozoic schists and slates (cambro ordovician). A small part of the southern sector of the middle of the Llança basin is composed of granite. Recent alluvial terraces are located at the bottom of the valleys and provide valuable insights into stream dynamics. Parts of the study area are covered with diverse materials as a result of human intervention. The aim of the thesis is to improve our understanding of stream dynamics in order to identify the areas that are prone to flood hazards. An attempt was made to determine the frequency and magnitude of floods by correlating them with the geomorphological and anthropogenic characteristics of the fluvial system. Subsequent aims arose given the special characteristics of the study area, which required an analysis of uncertainty (random and epistemic). Special emphasis was placed on innovating and improving the methodology of identification and mapping of flood prone areas. Climate change was also addressed. The “Integrated geomorphological method of identification and mapping of flood hazard areas” or “Integrated geomorphological method” was used. The study consists of two parts. The first part of the study is focused on the integrated geomorphological mapping and the second part is devoted to flood hazards from which the flood hazard map for each basin was derived. These maps were computerized using ArcGis software and are at 1:3000 scale. The basins from the N (the border with France) to the E (Cap de Creus) are classified in volume 2 of the thesis. Field work was complemented by historical data of past events. The multibasin-multifunction analysis was performed to address the uncertainties that resulted from using the integrated geomorphological method. The Integrated geomorphological method enabled us to identify, map and analyse all the features providing evidence of flood prone areas especially fluvial terraces of which two were differentiated in each basin: T0 or lower terrace and T1 or upper terrace. The uncertainties of analysis affected the calculation of peak discharges and the determinations of flood frequency. These uncertainties were attributed to a) paucity of data which resulted in distortions or in the impossibility of discharge calculations, b) scarcity of rainfall data, c) insufficient historical records, d) irregular distribution of population in the basins, e) inaccurate prediction of floods because the size of the basins and f) speed and variability of the hydrological response, which considerably reduces the time for action before the flood. European, national and regional norms and zoning were studied in an effort to make a hazard classification of the flood prone areas. Problems of applicability arose because the norms are based on dynamics of large rivers. The results of the large rivers with relatively slow floods were not consistent with those of small basins that generate flash floods. These results did not coincide with those of return periods nor with the regional zoning of “Zona fluvial”, Sistema hídric” and Zona inundable” in Catalonia. The integrated geomorphological mapping together with all other data enabled us to classify qualitatively flood hazards into: high, medium and low. This classification is presented in the flood hazard mapping and is complemented by other related information (protected zone, preferential flow lines, critical points, etc.). Climate data that could predict future scenarios were obtained. It was not possible to find sedimentary records of fine grained organic sediments to enable dating. The multibasin-multifunction analysis was based on two sets of data: the magnitude of rainfall associated with flooding and historical data of floods. This enabled us to quantify the frequency of flooding by selecting the periods with more data and those that were more representative. A gap of 3 years between flooding or return period was obtained. The concept of flooding considered in the study is as follows: water overflows the lower terrace (T0) and occupies the area of the upper terrace (T1). This concept considers neither the magnitude of overflow nor the damage caused. In the light of our findings, the following conclusions may be drawn: - possibility of zoning flood prone areas - reduction of uncertainty that is characteristic of these basins - improvement in the Integrated geomorphological method of identification and mapping of flood hazard areas - determination of flood frequency by multibasin-multifunction analysis based on two main data: magnitude of rainfall and historical data (effects of floods). NB This doctoral thesis consists of 2 volumes. The first contains the text and the second includes the maps (integrated geomorphological maps and flood hazard maps) classified by basins, and the corresponding legends.

La propuesta que se presenta muestra el diseño de una red conceptual multinivel para determinar la sostenibilidad de un sistema socio-ecológico. Tal diseño pasa por establecer diferentes niveles conceptuales para determinar la sostenibilidad. Los niveles del constructo son las disciplinas, los conceptos e hipótesis y los observables. Cada disciplina, relacionada con el objeto de estudio, aporta conceptos e hipótesis sobre el sistema observado. Una determinada disciplina ordena y genera el modo como podemos observar la realidad. Los observables, bien sean cualitativos o cuantitativos, permiten determinar el grado en que una categoría o un concepto se realiza en el sistema que se observa. El trabajo se ilustra con el estudio del impacto del mercurio proveniente de la minería artesanal en la cuenca baja del río Caroní. The paper presented shows the design of a multilevel conceptual network to determine the sustainability of societal-ecological system. Such design establishes different conceptual levels to determine the sustainability. These levels are the disciplines, the concepts and hypothesis and the observables. Each discipline related with the system studied contributes with concepts and hypothesis about the observed system. Observables whether qualitative or quantitative allows us to de-termine and observe the reality in order to quantify the sustainability. This work is illustrated by studying the impact of mercury from artisanal mining in the Caroni River downstream.

This study analyses the infl uence of two diff erent land uses on the hydrology of the Vernegà experimental basin between the years 2005 and 2009. It is located in the Northeast of the Iberian Peninsula and is infl uenced by a Mediterranean climate, with an average annual rainfall of 646 mm. The study of rainfall distributi on in the 1982 to 2009 period shows that the majority occurs during autumn, winter, and spring representi ng 33.2%, 25.5%, and 25.7% respecti vely of the total annual rainfall. Surface runoff is concentrated from October to June. Between 2005 and 2009, total runoff was 242.38 mm at the"Bosc" gauging stati on, which drains an area of 1.60 km2, and 298.54 mm at the"Campàs" gauging stati on, which drains an area of 2.57 km2 and is located at the outlet of the basin. More than 80% of the total surface runoff yielded during the study period corresponds to the 2005-2006 hydrologic year. Finally, Campàs gauging stati on registers a higher total runoff than Bosc gauging stati on. Part of this phenomenon may be due to the intercepti on of rainfall and plant biomass in the forested area of the basin. In relati on to the sediment yield, an overall increase in the two basins has been detected. Recent forest management practi ces undertaken in the catchment area are considered to be one of the most important reasons for this change.

