comprendiendo el relieve: del pasado al...

Comprendiendo el relieve: del pasado al futuro

Editores: Juan José Durán Valsero, Manuel Montes Santiago,

Alejandro Robador Moreno y Ángel Salazar Rincón

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PUBLICACIONES DEL INSTITUTO GEOLÓGICO Y MINERO DE ESPAÑAGEOLOGÍA Y GEOFÍSICA Nº 5

MINISTERIODE ECONOMÍA Y COMPETITIVIDAD

GOBIERNO DE ESPAÑA

MINISTERIODE ECONOMÍA Y COMPETITIVIDAD

GOBIERNO DE ESPAÑA

Comprendiendo el relieve: del pasado al futuro

Actas de la XIV Reunión Nacional de Geomorfología

Málaga, 22-25 de Junio de 2016

EditoresJuan José Durán Valsero, Manuel Montes Santiago, Alejandro Robador Moreno y Ángel Salazar Rincón

Madrid, 2016

Portada: Panorámica de El Torcal Alto (Antequera, Málaga).

Foto: J. J. Durán

Ninguna parte de este libro puede ser reproducida o transmitida en cualquier forma o por cualquier medio, electrónico, mecánico, incluido fotografías, grabación o por cualquier otro sistema de almacenar información sin el previo permiso escrito del autor o editor. La infracción de los derechos mencionados puede ser constitutiva de delito contra la propiedad intelectual (Art. 270 y siguientes del Código Penal).

© INSTITUTO GEOLÓGICO Y MINERO DE ESPAÑARíos Rosas, 23. 28003 MADRIDNIPO: 72816018X ISBN: 978-84-9138-013-9Depósito Legal: M-21672-2016Catálogo y venta de publicaciones de la Administración General del Estado en: http://publicacionesoficiales.boe.es/

Imprime: Lerko Print S.A. Paseo de la Castellana, 121 28046 Madrid

Impreso en papel ecológico

Comprendiendo el relieve: del pasado al futuro / Juan José Durán Valsero, Manuel Montes Santiago, Alejandro Robador Moreno y Ángel Salazar Rincón, eds.- Madrid: Instituto Geo-lógico y Minero de España, 2016

768 pgs; ils; 24 cm.- (Geología y Geofísica; 5)ISBN 978-84-9138-013-9Geomorfología, España

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Comité organizador

Juan José Durán Valsero (IGME), Bartolomé Andreo Navarro (UMA), Francisco Carrasco Cantos (UMA), Andrés Díez Herrero (IGME),

Ángel Martín-Serrano García (IGME), Manuel Montes Santiago (IGME), Matías Mudarra Martínez (UMA), María Jesús Perles Roselló (UMA), Alejandro Robador Moreno (IGME), Pedro Robledo Ardila (IGME),

Ángel Salazar Rincón (IGME), Iñaki Vadillo Pérez (UMA)

Comité científico

Juan José Durán Valsero (IGME), Arantxa Aranburu Artano (UPV/EHU), José Miguel Azañón Hernández (UGR), Javier Benavente González (UCA),

Gerardo Benito (MNCN - CSIC), Mercedes Cantano Martín (UHU), David Casas Layola (IGME), Jordi Corominas Dulcet (UPC), Antonio Gómez Ortiz (UB),

Andrés Díez Herrero (IGME), Montserrat Jiménez Sánchez (UNIOVI), Francesc Gallart (IDAEA-CSIC), Celso García García (UIB),

Guillermina Garzón Heydt (UCM), Elena González Cárdenas (UCM), Alberto González Díez (UNICAN), Juan Antonio González Martín (UAM),

Francisco Javier Gracia Prieto (UCA), Francisco Gutiérrez Santolalla (UNIZAR), Jerónimo López Martínez (UAM), Adolfo Maestro González (IGME),

Ángel Martín-Serrano García (IGME), Manuel Jesús Montes Santiago (IGME), Jorge Olcina Cantos (UA), Augusto Pérez Alberti (USC), María Jesús Perles Roselló (UMA),

David Regües (IPE-CSIC), Alejandro Robador Moreno (IGME), Pedro Agustín Robledo Ardila (IGME), Ángel Salazar Rincón (IGME),

Susanne Schnabel (UNEX), Francisca Segura Beltrán (UV), Enrique Serrano Cañadas (UVA), Albert Solé Benet (EEZÁ-CSIC), Xavier Úbeda Cartañà (UB), Juan Tomás Vázquez (IEO),

Damiá Vericat (UDL), Joaquín Rodríguez Vidal (UHU), Joan Manuel Vilaplana (UB)

ORGANIZADORES

Instituto Geológico y Minero de España

Universidad de Málaga

PATROCINIO INSTITUCIONAL

Sociedad Española de Geomorfología (SEG)

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XIV Reunión Nacional de Geomorfología. Málaga 2016

Innovación en la producción de cartografía geomorfológica de amplias y variadas superficies. Ecuador, un caso de éxito

