Morpho-sedimentary dynamics of mountain rivers affected by hydropeaks

Abstract

Molts rius de muntanya estan sotmesos a hidròpics, descàrregues ràpides d'aigua de centrals hidroelèctriques per a producció elèctrica. Aquesta tesi se centra en la caracterització hidrològica temporal i espacial (és a dir, longitudinal) de les fluctuacions artificials i els efectes sobre la dinàmica de la mobilitat del llit en dos sistemes fluvials contrastats. Es van estudiar dos segments fluvials de muntanya pirinenca: un segment de 12 km a l'Alt Cinca i un segment de 18,5 km a l'Alt Ésera. El desenvolupament de l'eina PhotoMOB, que permet obtenir la mida i la dinàmica de les partícules a partir de fotos consecutives de la llera, ha permès fer observacions detallades i analitzar la competència dels hidròpics i les crescudes. Els hidròpics analitzats no van provocar canvis significatius en la distribució granulomètrica del llit a escala d'esdeveniment, però van poder causar una mobilitat marginal a la zona de rampa fins a arrossegar mides de gra relativament gruixudes.

Muchos ríos de montaña están sometidos a hidropicos, descargas rápidas de agua de centrales hidroeléctricas para producción eléctrica. Esta tesis se centra en la caracterización hidrológica temporal y espacial (es decir, longitudinal) de las fluctuaciones artificiales y sus efectos sobre la dinámica de la movilidad del lecho en dos sistemas fluviales contrastados. Se estudiaron dos segmentos fluviales de montaña pirenaica: un segmento de 12 km en el Alto Cinca y un segmento de 18,5 km en el Alto Ésera. El desarrollo de la herramienta PhotoMOB, que permite obtener el tamaño y la dinámica de las partículas a partir de fotos consecutivas del cauce, ha permitido realizar observaciones detalladas y analizar la competencia de los hidropicos y las crecidas. Los hidropicos analizados no provocaron cambios significativos en la distribución granulométrica del lecho a escala de evento, pero pudieron causar una movilidad marginal en la zona de rampa hasta arrastrar tamaños de grano relativamente gruesos.

Many mountain rivers are subjected to hydropeaks, rapid water releases from hydroelectric power stations for electric production. This thesis focuses on the temporal and spatial (i.e. longitudinal) hydrological characterization of artificial fluctuations and their effects on bed mobility dynamics in two contrasting river systems. Two Pyrenean Mountain river segments were studied: a 12 km segment in the Upper Cinca and a 18.5 km segment in the Upper Ésera. The development of the PhotoMOB tool, which makes it possible to obtain the size and dynamics of particles from consecutive photos of the bed, has enabled detailed observations and analysis of the competence of hydropeaks and floods. The analysed hydropeaks did not lead to significant changes in the bed grain size distribution at the event scale but they could cause marginal mobility in the ramping area up to entrain relatively coarse grain sizes.