Hoy en día, la gran mayoría de los estudios hidrológicos e hidráulicos de cuencas urbanas se realiza asumiendo que la escorrentía generada en superficie se introduce en la red de colectores en los puntos más próximos pertenecientes a dicha red para cada zona y, a partir de aquí, se realiza el cálculo hidráulico de los conductos. En ellos, generalmente, no se consideran en detalle las interacciones entre lo que sucede en superficie y lo que pasa en la red subterránea. Así, como ejemplo simplificativo, no se evalúa el flujo en calles y las transferencias de caudal que pueden darse: entradas a la red de alcantarillado vía sumideros o salidas de la misma cuando entra en carga y, consecuentemente, se produce retorno de agua al exterior. En esta tesina se propone elegir una cuenca urbana de la que se dispone de buena información, la cuenca de La Riereta en el municipio de Sant Boi de Llobregat, y realizar un estudio de flujos considerando el comportamiento conjunto de la red de alcantarillado y la red de calles existente en superficie. El modelo así descrito se conoce como drenaje dual urbano. Para su estudio se procederá a la elaboración de dos modelos hidrológico-hidráulicos mediante el software EPA-SWMM 5.0: un primer modelo siguiendo los principios del drenaje dual y otro basado en las teorías clásicas. Los resultados obtenidos a partir del modelo dual permitirán estudiar el comportamiento del flujo en ambas redes del sistema, las calles y los colectores, así como realizar un análisis comparativo entre estos resultados y los obtenidos a partir de una segunda modelización de la cuenca de La Riereta siguiendo las metodologías clásicas para el estudio de cuencas urbanas, es decir, ignorando el comportamiento del flujo en superficie. Se mostrará especial interés en evaluar las ventajas e inconvenientes del uso de un modelo que requiere un alto nivel de detalle y, consecuentemente, supone un incremento del tiempo de trabajo para su elaboración frente los modelos tradicionales, mucho más simples y sencillos de elaborar. De esta manera se valorará la conveniencia o no de invertir más tiempo y recursos para modelar las cuencas siguiendo los principios del drenaje dual.

En este trabajo se propone el concepto de capacidad generativa de una cultura como una categoría que articula la sostenibilidad y la satisfacción de necesidades de un pueblo. Se describe la capacidad generativa de los pobladores de la cuenca del Río Caura. Se analizan las amenazas que afectan la capacidad generativa y la sostenibilidad de este sistema socio-ecológico ubicado en la Guayana venezolana. In this work it is suggested the concept of a culture’s generative capacity as a category that articulates the sustainability and the satisfaction of people’s needs. It is described the inhabitants’ generative capacity from the Caura River basin. Are analyzed the threats that affect the generative capacity and the sustainability from this social-ecological system in Venezuela’s Guiana.