Innovative geomorphological cartography generation of large and varied land areas. Ecuador, a

success story

I. Barinagarrementeria1 y A. Leránoz2 1 Dpto.Sistemas de Información Territorial, Tracasa, C/ Cabárceno 6, 31621 Sarriguren (Navarra). [email protected] 2 Dpto.Sistemas de Información Territorial, Tracasa, C/ Cabárceno 6, 31621 Sarriguren (Navarra). [email protected] Resumen: Los grandes proyectos de generación de cartografía geomorfológica demandan producir más superficie, en menos tiempo y con una calidad similar o incluso superior con respecto a cartografías tradicionales, de ahí que las metodologías y herramientas hayan aprovechado las nuevas tecnologías a su alcance para lograr este objetivo. El objetivo de este trabajo es presentar una nueva forma de producir cartografía geomorfológica, innovadora en cuanto a los modelos, herramientas y metodologías, utilizada con éxito en el proyecto de Levantamiento de Cartografía Geomorfológica a escala 1:25.000 de Ecuador realizado en el marco del Programa SIGTIERRAS del Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca del Ecuador. Se han generado 122.000 Km2 de cartografía geomorfológica como insumo principal del levantamiento geopedológico, categorizando el territorio a través de un sistema jerárquico en unidades que presentan rasgos comunes, en un país que destaca por su gran diversidad geomorfológica por estar dividida en 3 regiones completamente diferentes: Costa, Sierra y Amazonía. Para abordar este gran reto se definen 221 unidades geomorfológicas y se planifican 81 salidas de campo donde se visitan y describen mediante ficha de campo digital incorporado en la Table/PC miles de puntos dispersos en el territorio ecuatoriano. Además, se diseña un sistema de trabajo basado en la tecnología ARCSDE y se apuesta por un software de trabajo innovador asentado sobre 3 pilares: 1) ArcGis; 2) Purview que proporciona visión estereo-sintética general del terreno en contraposición a los softwares tradicionales de estereoscopía; y 3) Vector Factory que facilita la búsqueda y el almacenamiento de los datos y ofrece de procesos de control de calidad internos. También se implementan programas de captura de datos, control de calidad etc. En total se generan 365 hojas de cartografía geomorfológica 1:50.000, 365 salidas gráficas, una por cada hoja 1:50.000 y 105 salidas gráficas y memorias técnicas, una por cantón. Todo ello ejecutado en un año y medio de plazo. Palabras clave: ArcSDE, cartografía, Ecuador, geomorfología, visión estéreo-sintética, Abstract: Large geomorphological cartography generation projects demand to produce more land in less time and with a similar or even higher quality, therefore the tools and methodologies developed, have taken advantage of the new technologies within reach to achieve this goal. The aim of this document is to show a new way to produce geomorphological cartography, innovative in terms of models, tools and methodologies and that have been successfully used for the Geomorphological Mapping project, on 1:25.000 scale of Ecuador is produced under the Ministry of Agriculture, Livestock, Aquaculture and Fishing of Ecuador SIGTIERRAS Programme. As the main source for geopedological mapping, 122.000 km² of geomorphological cartography have been generated, organizing land into a hierarchical system of units that have common features, in a country where its great geomorphological diversity is especially noteworthy, since it is divided in three completely different regions: Coast, Mountain range and Amazon forest. To address this great challenge 221 geomorphological units are defined and 81 field trips are planned where points in the field were visited and described by a Digital Field Data tab included in a Tablet/PC thousands of points spread throughout Ecuador. Moreover, a working system is designed based on ARCSDE technology and are committed to the use of innovative software resting on three pillars: 1) ArcGis; 2) Purview, providing stereo-synthetic vision as a general view of the ground, as opposed to conventional stereoscopy softwares; and 3) Vector Factory, allowing easy search and data storage and offering internal quality processes. In addition, data entry programs are implemented, quality control, etc. In total, 365 geomorphological cartography sheets on 1:50.000 scale, 365 graphic outputs for each 1:50.000 sheet and 105 graphic outputs and technical reports, one per canton. All of this has been achieved in only one and a half years. Keywords: ArcSDE, cartography, Ecuador, geomorphology, stereo-synthetic vision,

Índice

M.T. Rico, Y. Sánchez-Moya, A. Sopeña, V. Thorndycraft, A. Díez-Herrero y M.A. Perucha ......................................................................................................................... 291

Cuantificación de incertidumbres en la reconstrucción hidráulica bidimensional de paleoinundaciones a velocidades subcríticas en valles confinados (río Guadalquivir). P. Bohórquez y F. García-García .................................................................................. 299

Dinámica geomorfológica de un cauce efímero afectado por extracción de gravas. M. Calle, P. Alho y G. Benito .............................................................................................. 307

Las avenidas torrenciales de los barrancos de Portainé, Reguerals y Ramiosa (Pirineo Central): evolución de las cuencas y dinámica torrencial. G. Furdada, M. Génova, M. Guinau, A. Victoriano, G. Khazaradze, A. Díez-Herrero, J. Calvet .............................. 315

Las terrazas del río Alagón. Dataciones por luminiscencia y significado en el contexto de la Depresión de Coria (Cáceres). G. Garzón, R. Tejero, P. Fernández, J. Garrote ....... 323

Estimación inicial de la producción hidrosedimentaria en la cuenca hidrográfica del Guadalete (Cádiz, España). M. Hamani, F.J. Gracia, J. Benavente y J.J. Gomiz ......... 331

Cambios geomorfológicos en el Alto Cinca, periodo 1927 – 2014. M. Llena, D. Vericat y J.A. Martínez-Casasnovas ............................................................................................. 339

Hidroclimatología de las inundaciones históricas y paleocrecidas del río Duero en su tramo medio e internacional. M.J. Machado, A. Medialdea, M. Barriendos y G. Benito ....... 349

El uso de la potencia hidráulica del río como indicador de procesos geomorfológicos. V. Martínez-Fernández, M. González del Tánago y D. García de Jalón .......................... 357

Erosión minera en la cuenca del arroyo Peñalén (Parque Natural del Alto Tajo, Guadalajara). C. Martín-Moreno, J.F. Martín Duque, J.M. Nicolau, A. Muñoz, I. Zapico ................. 365

