Flooding dynamics and nutrient retention in the middle Ebro floodplain: experimental assessment and numerical modeling

Abstract

El presente trabajo destaca la simulación numérica como herramienta capaz de reproducir y predecir los principales procesos que producen y mantienen los ecosistemas de llanuras de inundación. Para ello, la dinámica del flujo, la actividad geomorfológica, la sedimentación y la captura de nutrientes de la llanura de inundación, son evaluadas experimentalmente. Seguidamente, los datos experimentales son incluidos en un modelo numérico para desarrollar una herramienta completa de simulación capaz de predecir la dinámica del flujo, la actividad geomorfológica, la sedimentación, el aporte de nutrientes del río a la llanura de inundación así como la captación de los mismos. El estudio se desarrolla en un segmento del río Ebro (NE España), representativo de su tramo medio meandriforme. El estudio emplea un modelo numérico bidimensional (2D), basado en las ecuaciones 2D de las aguas poco profundas y calculado a partir del método de los volúmenes finitos. La calibración del modelo se basa en medidas experimentales realizadas en la llanura de inundación bajo dos caudales estacionarios. La validación del modelo se llevó a cabo comparando los resultados numéricos con las medidas experimentales de nivel de agua y extensión del área inundada realizadas durante los cinco eventos de riada ocurridos en el año 2007 (79+13 % área; 0.27+0.05m nivel de agua). Las simulaciones fueron utilizadas para analizar la dinámica actual de inundación de la llanura así como su actividad geomorfológica. Como resultado, se obtuvo que el presente régimen de caudales y sobretodo la estructura morfológica de la llanura, no resulta suficiente para generar una actividad geomorfológica tal que mantenga el mosaico cambiante de hábitats característico de los ecosistemas de llanura de inundación. La nueva formulación que describe la retención de nutrientes se ha desarrollado mediante la utilización de los datos experimentales, en condiciones de flujo controladas, semi-controladas y en el propio río Ebro.