Tesis del Departament de Química Analítica de la Universitat de Barcelona.-- Fecha de defensa 29-05-2009., [CAT] L’Ebre és un típic riu mediterrani caracteritzat per canvis estacionals en la corrent i efectes extrems en el seu flux. En aquesta conca les activitats agrícoles i industrials així com les concentracions urbanes són la causa de considerables problemes de contaminació des de fa molts anys. L’agricultura basada en la vinya i l’arròs (al delta) i l’ambli ús de pesticides són la font principal de contaminació a la part baixa de la conca de l’Ebre. Durant els anys 60 i 70 els pesticides organoclorats es van utilitzar àmpliament en aquesta regió, fins que el seu ús va ser prohibit el 1976. Malgrat això, avui en dia encara es detecten elevats nivells d’insecticides organoclorats així com d’altres compostos d’origen industrial., Per a poder fer una avaluació de la contaminació present en aquesta conca, el riu Ebre es va incloure en el projecte europeu AquaTerra. En el context d’aquest projecte es va realitzar una monitorització de diversos contaminants durant 3 anys al riu Ebre i alguns dels seus afluents. Els compostos prioritaris mesurats en les sis campanyes realitzades, tant en aigua com en sediments, estan inclosos a la Directiva 2006/11/CE, que aboleix les Directives 76/464/CE i 2455/2001/EC i inclou 23 compostos organoclorats, 16 hidrocarburs aromàtics policíclics (PAHs), diversos pesticides i 2 alquilfenols (APs)., Els compostos detectats més freqüentment van ser els PAHs, els DDTs, hexaclorobenzè i especialment els APs, que es van trobar a la major part de les mostres analitzades i a concentracions molt elevades en alguns punts. El conjunt de les dades va reflectir una distribució generalitzada dels compostos orgànics a tota la conca, com a resultat de la influència antropogènica, així com una contaminació més elevada a les rodalies de les gran ciutats, on es concentra l’activitat industrial., D’entre els resultats obtinguts d’aquest estudi, el grup dels alquilfenols (nonilfenol i octilfenol) va ser el detectat més freqüentment, pràcticament al 100 % dels punts de presa de mostra, i a unes concentracions més elevades, tant en aigua com en sediments. En base als resultats obtinguts i al fet que són compostos emergents, el grup dels APs es va seleccionar per a la realització d’un estudi més complet que donés informació sobre el seu comportament al medi. Aquest estudi va consistir en la investigació de les isotermes d’adsorció de: a) nonilfenol en diversos sediments provinents de la conca hidrogràfica del riu Ebre i en altres dos materials (lignit i torba), tots ells amb diferent contingut de carboni orgànic total (TOC), per a estudiar la influència d’aquest paràmetre en els comportament del nonilfenol pel que fa a l’adsorció i b) octilfenol i nonilfenol, tant per separat com conjuntament, i l’extensió de la isoterma per al nonilfenol a concentracions baixes, properes a les que es poden trobar d’aquest compost al medi. Així mateix els mateixos compostos es van utilitzar per a un estudi de la seva degradació sota diferents condicions, obtingudes per la combinació de dos graus de llum i dos de concentració d’oxigen. L’experiment de degradació es va portar a terme sota condicions ambientals durant 70 dies provant de reproduir les condicions naturals que es donen en un riu., [EN] The work presented here shows the most recent results on monitoring campaigns for contaminants relevant to the soil-water-sediment system in the Ebro River basin. The Ebro is a typical mediterranean river system that is characterised by seasonal low flows during summer and occasional extreme flush events during winter. Prominent agricultural and industrial activity throughout the basin caused considerable contamination problems since many years., Six monitoring campaigns for surveillance monitoring were completed at 24 sampling stations. At these points surface water and sediment samples were collected. Priority compounds measured are mainly listed in the Directives 2006/11/CE. These are a follow-up of the recently abolished directive 76/464/CE and 2455/2001/EC and comprise 23 organochlorine compounds (OC), 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), 2 alkylphenols (APs) and various pesticides., As a result of this monitoring, it has been possible to detect main persistent pollutants in river samples and determine point source pollution spots. Most samples contained traces of organic compounds, reflecting the anthropogenic input from human activities. These organic compounds were detected at high levels. The most frequently detected compounds were PAHs, APs, DDT and Hexachlorobenzene in sediments and soils and APs, Triazines, some Organophosphorus and Chloroacetanilides in surface water., APs were selected as target compounds for a deeper study on their behaviour in the environment. These compounds were chosen because of their presence in water and sediments at very high concentrations and their consideration as endocrine disruptors. The study comprises two different experiments: a) sorption isotherms and b) degradation experiments. The sorption experiment consisted on the investigation of sorption isotherms for NP, using sediments with different amount of total organic carbon to know the influence of this parameter in the sorption process. Also the extension of NP isotherm to similar values than the ones found in the environment was evaluated as well as the simultaneous study of NP and OP to elucidate their competition. Degradation experiments were performed at four different conditions combining two degrees of light and two of oxygen concentration. The experiment was carried out at environmental conditions during 70 days trying to reproduce the natural conditions in the river system.

DE LA TESI:Es realitza l'estudi dels efectes d'un incendi forestal sobre la fisicoquímica, l'hàbitat i les comunitats biològiques d'una riera mediterrània, riera de Gallifa, i la seva comparació amb una riera semblant sense cremar, riera de Mura, durant cinc anys després del foc. Es disposava de cinc anys de dades fisicoquímiques i biològiques (macroinvertebrats i diatomees) anteriors a la perturbació. Es va planificar un mostreig mensual durant dos anys i es van afegir tres anys de dades disponibles de la xarxa Ecostrimed (www.diba.es/parcsn/qualitatrius). L'incendi forestal del 84% de la conca de Gallifa i les pluges posteriors van deteriorar la qualitat fisicoquímica de l'aigua, van homogeneïtzar l'hàbitat fluvial i van eliminar la comunitat de macroinvertebrats aquàtics de la riera. Després d'un breu període d'anòxia, les pluges van arrossegar riu avall gran part de la matèria orgànica, sals, nutrients i sediments fins acumulats que provenien de la conca cremada. Els traçadors d'aromaticitat com l'a300 i el quocient f450:f500 van ser útils per indicar de forma ràpida la deteriorització sobtada de la qualitat de l'aigua després de l'incendi. Durant el primer any van continuar entrant a la riera sòlids en suspensió, nitrats, sulfats i compostos aromàtics (HAP entre d'altres) associats amb les pluges. Tanmateix en només 250 dies es va recuperar l'heterogeneïtat de l'hàbitat i el bosc de ribera es va revegetar. Dos anys després de l'incendi, la fisicoquímica estava més influenciada per les condicions de sequera que per l'efecte de l'incendi, encara que es continuava detectant una entrada inusual de sals i compostos aromàtics que modificaven les propietats òptiques de l'aigua. En contra de l'esperat, els tractaments de l'experiment d'incubació que contenien material cremat van conferir menys canvis a l'aigua que els tractaments sense cremar. De forma que previsiblement l'impacte més important del foc sigui l'increment de la taxa d'entrada de materials de tot tipus (orgànics, inorgànics, calcinats, etc.) a causa de l'erosió. La qualitat de l'aigua mesurada mitjançant els indicadors biològics es va recuperar en menys d'un any. La sensibilitat inicial de la comunitat de diatomees a la pertorbació va ser més baixa que la de macroinvertebrats, però després de detectar-la, les diatomees van tornar a indicar la millor categoria de qualitat de l'aigua en només sis mesos mentre que els macroinvertebrats van trigar-ne nou.La recolonització de macroinvertebrats de totes les estratègies tròfiques es va assolir en els primers 100 dies després del foc, i en el segon any ja no es van observar diferències entre la riera pertorbada i la riera control per cap estratègia tròfica. Els recol·lectors es van associar amb les condicions del primer any i els filtradors amb les del segon. Les dominàncies inicials elevades dels primers mesos de la successió secundària es van relacionar amb les famílies de macroinvertebrats més resilients i més persistents (pioneres) caracteritzades per una elevada capacitat de dispersió. En el primer any, tot i l'elevat recanvi de famílies per part de les resilients menys persistents i les resilients no persistents, la riquesa taxonòmica de la riera de Gallifa es va recuperar respecte els valors de referència a causa de la colonització de les famílies resilients i persistents i de les famílies temporalment afavorides.L'estructura de la comunitat de macroinvertebrats no es va reestablir fins el quart any quan van detectar-se les famílies poc resilients i van disminuir les famílies temporalment afavorides. La celeritat en la recuperació de la comunitat de macroinvertebrats d'aquesta riera mediterrània es pot atribuir tant al ràpid restabliment de les condicions ambientals com a l'adaptació d'aquests organismes a als períodes estacionals i seqüencials d'avingudes i sequeres (pertorbacions naturals) a que estan sotmesos al llarg de l'any.