Estimación de los tiempos de concentración: implicaciones de la simplificación morfométrica en el análisis hidrológico de caudales de avenida fluvial. L. Martins, A. Díez-Herrero, J.M. Bodoque, C. Bateira ...................................................................... 375

Versatilidad de la datación por luminiscencia en el estudio de suelos y depósitos de crecida. A. Medialdea, G. Benito y K.J. Thomsen ...................................................................... 383

Datación preliminar por ESR de la secuencia de terrazas fluviales del valle del Arlanza (Sector NE de la Cuenca del Duero, Burgos). D. Moreno, A. Benito-Calvo, C. Falguères, P. Voinchet, A. Pérez-González .................................................................... 391

Cambios morfológicos en el cauce del río Serpis tras la construcción del embalse de Beniarrés (Alicante, 1958-2013). A. Navarro, C. Sanchis-Ibor y F. Segura-Beltrán ... 399

Cambios recientes en el patrón de inundaciones en la rambla de Nogalte (Murcia). J. A. Ortega-Becerril, G. Garzón, M. Béjar-Pizarro y J.J. Martínez-Díaz ........................... 407

Dataciones cosmogénicas en el cañón del Bajo Guadiana: evolución de la terraza rocosa e incisión del canal interno. J.A. Ortega, G. Garzón, R. Tejero, A.S. Meriaux ................ 415

Geocronología de la actividad hidromagmática del maar de Cuelgaperros (Campo de Calatrava, Ciudad Real): nuevas aportaciones. M. A. Poblete, S. Beato, J.L. Marino y J. Ruiz ............................................................................................................................ 423

Pág.

UJA

Resaltado

Geomorfología fluvial

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XIV Reunión Nacional de Geomorfología. Málaga 2016 XIV Reunión Nacional de Geomorfología. Málaga 2016



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Cuantificación de incertidumbres en la reconstrucción hidráulica bidimensional de paleoinundaciones a velocidades

subcríticas en valles confinados (río Guadalquivir)

On the accuracy of two-dimensional hydraulic reconstruction of paleofloods at subcritical speed in a confined valley (Guadalquivir River)

P. Bohórquez1, F. García-García2 1 �Dpto.� Ingeniería� Mecánica� y�Minera,� CEACTierra,� Universidad� de� Jaén,� Campus� de� las� Lagunillas,� 23071� Jaén,�España.�[email protected]

2 �Dpto.�Geología,�CEACTierra,�Universidad�de�Jaén,�Campus�de�las�Lagunillas,�23071�Jaén,�España.�[email protected]

Resumen: En� este� trabajo� se� cuantifica� la� precisión� de� técnicas� de� reconstrucción� de�paleoinundaciones� fluviales� basadas� en� modelos� hidráulicos� bidimensionales.� Se� consideran�grandes� inundaciones� con� periodos� de� retorno� del� orden� de� 100� años� en� valles� confinados�de� pendiente� somera� que� desarrollan� velocidades� subcríticas� (número� de� Froude� <� 1).� El�interés� principal� del� sitio� de� estudio� seleccionado� radica� en� la� geomorfología� del� tramo� del�río,� la� naturaleza� torrencial� del� río� en�una� región� semiárida,� la�magnitud�de� los� caudales� que�contribuyen�en�más�del�70%�al�caudal�de�la�cuenca�durante�lluvias�extremas�y�la�rica�colección�de�datos�hidrológicos�existentes.�Estos�son:�largos�registros�temporales�en�estaciones�de�aforo,�evidencias�documentales�de�los�niveles�de�inundación�en�secciones�transversales�cruciales�para�la�reconstrucción�hidráulica�y,�finalmente,�evidencias�paleohidráulicas�formadas�por�secuencias�botánicas�y�sedimentarias.�Con�este�objetivo�se�ha�seleccionado�uno�de�los�primeros�ríos�aforados�de� España,� el� río� Guadalquivir.� La� coexistencia� de� estos� registros� durante� más� de� 100� años�permite� la�verificación�de� los� caudales� inferidos� en� la� reconstrucción�paleohidráulica� frente� a�medidas� sistemáticas� durante� las� inundaciones�más� severas.� La� curva�H(Q)� obtenida� a� partir�del�uso�combinado�de� información�documental�y� trabajos�de�campo�postevento�es� tan�precisa�como� la�medida�mediante� registros� instrumentales�en�estaciones�de�aforo,� siendo�H�el�calado�y�Q�el� caudal.�Se�ha� realizado�un�estudio�de� sensibilidad�para�caracterizar� la� influencia�de� la�longitud�del�tramo�del�canal�empleado�en�la�reconstrucción�hidráulica�a�velocidades�subcríticas,�los� efectos�de� aguas� atrás�originados� en� contracciones�del� canal�y� la�presencia�de�vegetación�de� ribera� heterogénea.� Se� concluye� que� los� errores� en� las� estimaciones� indirectas� del� caudal�deben�ser�minimizados�seleccionando�un�dominio�computacional�mucho�más�extenso�de�lo�que�a�priori�se�pudiera�pensar,�condiciones�de�contorno�verídicas�y�factores�de�fricción�calibrados�apropiadamente�en�un�periodo�de�tiempo�concreto.�

Palabras clave: inundaciones�históricas,�paleoindicadores,�reconstrucción�paleo-hidráulica,�río�Guadalquivir.

