Analysis of hydro-sedimentary processes and impacts affecting river basins and channels

Abstract

Aquesta tesi estudia la dinàmica hidro-sedimentària de rius mediterranis, tant ‘naturals’ com regulats per preses. Amb aquest objectiu, s’ha realizat un estudi a escala multi-temporal i multi-espacial, que inclou treball de camp en trams de riu representatius, l’anàlisi de dades a nivell de conca, i experiments en canals de laboratori. L’alteració hidrològica aigües avall dels embassaments s’ha observat a diferents escales temporals, afectant notablement la magnitud i freqüència de les crescudes. A nivell sedimentari, s’observa un dèficit de sediments, fet que facilita l’establiment de biofilm i que, a la vegada, afavoreix l’estabilització del llit del riu. A més, l’emmagatzematge temporal de sediments a la llera modula el balanç i regula l’entrada de sediments en embassaments. La tesi mostra els efectes d’un conjunt d’activitats antròpiques en procesos fluvials i com això altera les interaccions bio-físiques del riu, i posa èmfasi en la necessitat d’una gestió contínua per la preservació dels ecosistemes fluvials.

Esta tesis estudia la dinámica hidro-sedimentaria de ríos mediterráneos, tanto ‘naturales’ como regulados por presas. Con este objetivo, se ha realizado un estudio a escala multi-temporal y multi-espacial, que incluye trabajo de campo en tramos de río representativos, análisis de datos a nivel de cuenca, y experimentos en canales de laboratorio. La alteración hidrológica aguas abajo de los embalses se ha observado a diferentes escalas temporales, afectando notablemente la magnitud y frecuencia de las crecidas. A nivel sedimentario, se observa un déficit de sedimentos, lo que facilita el establecimiento de biofilm y, a la vez, favorece la estabilización del lecho del río. Además, el almacenamiento temporal de sedimentos en el lecho modula el balance y regula la entrada de sedimentos en embalses. La tesis muestra los efectos de un conjunto de actividades antrópicas en procesos fluviales y en la alteración en las interacciones bio-físicas del río, y enfatiza la necesidad de una gestión continua para la preservación de los ecosistemas fluviales.

This PhD thesis studies hydro-sedimentary dynamics in Mediterranean rivers, both in ‘natural’ and in dammed rivers. For this purpose, a multi-temporal and spatial research was carried out, including field measurements in representative river reaches, data analysis at the basin scale, and experiments in artificial streams. The hydrological alteration downstream from dams was documented at different temporal scales, notably affecting the magnitude and frequency of floods. Regarding sediments, a severe deficit was observed below dams, a fact that facilitates the establishment of biofilm which, in turn, favours river bed stabilisation. Moreover, the study shows how in-channel storage influences the river sediment budget and regulates sediment input in reservoirs. The thesis examines the effects of a suit of human activities on fluvial processes and how this alter rivers’ bio-physical interactions, and emphasises the need of continuous monitoring of all these processes to achieve a sound management of fluvial ecosystems.