En aquesta tesi doctoral es proposa la integració de metodologies de tipus quimiomètric i determinista per a l'avaluació la qualitat ambiental d'una conca hidrogràfica. Amb aquesta integració es busca ampliar el coneixement sobre la distribució espacial i temporal de les principals fonts de contaminació que existeixen dins de l'àmbit d'una determinada conca. Les fonts de contaminació poden ser identificades mitjançant mètodes quimiomètrics i de l'estadística multivariant. En concret, en aquesta tesi s'ha posat especial èmfasi en l'aplicació de dos mètodes diferents: l'Anàlisi de Components Principals (PCA) i la Resolució Multivariant de Corbes per Mínims Quadrats Alternats (MCR-ALS). Mentre que PCA és un mètode àmpliament utilitzat en l'anàlisi exploratòria de dades, l'aplicació d' MCR-ALS per a l'estudi de taules de dades ambientals és més incipient. En aquest treball es realitza la validació d'MCR-ALS per a l'estudi de la contaminació en aigües superficials i, a més, s'estén la seva utilització al cas d'altres compartiments ambientals com són les aigües subterrànies, els sòls i els sediments. Un cop identificades mitjançant mètodes quimiomètrics, les fonts de contaminació poden ser modelitzades amb l'aplicació de models deterministes, que facilitaran la presa de decisions respecte a les possibles mesures de gestió per al control i millora de la qualitat ambiental de l'àrea d'estudi. No obstant, això requerirà l'adaptació dels models deterministes a l'estudi de factors multivariables, com són les fonts de contaminació, enlloc d'aplicar-los a l'estudi de variables individuals, com s'ha fet fins al moment.Aquesta tesi recull l'estudi de diferents conques i problemàtiques ambientals: a) contaminació per metalls pesants, compostos orgànics i productes farmacèutics en diferents compartiments ambientals de la conca del riu Ebre; b) contaminació per compostos orgànics en aigües superficials del delta de l'Ebre; i c) contaminació per compostos orgànics en aigües superficials de la conca del riu Llobregat.Addicionalment, es proposa la utilització d'un índex fisicoquímic per a l'avaluació de la qualitat de les aigües superficials que pugui ser aplicat sobre dades generades per xarxes automàtiques de presa de mostra. Les xarxes automàtiques acostumen a mesurar simultàniament diverses variables a diferents localitzacions amb una elevada resolució temporal. L'índex del Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME WQI) ha estat seleccionat per a la categorització de la qualitat de les aigües a partir de dades de les estacions automàtiques, gràcies a la seva flexibilitat en la selecció de les variables utilitzades en el seu càlcul, així com per la llibertat en la fixació dels objectius màxims i mínims segons l'ús final específic assignat a la massa d'aigua. D'altra banda, el procediment Combined Monitoring-based and modelling-based Priority Setting scheme (COMMPS) de la Comunitat Europea, ha estat adaptat per a l'establiment d'una llista de substàncies prioritàries de risc de contaminació a l'àmbit de Catalunya. En base a aquest índex també s'ha elaborat un índex prioritari de contaminació a les localitzacions, el qual permet obtenir una indicació de les localitzacions considerades de risc més elevat pel que fa a la contaminació per substàncies químiques orgàniques, tenint en compte els seus efectes toxicològics sobre humans i sobre l'ecosistema aquàtic., The integration of chemometric and deterministic methods is proposed in this work to evaluate the environmental quality of river basins. This integration allows improving current knowledge about the spatial and temporal distribution of the main contamination sources existing in the river basin under study. The application of Principal Component Analysis (PCA) and Multivariate Curve Resolution using Alternating Least Squares (MCR-ALS) methods is presented. While PCA is a widely-used method for exploratory data analysis purposes, MCR-ALS application to the study of environmental data tables is more incipient. In this work, validation of MCR-ALS for the study of contamination in surface water is performed, and its usage is also extended to other environmental compartments such as groundwater, soil and sediment.Once identified, contamination sources can be modelled by the application of deterministic models. This makes the procedure of decision-making easier in the sense of possible management measures to be applied for improvement of the environmental quality in the study area. However, the adaptation of deterministic models to the study of multivariate factors will be needed in this case.Additionally, a physico-chemical index has been used for the evaluation of surface water quality using data obtained from automated sampling networks (which measure different variables simultaneously at high temporal resolution). The index of the Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME) has been selected as the most suitable one for categorization of water quality in this case. The procedure of Combined Monitoring-based and Modelling-based Priority Setting scheme (COMMPS) from the European Community, has been adapted to establish a list of priority substances of contamination risk in Catalunya. Based on it, a priority contamination index at locations has been obtained in order to identify those locations with a higher risk by contamination for organic substances, according to toxicological effects over humans and aquatic ecosystems.