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Abstract: The objective of this paper is to examine the accuracy of paleoflood reconstruction techniques based on two-dimensional hydraulic modeling for large flood flow in bedrock streams at subcritical speeds. The main interest of the study site selected herein lies in the geomorphology of the river reach, the torrential nature of the river in cold semi-arid setting, the flood magnitudes that amounts up to 70% of the whole basin discharge during extreme rainfalls and the rich collection of hydrological data, namely: long records of instrumental data at gauging stations, documentary evidences of flood levels at cross sections crucial for the hydraulic reconstruction, and paleoflood signatures within sedimentary and botanical sequences. To this end, we selected one of the earliest gauged rivers in Spain. The co-existence of such records for more than one century allows us to verify the accuracy of retrodicted peak water discharges obtained in the paleoflood analysis against systematic values for the largest floods. Rating curve obtained from the combined use of documentary information and post-flood fieldworks was nearly as accurate as direct measurements in gauging station. A sensitivity study was conducted to quantify the influence of the channel reach length on the paleohydraulic reconstruction in subcritical flow regime, backwater effects from downstream channel contractions and heterogeneous riparian vegetation during high fluvial stage. Errors in the indirect estimation of peak flow discharges need to be minimized by selecting a large enough computational domain, trustworthy boundary conditions and calibration of the friction factor data at a fixed point in time.

Key words: Guadalquivir River, historical floods, paleostage indicators, paleoflood reconstruc-tion.

INTRODUCCIÓN

El� objetivo� principal� de� este� trabajo� es�cuantificar� la� precisión� de� las� estimaciones�indirectas� del� caudal� que� circula� por� valles�confinados� durante� eventos� de� inundaciones�extremas.�El�cálculo�indirecto�del�caudal�se�ha�realizado�mediante� la� aplicación� de� técnicas�estándar�de�hidrología�de�paleo-inundaciones�(Baker,�2008).�Con�tal�fin,�se�combinan�mode-los�hidráulicos�2D�basados�en�las�ecuaciones�de�Saint-Venant�para� lecho�fijo� con�un� com-pleto� conjunto� de� registros� instrumentales� y�paleo-indicadores� hidrológicos.� El� sitio� de�estudio�seleccionado�en�este�trabajo�garantiza�la� coexistencia�de� tres� factores�que�permiten�la� cuantificación� objetiva� de� la� precisión� de�los� resultados� paleo-hidrológicos.� Éstos� son:�el�uso�de�técnicas�instrumentales�para�la�mo-nitorización� de� las� condiciones� de� contorno�hidráulicas� (calado�y�caudal)�durante�más�de�

100�años,�la�existencia�de�una�gran�colección�de� paleo-indicadores� hidrológicos� bien� pre-servados� (registros� sedimentarios,� botánicos,�históricos� y� documentales)� tomados� in� situ�durante�y�post-evento�y,�finalmente,�la�estabi-lidad�de�las�secciones�transversales�del�cauce�que�se�garantiza�gracias�a�un�lecho�de�pizarra�no�erosionable.

La� Figura� 1�muestra� la� morfología� tan-to�del� tramo�del� río�Guadalquivir�estudiado�como�de�sus�proximidades.�El� tramo�objeto�de� la� reconstrucción� paleo-hidráulica� está�comprendido� entre� dos� llanuras� de� inunda-ción�próximas�a�Andújar�y�San�Julián,�donde�el� río� serpentea�y� describe� trenes� de�mean-dros�inestables�al�paso�del�tiempo�como�en�la�mayoría�de�su�trazado�(Uribelarrea�y�Benito,�2008).�El�tramo�de�interés�para�la�reconstruc-ción�paleo-hidráulica�está�excavado�sobre�un�lecho�de�pizarra,�no�erosionable�y�estable.�La�

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cota�del�lecho�en�el�tramo�estudiado�ha�sufri-do�tan�solo�modificaciones�menores�durante�los�últimos�100�años�debido�a� la�formación�de�barras�de�sedimento,�evolución�de�la�ve-getación� de� ribera� y� manejos� de� suelo.� De�acuerdo�con�la�clasificación�de�Buffington�y�Montgomery� (2013),� el� cauce� estudiado� es�tipo� duna-rizadura� en� valle� confinado� con�garganta� de� roca� estable� en� el� subtramo� de�entrada.� El� canal� de� entrada� tiene� una� lon-gitud�de�750�m�y�un�ancho�característico�de�190�m�aguas�abajo�de�la�Presa�de�Marmolejo�(ver�Figuras�1�y�2),� indicando�que� la� capa-cidad�de�transporte�de�sedimento�excede�los�aportes� de� sedimento� (Baker,� 1998).� El� ca-lado� del� río� durante� episodios� hidrológicos�extremos�es�típicamente�de�10�m�para�cauda-les�de�2000�m3s-1,�ver�Figura�2.�La�longitud�total�del�tramo�analizado�es�6�km�y�muestra�un�codo�abrupto�con�140º�de�ángulo�y�400�m�de�radio,�uniendo�dos�sub-tramos�rectilíneos�con�ancho�variable� en�condiciones�bankfull�entre�100�y�200�m.�La�pendiente� longitudi-nal� del� cauce� es�muy� somera� (valor�medio�0.076%)�e�induce�un�régimen�fluvial�subcrí-tico�para�los�caudales�registrados�en�los�últi-mos�100�años.

