Large wood in rivers and its influence on flood hazard

• V. Ruiz-Villanueva ^{[1] [2]} ; Andrés Díez Herrero ^[2] ; José María Bodoque del Pozo ^[3] ; E. Bladé ^[4]
  1. [1] University of Bern

     University of Bern

     Bern/Berne/Berna, Suiza

     
  2. [2] Instituto Geológico y Minero de España

     Instituto Geológico y Minero de España

     Madrid, España

     
  3. [3] Universidad de Castilla-La Mancha

     Universidad de Castilla-La Mancha

     Ciudad Real, España

     
  4. [4] Universitat Politècnica de Catalunya

     Universitat Politècnica de Catalunya

     Barcelona, España

     

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• Localización: Cuadernos de investigación geográfica: Geographical Research Letters, ISSN-e 1697-9540, ISSN 0211-6820, Vol. 40, Nº 1, 2014 (Ejemplar dedicado a: Geomorfología Fluvial / Fluvial geomorphology), págs. 229-246
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • El material leñoso en los ríos y sus influencia en la peligrosidad por inundación
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  • español

    Desde un punto de vista de la peligrosidad durante inundaciones, la presencia de restos de vegetación en los ríos (troncos, o árboles completos, ramas y raíces: detritos leñosos) puede agravar las consecuencias de dichos eventos. Este material puede afectar especialmente a las infraestructuras como drenajes, puentes, etc. que intersectan ríos en cuencas forestadas montañosas. Una práctica muy extendida y aceptada hasta hace pocos años, es la extracción de este material leñoso de los cauces como medida de prevención. Sin embargo, se ha demostrado que esta práctica puede resultar inútil (el material es transportado y depositado tras cada inundación) e incluso no beneficioso para el equilibrio natural del sistema fluvial a largo plazo. Por lo tanto, es necesario gestionar la presencia de este material leñoso en los ríos, e integrar su estudio en los análisis de peligrosidad y riesgo por inundación. En este trabajo, se presenta una síntesis metodológica integral para estudiar la carga de detritos leñosos en ríos. En primer lugar, para conocer la dinámica de incorporación de este material es necesario establecer las áreas contribuyentes que pueden aportar el material a los cursos de agua y los mecanismos de incorporación. De este modo, es posible estimar el volumen de madera potencialmente disponible. Con el fin de analizar su transporte se presenta un modelo numérico, que permite la simulación del transporte de carga leñosa junto con la hidrodinámica. Asimismo, se analiza la incidencia de la carga en la magnitud de eventos de inundación (calados, velocidades…), presentando como ejemplo la avenida ocurrida en diciembre de 1997 en la Sierra de Gredos. Los resultados obtenidos permitieron reproducir el patrón de depósitos de material leñoso durante el evento y reconstruir cuantitativamente el porcentaje de obstrucción de un puente. Este proceso generó un aumento del calado de hasta 2 metros aguas arriba y una reducción de la velocidad de la corriente, lo que a su vez favoreció el depósito de sedimento y más detritos. Como consecuencia los efectos de la inundación fueron equivalentes a los de un evento de mayor magnitud, siendo este incremento de la peligrosidad cuantificable numéricamente.

  • English

    In terms of flood hazard, the presence of large wood (logs, trees, branches and roots) in rivers may aggravate the consequences of flood events. This material may affect infrastructures such as bridges, weirs, etc., especially those intersecting forested mountain rivers. Until recently, a widely accepted practice was to systematically remove wood debris from river channels as a preventive measure. However, studies have shown that this practice may be useless as the material is transported and deposited after each flood and may even not benefit the long term natural balance of the river ecosystem. Therefore, the presence of this woody material in rivers must be managed and included in flood hazard and risk analysis. In this paper we present a comprehensive methodological approach to study the role of large wood in rivers, with a focus on flood hazard. First, to understand the dynamics of wood recruitment, the contributing areas delivering wood to the streams have to be delineated and the recruitment mechanisms studied. Thus, an estimate can be obtained of the potential volume of deliverable wood. To analyse wood transport we present a numerical model, which allows simulates the behaviour of individual pieces of wood together with hydrodynamics. Finally, we analyse the impact of wood on the magnitude of flood events (in terms of water level, flow velocity or flooded areas), using as an example a flood which occurred in December 1997 in the Sierra de Gredos. The results allowed us to reproduce the wood deposit patterns during the event and to reconstruct the bridge blockage. This caused the upstream water level to rise by up to 2 meters and reduced the flow velocity, which favoured debris and sediment deposits. Consequently, the effects of flooding were equivalent to those of a greater magnitude event. This increase in the flood hazard has been numerically quantified.