Els dies 14 i 15 de juliol de 2005 es va celebrar a la Facultat de Lletres de la Universitat de Girona la sisena edició de l'Escola Internacional de Medi Ambient, enguany dedicada a la gestió de l'aigua i les conques fluvials i organitzada per l'Institut de Medi Ambient de la Universitat de Girona i el Consorci Alba-Ter

Els estudis hidràulics que es realitzen actualment mitjançant l’ús del programa HECRAS presenten l’inconvenient que es fa difícil escollir els cabals punta que seran utilitzats en la simulació i que s’han obtingut, gràcies al procés de modelització i simulació hidrològica, en el punt de desguàs de cadascuna de les subconques en què s’ha dividit la conca a estudiar. Per aquest motiu, habitualment s’opta per la solució que està del costat de la seguretat i que passa per utilitzar, en cada tram d’un riu, el cabal més desfavorable que és aquell que es produeix en el punt de desguàs de la respectiva subconca. S’entén que d’aquesta manera els cabals, així com els resultats de calats i velocitats obtingudes, estaran sobredimensionades, ja que no es té en compte la progressiva disminució de cabal que es produeix quan ens desplacem aigües amunt d’un riu. Aquest treball neix de l’interès per proposar una metodologia que permeti tenir en compte el procés natural d’acumulació de cabal que es produeix al llarg del recorregut d’un riu i donar les eines necessàries per poder incorporar els cabals obtinguts en un riu en forma de malla o grid a cadascuna de les seccions transversals del programa HEC-RAS que han estat creades durant la modelització hidràulica. D’aquesta manera fóra possible descriure els estudis hidràulics amb cabals més ajustats al comportament real d’un riu, permetent establir amb major precisió la cota de la làmina d’aigua. Les tasques realitzades en aquest treball han consistit, en primer lloc, en modelitzar hidrològicament la conca mitjançant l’ús de l’extensió HEC-GeoHMS d’ArcView amb la qual s’han obtingut, principalment, la divisió de la conca objecte d’aquest estudi, la del barranc de Barenys de Reus, en subconques, així com la definició de la seva xarxa de drenatge. La simulació hidrològica ha estat executada per un període de retorn de 100 anys amb el programa HEC-HMS després de definir les variables que la composen (pluja de projecte, model de pèrdues, de transformació pluja - escolament i de propagació). En segon lloc s’ha generat una malla de cabals pel tram de riu que s’ha decidit analitzar hidràulicament, obtenint una distribució espaial del valor del cabal al llarg de la llera del riu, i fent que aquest augmenti de forma progressiva des del seu extrem aigües amunt fins a la desembocadura. En tercer lloc s’ha obtingut la geometria del riu amb l’extensió HEC-GeoRAS d’ArcGis, que inclou la traça de la llera del riu i les seccions transversals. Finalment, la metodologia desenvolupada per assolir l’objectiu d’incorporar els valors de la malla de cabals al HEC-RAS ha consistit, en primer lloc, en calcular les interseccions entre l’eix del riu i les seccions transversals mitjançant un programa en Fortran. Seguidament s’ha assignat a cada punt de la intersecció el cabal corresponent de la malla mitjançant eines específiques d’ArcGis. I per acabar s’han introduït els cabals obtinguts al HEC-RAS a través de fulls de càlcul Excel. En finalitzar tot aquest procés, ha estat possible realitzar la simulació hidràulica en HEC-RAS prèvia definició dels paràmetres que la composen (geometria de les seccions, coeficient de rugositat, cabals i condicions de contorn), considerant dos supòsits diferents: una amb valors uniformes de cabal per cada tram del riu, tal i com es fa actualment, i l’altra amb cabals que varien secció a secció i que augmenten d’aigües amunt a aigües avall. Les conclusions que s’han extret d’aquesta doble simulació hidràulica han estat que en alguns casos, i especialment en la zona pròxima a la capçalera del riu, el sobredimensionament dels cabals de càlcul pot portar a estimacions errònies de la cota de la làmina d’aigua, establint superfícies d’inundació superiors a les que es donarien a la realitat, amb la conseqüent inversió en obres d’endegament que, a priori, no serien necessàries.