Teniendo�en�cuenta�estos�factores,�se�con-cluye�que�el�sitio�de�estudio�es�ideal�para�eva-luar� las� condiciones�hidráulicas�del� río� en� el�tramo�aguas�abajo�de�la�presa�mediante�el�uso�de� simulaciones�numéricas�2D�y�datos� siste-máticos�de� estaciones�de� aforo,� para�obtener�posteriormente� estimaciones� indirectas� del�caudal� usando� técnicas� indirectas� y� registros�paleo-hidrológicos� y,� finalmente,� para� veri-ficar� la� precisión� de� los� resultados� paleo-hi-drológicos.�Adicionalmente,� la� interpretación�combinada� de� dichos� resultados� permite� una�mejor� comprensión� de� la� respuesta� geomor-fológica� de� las� inundaciones,� crucial� para� la�elaboración�de�planes�de�gestión�y�mitigación�del� riesgo� de� inundación� (Baker,� 2008;� Car-ling,�2013).


INTRODUCCIÓN

El objetivo principal de este trabajo es cuantificar la precisión de las estimaciones indirectas del caudal que circula por valles confinados durante eventos de inundaciones extremas. El cálculo indirecto del caudal se ha realizado mediante la aplicación de técnicas estándar de hidrología de paleo-inundaciones (Baker, 2008). Con tal fin, se combinan modelos hidráulicos 2D basados en las ecuaciones de Saint-Venant para lecho fijo con un completo conjunto de registros instrumentales y paleo-indicadores hidrológicos. El sitio de estudio seleccionado en este trabajo garantiza la coexistencia de tres factores que permiten la cuantificación objetiva de la precisión de los resultados paleo-hidrológicos. Éstos son: el uso de técnicas instrumentales para la monitorización de las condiciones de contorno hidráulicas (calado y caudal) durante más de 100 años, la existencia de una gran colección de paleo-indicadores hidrológicos bien preservados (registros sedimentarios, botánicos, históricos y documentales) tomados in situ durante y post-evento y, finalmente, la estabilidad de las secciones transversales del cauce que se garantiza gracias a un lecho de pizarra no erosionable.

La Figura 1 muestra la morfología tanto del tramo del río Guadalquivir estudiado como de sus proximidades. El tramo objeto de la reconstrucción paleo-hidráulica está comprendido entre dos llanuras de inundación próximas a Andújar y San Julián, donde el río serpentea y describe trenes de meandros inestables al paso del tiempo como en la mayoría de su trazado (Uribelarrea y Benito, 2008). El tramo de interés para la reconstrucción paleo-hidráulica está excavado sobre un lecho de pizarra, no erosionable y estable. La cota del lecho en el tramo estudiado ha sufrido tan solo modificaciones menores durante los últimos 100 años debido a la formación de barras de sedimento, evolución de la vegetación de ribera y manejos de suelo. De acuerdo con la clasificación de Buffington y Montgomery (2013), el cauce estudiado es tipo duna-rizadura en valle confinado con garganta de roca estable en el subtramo de entrada. El canal de entrada tiene una longitud de 750 m y un ancho característico de 190 m aguas abajo de la Presa de Marmolejo (ver Figuras 1 y 2), indicando que la capacidad de transporte de sedimento excede los aportes de sedimento (Baker, 1998). El calado del río durante episodios hidrológicos extremos es típicamente de 10 m para caudales de 2000 m3s-1, ver Figura 2. La longitud total del tramo analizado es 6 km y muestra un codo abrupto con 140º de ángulo y 400 m de radio, uniendo dos sub-tramos rectilíneos con ancho variable en condiciones bankfull entre 100 y 200 m. La

pendiente longitudinal del cauce es muy somera (valor medio 0.076%) e induce un régimen fluvial subcrítico para los caudales registrados en los últimos 100 años.

Teniendo en cuenta estos factores, se concluye que el sitio de estudio es ideal para evaluar las condiciones hidráulicas del río en el tramo aguas abajo de la presa mediante el uso de simulaciones numéricas 2D y datos sistemáticos de estaciones de aforo, para obtener posteriormente estimaciones indirectas del caudal usando técnicas indirectas y registros paleo-hidrológicos y, finalmente, para verificar la precisión de los resultados paleo-hidrológicos. Adicionalmente, la interpretación combinada de dichos resultados permite una mejor comprensión de la respuesta geomorfológica de las inundaciones, crucial para la elaboración de planes de gestión y mitigación del riesgo de inundación (Baker, 2008; Carling, 2013).

FIGURA 1. Modelo Digital de Elevaciones (MDE) y localización del tramo del río Guadalquivir a su paso por la presa de Marmolejo, entre las llanuras de inundación de Andújar (aguas arriba) y San Julián (aguas abajo). El recuadro punteado corresponde al área simulada y fotografiada en las Figuras 2(c)-(d).

COLECCIÓN DE REGISTROS HIDROLÓGICOS

Se ha generado una extensa base de datos que sintetiza registros hidrológicos de los eventos de inundaciones ocurridos desde 1906 a partir de las siguientes fuentes: (i) registros instrumentales de caudales y calado en las centrales hidroeléctricas de Marmolejo (1963-actualidad) y sus predecesoras Electra y Aceñas de Marmolejo (1911-1926-1963); (ii) evidencias documentales compuestas por fotografías in situ tomadas en dos secciones estables de la presa y el puente Renacentista de San Bartolomé (1906-actualidad), fotografías tomadas desde helicóptero (2009-2010) y secuencias de ortofotos (1945-2014);

FIGURA�1.�Modelo Digital de Elevaciones (MDE) y lo-calización del tramo del río Guadalquivir a su paso por la presa de Marmolejo, entre las llanuras de inundación de Andújar (aguas arriba) y San Julián (aguas abajo). El recuadro punteado corresponde al área simulada y foto-grafiada en las Figuras 2(c)-(d).