Application of semi-distributed hydrological models to large, heterogeneous watersheds deals with several problems. On one hand, the spatial and temporal variability in catchment features should be adequately represented in the model parameterization, while maintaining the model complexity in an acceptable level to take advantage of state-of-the-art calibration techniques. On the other hand, model complexity enhances uncertainty in adjusted model parameter values, therefore increasing uncertainty in the water routing across the watershed. This is critical for water quality applications, where not only streamflow, but also a reliable estimation of the surface versus subsurface contributions to the runoff is needed. In this study, we show how a regularized inversion procedure combined with a multiobjective function calibration strategy successfully solves the parameterization of a complex application of a water quality-oriented hydrological model. The final value of several optimized parameters showed significant and consistent differences across geological and landscape features. Although the number of optimized parameters was significantly increased by the spatial and temporal discretization of adjustable parameters, the uncertainty in water routing results remained at reasonable values. In addition, a stepwise numerical analysis showed that the effects on calibration performance due to inclusion of different data types in the objective function could be inextricably linked. Thus caution should be taken when adding or removing data from an aggregated objective function.

Durant el període 1995-2002 Catalunya va patir una sequera prolongada que va afectar, en diferent grau, als sistemes fluvials de les Conques Internes Catalanes, especialment per la seva durada que va comprendre des d'un mínim de 2 anys en les conques del nord fins a 6 anys en les del sud. Dins aquest marc, aquesta tesi pretén estudiar l'efecte d'aquesta sequera sobre la qualitat físico-química, les comunitats de macroinvertebrats i els índexs biòtics emprats en el seguiment de la qualitat ecològica dels nostres rius, en concret en l'índex BMWPC, l'ASPT, el nombre de tàxons i l'índex EPT. També s'hi ha fet una actualització del BMWPC, i la predicció mitjançant descriptors ambientals del seu valor amb l'objectiu d'avaluar la integritat de les comunitats de macroinvertebrats en els punts de la xarxa de seguiment de les Conques Internes Catalanes (CIC). S'hi inclou també l'estudi de la variació interanual dels principals descriptors físics, químics i biològics analitzats per conques i separant-hi els paràmetres biològics de tots els altres, per la qual cosa s'ha empleat l'anàlisi de PCA i les distàncies de pertorbació obtingudes a partir d'aquestes anàlisis, d'acord amb la metodologia formulada per Sabater et al. (1991). Els resultats obtinguts mostren que els descriptors que s'han utilitzat són els adequats i aquests són, en part, els mateixos que recomana la Directiva Marc de l'Aigua. Es pot dir que l'efecte de sequera és més important especialment per les comunitats menys alterades i que les reduccions de cabal afecten tan a les estructures de les comunitats de macroinvertebrats (efecte parcialment apaivagat als rius regulats) com a la qualitat físico-química dels rius de les CIC. Pel que fa a l'índex BMWPC no ha mostrat cap davallada de seu valor en resposta a la sequera, ja que s'han mesurat durant tot el període uns valors iguals o un xic millors en funció de l'equilibri que s'obté entre els tàxons sensibles que desapareixen i els lenítics que s'incorporen a cada comunitat, la qual cosa fa que sigui un índex robust en front a la sequera. Per avaluar els canvis en l'estructura de les comunitats de macroinvertebrats és precís l'ús de l'índex ASPT, que valora la qualitat relativa de tota la comunitat i s'ha mostrat com a l'òptim per observar l'efecte de la llarga sequera soferta. En relació amb les distàncies de pertorbació s'ha confirmat que augmenten quan minven els cabals i decreixen quan aquests s'incrementen., During the period between 1995 and 2002 Catalonia suffered a long lasting drought that affected in varying degrees the river system of the Catalan Internal Basins (CIB), especially in which refers to the time length, ranging from a minimum of two years in the north basins to six years in the southern ones. Within this framework, this thesis aims to study the effects of this drought on the physical-chemical quality, the macroinvertebrate communities and the biotic indices used in monitoring the ecological quality of our rivers. Particularly the BMWPC, EPT, ASPT and richness (number of taxa) indexes were used.The update of the BMWPC, and the prediction of the index changes through environmental descriptors of its value in order to evaluate the integrity of the macroinvertebrate communities in the different points of the control network monitoring the CIB have also been made. The interannual variation of the main physical, chemical and biological descriptors by basins was performed, and analysed by separating the biological parameters from all others. For it, the PCA analysis has been used and the disturbance distances in accordance with the methodology formulated by Sabater et al. (1991) were established.The results obtained show that the descriptors used are suitable and are partially the same ones that the Water Framework Directive recommends. The drought effect is important especially for the less altered communities and the flow reductions affect both the structures of the macroinvertebrates communities (effect partially appeased in the regulated rivers) and the physico-chemical quality of the rivers and the CIB.The BMWPC index has not been showing any decrease of its value in relation to the drought. It is to note that it has been measured during periods with equal or slightly better values in terms of the balance achieved between disappearing sensitive taxa and lentic taxa being incorporated into each community, Then the index, proved to be robust in drought conditions. To assess changes in the structure of the macroinvertebrate communities it is necessary to use the ASPT index which establishes the relative quality of the whole community. It has also been proved to be the optimum index to use in order to study the effect of the drought suffered. In relation to the distances from disturbance, it has been confirmed that they have increased when the flows diminished and decreased when flow increased.

El objetivo de este estudio radica en determinar aquellas zonas potencialmente inundables del río Cinca entre la presa de Laspuña y la cola del embalse de Mediano, puesto que es la zona en la que se concentra básicamente la actividad humana aguas arriba de la cola del embalse de Mediano. Para ello es necesario estudiar todas las características de la cuenca del río Cinca aguas arriba de Aínsa. Esto incluye todos sus afluentes, con sus cuencas de aportación, desde su nacimiento en el lago Marboré en el corazón de las grandes cumbres pirenaicas.