COLECCIÓN DE REGISTROS HIDROLÓGICOS

Se� ha� generado� una� extensa� base� de� da-tos� que� sintetiza� registros� hidrológicos� de�los� eventos� de� inundaciones� ocurridos� desde�1906�a�partir�de�las�siguientes�fuentes:�(i)�re-gistros� instrumentales� de� caudales� y� calado�en�las�centrales�hidroeléctricas�de�Marmolejo�(1963-actualidad)� y� sus� predecesoras�Electra�y� Aceñas� de� Marmolejo� (1911-1926-1963);�(ii)� evidencias�documentales� compuestas�por�fotografías� in situ� tomadas� en� dos� secciones�estables�de� la�presa�y�el�puente�Renacentista�de�San�Bartolomé�(1906-actualidad),�fotogra-fías�tomadas�desde�helicóptero�(2009-2010)�y�secuencias�de�ortofotos�(1945-2014);�(iii)�se-cuencias�sedimentarias�formadas�por�grandes�superficies�de�clastos� imbricados�sobre�subs-trato�de�pizarra,�campos�de�dunas�compuestas�por�arcillas�y�arenas�finas�estratificadas,�depó-sitos�de�sedimento�fino�en�zonas�de�separación�de� flujo,� remanso,� uniones� con� tributarios� y�márgenes� inundados;� (iv)� evidencias� botá-nicas� de� elevaciones� máximas� de� lámina� de�agua�como�descortezados�de� troncos�y�broza�

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suspendida�en�los�ramales�de�rivera�(Bodoque�et al.,�2015).�

Usando�todas�estas�fuentes�de�datos�hidro-lógicos,�la�elevación�de�lámina�de�agua�puede�establecerse�usando�evidencias�documentales,�instrumentales,�botánicas�y�paleo-indicadores�

sedimentarios� principalmente� en� los� eventos�de�inundaciones�modernas�(Baker,�2008;�Be-nito�et al.,�2015).�En�efecto,�se�dispone�de�in-formación�de�todas�las�fuentes�de�datos�en�el�caso�particular�de� las� inundaciones�aconteci-das�en�los�años�hidrológicos�2009-2010-2013�(Bohorquez�et al.,�2014).


(iii) secuencias sedimentarias formadas por grandes superficies de clastos imbricados sobre substrato de pizarra, campos de dunas compuestas por arcillas y arenas finas estratificadas, depósitos de sedimento fino en zonas de separación de flujo, remanso, uniones con tributarios y márgenes inundados; (iv) evidencias botánicas de elevaciones máximas de lámina de agua como descortezados de troncos y broza suspendida en los ramales de rivera (Bodoque et al., 2015).

Usando todas estas fuentes de datos hidrológicos, la elevación de lámina de agua puede establecerse usando evidencias documentales, instrumentales, botánicas y paleo-indicadores sedimentarios principalmente en los eventos de inundaciones modernas (Baker, 2008; Benito et al., 2015). En efecto, se dispone de información de todas las fuentes de datos en el caso particular de las inundaciones acontecidas en los años hidrológicos 2009-2010-2013 (Bohorquez et al., 2014).

FIGURA 2. (a) Distribución en frecuencia y magnitud relativa de las inundaciones anuales del río Guadalquivir monitorizadas en la Presa de Marmolejo. (b) Curva de calado frente a caudal obtenida de lo registros instrumentales (puntos y cuadrados), documentales (círculos) y simulaciones numéricas (curva sólida continua). (c) Detalle de la malla computacional y del calado de agua simulado (escala de colores en metros) para un caudal de 510 m3/s en la presa de Marmolejo (Jaén). (d) Fotografía tomada desde helicóptero el 1 de Enero de 2010 para el mismo caudal.

La Figura 2 muestra los registros instrumentales de caudales y calado tanto en el embalse de la central hidroeléctrica como a pie de presa. A modo de ejemplo se ha incluido también un registro fotográfico del área inundada para un caudal de 510 m3/s. Se debe destacar el elevado grado de colmatación de sedimentos que muestra el vaso del embalse, aproximadamente un 70% del volumen está ocupado por lodos, lo cual constituye una fuente de sedimento fino para el tramo situado aguas abajo de la presa. Así pues, durante las

inundaciones modernas 2009-2013 se han producido multitud de depósitos de sedimento en el tramo del río que es objeto de la reconstrucción paleo-hidráulica. Este hecho incrementa el interés del sitio de estudio ya que el tramo analizado pasa de comportarse como un canal de transferencia de sedimento (capacidad de transporte de sedimento superior a los aportes desde la cuenca vertiente) entre dos llanuras de inundación a un canal agradado (disponibilidad de sedimento mayor a la capacidad de transporte), de acuerdo con la

FIGURA�2.�(a) Distribución en frecuencia y magnitud relativa de las inundaciones anuales del río Guadalquivir monito-rizadas en la Presa de Marmolejo. (b) Curva de calado frente a caudal obtenida de lo registros instrumentales (puntos y cuadrados), documentales (círculos) y simulaciones numéricas (curva sólida continua). (c) Detalle de la malla computa-cional y del calado de agua simulado (escala de colores en metros) para un caudal de 510 m3/s en la presa de Marmolejo (Jaén). (d) Fotografía tomada desde helicóptero el 1 de Enero de 2010 para el mismo caudal