Dins el marc de la DMA, aquest projecte pretén realitzar un estudi sobre la interrelació entre la riera del Sorreigs (Osona) i els distints tributaris que hi conflueixen, així com amb les aigües subterrànies i de les fonts.

The amount of dissolved inorganic nitrogen delivered to streams and groundwater has substantially increased in the last decades due to anthropogenic impacts. This fact has stimulated research on processes related to the nitrogen cycling in order to elucidate the ability of terrestrial and aquatic ecosystems in controlling nitrogen loads. Some of these studies pointed out during storms streamwater chemistry is significantly altered. However, because of the inherent difficulty of an extensive field experimental setting for dealing with episodic storms, studies focused on hydrological processes or stream solute dynamics during storms rely on a very limited number of events. Hydrobiogeochemical processes have been mainly studied in temperate experimental catchments and little attention has been paid to Mediterranean catchments. Recent studies have stressed the fragility of Mediterranean regions in front of the global change and because of that Mediterranean regions should become hot spots for present and future studies.The main goal of the present thesis was to study the variability of nutrient dynamics, in particular nitrogen, during stormflow in relation to baseflow conditions in Fuirosos, an intermittent stream draining a small Mediterranean catchment (Part I). As a secondary objective (Part II), solute dynamics in Fuirosos were compared with those measured at one of its main tributaries, the Grimola stream. Biotitic granodiorite was an important fraction of the Fuirosos catchment, whereas the Grimola catchment was underlain by leucogranite. The Fuirosos stream had an alluvial zone and it was flanked by a well developed riparian forest, whereas the Grimola stream had not a significant alluvial zone, neither a well developed riparian area. Thereby, the effect of (i) catchment size, (ii) lithology and (iii) the presence of an alluvial-riparian zone on stream hydrogrochemistry were assessed by comparing the Fuirosos and Grimola streams.The Fuirosos Stream Watershed, a relatively undisturbed Mediterranean ecosystem that can not be considered a N-saturated catchment, leaks to the stream most of the nitrogen loss in the form of nitrate (57 %). This figure contrast with that reported for other pristine tropical and humid catchments where nitrogen export is mainly in the form of dissolved organic nitrogen. In particular, nitrate is mainly mobilized during stormflow conditions (from 52 % to 80 % of the annual yield). Contrastingly, most of the dissolved organic carbon export occurs during baseflow conditions (from 40 to 70 % of the annual yield). These results point to a decoupling between soil nitrification and nutrient uptake by biota, which brings about the leaking of nitrate to the stream. Hydrochemistry in this Mediterranean intermittent stream is highly variable within and in between years. The antecedent moisture conditions and the magnitude of storm events are key factors on shaping the hydrological responses to storm events. However, storm episodes that occur during similar climatological and hydrological conditions produce different streamwater chemistry depending upon the time of the year. This is so, mainly because of the influence of the summer drought period on streamwater chemistry. Both, the mixing model (EMMA) and the spectral analysis approaches, point out that groundwater is the most important contributor to stormflow in Fuirosos. Nonetheless, the EMMA approach emphasizes how stream water and nitrate sources vary throughout the year. Our results stress the importance of sampling storms during all seasons to draw general conclusions about watershed processes. The mixing model shows that nitrate is retained by biota in the Fuirosos alluvial zone only when streamflow is lower than 80 l/s. Above this threshold, the system is not efficient in retaining nitrate arriving from the catchment. This result might be keep on mind when establishing the importance of near- and in-stream processes for regulating catchment nitrate loads since a major fraction of the annual nitrate export usually occurs during stormflow conditions in many catchments. The spectral analysis also shows that the variability of stream nitrate concentrations is more damped in Fuirosos than in Grimola. This is attributed to the buffer effect that biota has on nitrate concentrations in the Fuirosos alluvial zone, which retards its delivery in relation to the Grimola catchment., "Efecte de les pluges en la dinàmica del nitrogen en una riera intermitent i mediterrània"La quantitat de nitrogen dissolt que arriba avui dia als nostres rius i aqüífers és substancialment major a la de fa un parell de dècades a resultes de l'activitat antròpica. Aquest fet ha estimulat força la recerca dels processos relacionats amb el ciclatge del nitrogen, amb la intenció d'esbrinar la capacitat que tenen els ecosistemas terrestres i aquàtics per controlar les càrregues de nitrat que els hi arriben. Alguns d'aquests estudis indiquen que durant les tempestes s'altera de forma substancial la química de l'aigua del riu. Això no obstant, la major part dels treballs realitzats es recolzen en un nombre limitat d'episodis, donada la dificultat inherent al mostreig intensiu de camp a l'hora d'estudiar les respostes hidrològiques i la dinàmica dels soluts durant les crescudes. Tradicionalment, la comunitat científica s'ha dedicat a l'estudi dels processos hidrobiogeoquímics de regions temperades i tropicals, i desafortunadament, les conques Mediterrànies no han estat objecte de la seva atenció. Estudis recents alerten de la fragilitat de les regions Mediterrànies enfront del canvi global, i per tant, urgeixen els estudis focalitzats en aquests ecosistemes.El principal objectiu d'aquesta tesi ha estat l'estudi de la variabilitat de la dinàmica dels nutrients, en particular del nitrogen, durant les crescudes en relació a la seva dinàmica en condicions de cabal basal en una riera intermitent, Fuirosos, en una conca Mediterrània. La hidrologia i la dinàmica dels soluts a la riera de Fuirosos s'ha comparat amb les de la Grimola, un dels seus efluents més importants. Hi ha diferències litològiques notables entre les dues conques. A més la riera de Fuirosos té zona al.luvial i està flanquejada per un bosc de ribera ben desenvolupat, mentre que la riera de Grimola no té zona al.luvial ni tampoc una zona riberenca ben diferenciada. Per tant, els efectes de (i) la mida de la conca, (ii) la litologia, i (iii) la presència d'una zona al.luvial i riberenca sobre la hidrobiogeoquímica d'un riu, van poder ésser contrastats comparant les rieres de Fuirosos i Grimola. L'estudi es va realitzar al Parc Natural del Montnegre-Corredor al Vallès Oriental entre els anys 1998 i 2004.