La� Figura� 2�muestra� los� registros� instru-mentales�de�caudales�y�calado�tanto�en�el�em-balse�de�la�central�hidroeléctrica�como�a�pie�de�presa.�A�modo�de�ejemplo�se�ha�incluido�tam-bién�un�registro�fotográfico�del�área�inundada�para�un�caudal�de�510�m3/s.�Se�debe�destacar�el�elevado�grado�de�colmatación�de�sedimen-tos�que�muestra�el�vaso�del�embalse,�aproxi-

madamente�un�70%�del�volumen�está�ocupa-do�por�lodos,�lo�cual�constituye�una�fuente�de�sedimento� fino� para� el� tramo� situado� aguas�abajo�de�la�presa.�Así�pues,�durante�las�inun-daciones�modernas�2009-2013�se�han�produ-cido�multitud�de�depósitos�de�sedimento�en�el�tramo�del� río�que�es�objeto�de� la� reconstruc-ción�paleo-hidráulica.�Este�hecho� incrementa�

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el�interés�del�sitio�de�estudio�ya�que�el�tramo�analizado�pasa�de�comportarse�como�un�canal�de� transferencia� de� sedimento� (capacidad� de�transporte�de�sedimento�superior�a�los�aportes�desde� la� cuenca� vertiente)� entre� dos� llanuras�de� inundación�a�un�canal� agradado� (disponi-bilidad�de�sedimento�mayor�a�la�capacidad�de�transporte),� de� acuerdo� con� la� clasificación�geomorfológica�de�Buffington�y�Montgomery�(2013).�La�Figura�3�muestra�otros�orígenes�de�información� hidrológica� como� son� fotogra-fías� históricas� (en� este� caso� en� el� Balneario�de�Marmolejo�y�el�puente�de�San�Bartolomé)�y�registros�botánicos�de�heridas�en�tronco�de�árboles.


clasificación geomorfológica de Buffington y Montgomery (2013). La Figura 3 muestra otros orígenes de información hidrológica como son fotografías históricas (en este caso en el Balneario de Marmolejo y el puente de San Bartolomé) y registros botánicos de heridas en tronco de árboles.

FIGURA 3. (a) Posicionamiento de registros documentales usando un láser Leica DISTOTM S910 a pie de presa. (b) Fotografía del Balneario de Marmolejo y Puente de San Bartolomé durante la inundación de 1963 para un caudal de 2200 m3/s. (c) Marcas de agua indicadas por descortezados en tronco de árboles debido al impacto de objetos durante la inundación.

Dichas evidencias se emplearon para inferir la elevación de la lámina de agua conocido el caudal. En primer lugar se posicionaron los registros documentales con un moderno láser Leica DISTOTM S910 (tecnología Suiza), ver Figura 3(a). Seguidamente se correlacionó la fecha del registro con el caudal circulante por la presa y, así, se obtuvo la curva caudal versus altura tanto en la presa de Marmolejo como en el puente de San Bartolomé. La Figura 2(b) muestra con círculos sólidos los resultados a pie de presa basados en fotografías tomadas durante los años 2009-2013. Se debe destacar el excelente acuerdo que existe respecto de las medidas instrumentales (símbolos cuadrados). Análogamente, se posicionaron el resto de registros botánicos y sedimentarios, aunque su datación y correlación con un evento concreto de inundaciones no fue posible. Las elevaciones de los registros hidrológicos más relevantes se muestran en la Figura 4 en función de la distancia longitudinal a la sección de entrada (presa). Las elevaciones inferidas para los caudales más representativos de las inundaciones del 2009-2013 (1400 y 2000 m3/s) así como de la mayor inundación registrada en 1963 (2860 m3/s), ver símbolos cuadrados, coinciden en gran medida con las simulaciones numéricas (ver Figura 4).

RESULTADOS HIDRÁULICOS Y DISCUSIÓN

La herramienta de cálculo numérico empleada en este estudio es DassFlow-Hydro 2.0 (Couderc y col., 2015). DassFlow-Hydro resuelve las ecuaciones de

Saint-Venant 2D sobre lecho fijo en mallas estructuradas y no estructuradas mediante una técnica de volúmenes finitos de alto orden de precisión (segundo orden de consistencia tanto en espacio como en tiempo). DassFlow-Hydro presenta como principal ventaja la licencia GNU GPL mediante la cual se distribuye su código fuente, así como la paralelización MPI que posibilita la disminución del tiempo de cálculo por debajo del tiempo real en las inundaciones aquí descritas. La disponibilidad del código fuente es un valor añadido ya que facilita la incorporación de modelos de lecho móvil tipo Exner (trabajo en curso).

Bohorquez et al. (2014) demuestra que es posible simplificar la complejidad del cálculo hidrodinámico de crecidas extremas en el río Guadalquivir usando la hipótesis de onda difusiva. Dicha técnica de simulación ha sido empleada por los Autores en trabajos previos sobre cuencas no aforadas (Bohorquez y Darby, 2008; Bohorquez et al. 2013). Las inundaciones estudiadas aquí presentan como ventaja la existencia de registros instrumentales que permiten predecir las áreas inundadas y el calado del flujo sin el uso de registros paleo-hidrológicos. Estos registros adicionales serán usados a posteriori para verificar la precisión de las técnicas de estimación indirectas de caudales comunes en paleo-hidrología.

Para garantizar la precisión de los resultados numéricos, se ha modelado con detalle la geometría de la presa y aliviaderos, el lecho del río y el embalse (curvas de nivel proporcionadas por la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir). Se muestra un detalle de la malla computacional resultante en la figura 2(c). Nótese el refinamiento progresivo en la zona próxima a los aliviaderos y a las compuertas donde la resolución espacial se ha disminuido por debajo de 1 m, mientras que el tamaño de las celdas computacionales se degrada hasta 10 m a medida que la distancia a la presa aumenta. El dominio computacional se extiende hasta la llanura de inundación de San Julián, que también ha sido modelada con detalle. Teniendo en cuenta que las condiciones de contorno hidráulicas en la presa son conocidas a partir de los registros instrumentales, la elección de tan extenso dominio computacional permite eliminar cualquier incertidumbre asociada a la imposición de condiciones de contorno en la entrada o salida del tramo simulado.