This doctoral dissertation contains five applied reseaches about these subjectes:1. "Transpiration of montane Pinus sylvestris L. and Quercus pubescens Willd. forest stands measured with sap flow sensors in NE Spain."Stand transpiration was measured during the 2003 and 2004 growing seasons using heat dissipation sap flow sensors in a Scots pine (Pinus sylvestris L.) and a pubescent oak (Quercus pubescens Willd.) forest located in a montane area of the Eastern Pyrenees (NE Spain). Over the studied period of 2003, characterised by a severe drought episode during the summer, the oak stand Ec was only 110 mm compared to the 239 mm transpired by the Scots pine stand. Scots pine showed a strong reduction in Ec/ET0 as the drought developed, whereas pubescent oak was less affected by soil moisture deficits in the upper soil. Rainfall during the summer months (June-September) in 2003 was almost 40% less than in the same interval in 2004. Accordingly, transpiration was also reduced about 25% in 2003. 2."Variation in the radial patterns of sap flux density in pubescent oak (Quercus pubescens Willd.) and its implications for tree and stand transpiration measurements".Radial variation in sap flux density along the sapwood was assessed in several Quercus pubescens Wild. trees with the Heat Field Deformation method. Sapwood depth could be delimited by identifying the point of zero flow in radial patterns of sap flow, yielding tree sapwood areas which were 1.5-2 times larger than previous visual identifications on wood cores. Radial patterns varied among trees and diurnally, with a significant contribution from the inner sapwood during the early morning and late in the day. Stand transpiration calculated using the new sapwood areas and radial correction coefficients was similar (year 2003) or about 25% higher (year 2004) than previous uncorrected values.3. "Parameterisation and validation of a two-source evapotranspiration model for Pinus sylvestris L. stands."We used a two-layer evapotranspiration model to predict canopy transpiration and soil evaporation in a Scots pine stand. A Generalized Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) calibration was carried out using 2003 and 2004 data. Parameters representing reference stomatal aperture and sensitivity to vapour pressure deficit were the most relevant, whereas those controlling the response to soil moisture deficit only appeared sensitive when calibration against 2004 data was done. Combining calibration results from 2003 and 2004 showed how predictive uncertainty was reduced and the value of some parameters was constrained. 4. "Response of co-occurring Scots pine (Pinus sylvestris L.) and pubescent oak (Quercus pubescens Willd.) to soil and atmospheric water deficits."The physiological responses to water deficits of Scots pine (Pinus sylvestris L.) and pubescent oak (Quercus pubescens Willd.) under similar climatic conditions have been studied in two stands located in the Eastern Pyrenees. Leaf water potentials at midday were generally lower for pubescent oak. Sap flow relative to its species-specific maximum value was shown to decline with increasing vapour pressure deficit above a threshold of ca. 1.2 kPa for both species. Extreme drought conditions during the summer of 2003, promoted an enhanced stomatal control in Scots pine.5. "Plasticity in structural and functional hydraulic characters in Scots pine: Analysis of variability across Eurasia."A meta-analysis of Pinus sylvestris L. sap flow and its response to environmental variables was conducted using datasets from across its whole geographical range. Transpiration per unit leaf area at a given vapour pressure deficit increased in drier/warmer climates. This physiological acclimation was linked to the previously reported climate- and size-related structural acclimation of leaf to sapwood area ratios. Our results suggest that these structural adjustments may not be enough to prevent lower xylem tensions at the driest sites., La tesi tracta diversos aspectes ecohidrològics d'especial interès en àrees de muntanya mitjana Mediterrània i s'engloba en les investigacions de tipus hidrològic i geomorfològic dutes a terme a les conques experimentals de Vallcebre. Aquestes conques són representatives dels processos d'aforestació que han tingut lloc a muntanya des del declivi de l'activitat agrícola. Els estudis presentats es centren concretament en la transpiració de boscos, el principal component de l'evapotranspiració en els ambients estudiats. La transpiració en aquest estudi ha estat avaluada mitjançant mesures de flux de saba, principalment el mètode de dissipació tèrmica. La regulació fisiològica de la transpiració s'ha avaluat des del punt de vista de la regulació estomàtica, el seguiment dels potencials hídrics foliars i de la capacitat conductora del xilema. En els últims anys s'ha demostrat que donades les interaccions entre el control estomàtic de la transpiració i les característiques estructurals que caracteritzen el camí de l'aigua des de les arrels fins a les fulles, cal estudiar les respostes de la planta als dèficits hídrics a nivell d'organisme. És important comprendre com funciona aquesta relació entre regulació fisiològica i estructural, tant en espècies diferents que conviuen en un mateix hàbitat, com per a una mateixa espècie sotmesa a diferents condicions ambientals.