Se han ejecutado simulaciones numéricas para caudales constantes Q entre 50 y 3000 m3/s, que han permitido el cálculo de la curva H(Q) en las secciones de interés (embalse, presa y puente). La figura 2(b) muestra los resultados numéricos en el embalse de la central hidroeléctrica (línea de trazos), en buen acuerdo

FIGURA�3.�(a) Posicionamiento de registros documenta-les usando un láser Leica DISTOTM S910 a pie de presa. (b) Fotografía del Balneario de Marmolejo y Puente de San Bartolomé durante la inundación de 1963 para un caudal de 2200 m3/s. (c) Marcas de agua indicadas por descortezados en tronco de árboles debido al impacto de objetos durante la inundación

Dichas�evidencias�se�emplearon�para�infe-rir�la�elevación�de�la�lámina�de�agua�conocido�el�caudal.�En�primer�lugar�se�posicionaron�los�registros�documentales�con�un�moderno�láser�Leica�DISTOTM�S910�(tecnología�Suiza),�ver�Figura�3(a).�Seguidamente�se�correlacionó� la�fecha�del�registro�con�el�caudal�circulante�por�la�presa�y,�así,�se�obtuvo�la�curva�caudal�versus�altura�tanto�en�la�presa�de�Marmolejo�como�en�el� puente� de� San�Bartolomé.� La� Figura� 2(b)�muestra�con�círculos� sólidos� los� resultados�a�pie� de� presa� basados� en� fotografías� tomadas�durante�los�años�2009-2013.�Se�debe�destacar�el�excelente�acuerdo�que�existe�respecto�de�las�

medidas�instrumentales�(símbolos�cuadrados).�Análogamente,�se�posicionaron�el�resto�de�re-gistros�botánicos�y� sedimentarios,� aunque� su�datación�y�correlación�con�un�evento�concreto�de�inundaciones�no�fue�posible.�Las�elevacio-nes�de�los�registros�hidrológicos�más�relevan-tes�se�muestran�en�la�Figura�4�en�función�de�la�distancia�longitudinal�a�la�sección�de�entrada�(presa).�Las�elevaciones�inferidas�para�los�cau-dales�más�representativos�de�las�inundaciones�del�2009-2013�(1400�y�2000�m3/s)�así�como�de�la�mayor�inundación�registrada�en�1963�(2860�m3/s),� ver� símbolos� cuadrados,� coinciden� en�gran�medida�con� las� simulaciones�numéricas�(ver�Figura�4).

RESULTADOS HIDRÁULICOS Y DISCUSIÓN

La� herramienta� de� cálculo� numérico� em-pleada� en� este� estudio� es� DassFlow-Hydro�2.0� (Couderc� et al.,� 2015).�DassFlow-Hydro�resuelve� las� ecuaciones� de� Saint-Venant� 2D�sobre� lecho�fijo�en�mallas�estructuradas�y�no�estructuradas� mediante� una� técnica� de� volú-menes�finitos�de�alto�orden�de�precisión� (se-gundo�orden�de�consistencia�tanto�en�espacio�como� en� tiempo).� DassFlow-Hydro� presenta�como�principal�ventaja�la�licencia�GNU�GPL�mediante�la�cual�se�distribuye�su�código�fuen-te,�así�como�la�paralelización�MPI�que�posibi-lita�la�disminución�del�tiempo�de�cálculo�por�debajo� del� tiempo� real� en� las� inundaciones�aquí� descritas.� La� disponibilidad� del� código�fuente� es� un�valor� añadido�ya�que� facilita� la�incorporación�de�modelos�de�lecho�móvil�tipo�Exner�(trabajo�en�curso).

Bohorquez�et al.�(2014)�demuestra�que�es�posible�simplificar�la�complejidad�del�cálculo�hidrodinámico�de�crecidas�extremas�en�el�río�Guadalquivir�usando�la�hipótesis�de�onda�difu-siva.�Dicha�técnica�de�simulación�ha�sido�em-pleada�por�los�Autores�en�trabajos�previos�so-bre�cuencas�no�aforadas�(Bohorquez�y�Darby,�

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2008;�Bohorquez�et al.�2013).�Las�inundacio-nes�estudiadas�aquí�presentan�como�ventaja�la�existencia�de�registros�instrumentales�que�per-miten�predecir�las�áreas�inundadas�y�el�calado�del�flujo�sin�el�uso�de�registros�paleo-hidroló-gicos.�Estos�registros�adicionales�serán�usados�a� posteriori� para� verificar� la� precisión� de� las�técnicas�de�estimación�indirectas�de�caudales�comunes�en�paleo-hidrología.

Para�garantizar� la�precisión�de� los� resulta-dos�numéricos,�se�ha�modelado�con�detalle� la�geometría� de� la� presa� y� aliviaderos,� el� lecho�del� río� y� el� embalse� (curvas� de� nivel� propor-cionadas�por�la�Confederación�Hidrográfica�del�Guadalquivir).�Se�muestra�un�detalle�de�la�ma-lla�computacional� resultante�en� la�figura�2(c).�Nótese� el� refinamiento� progresivo� en� la� zona�próxima� a� los� aliviaderos� y� a� las� compuertas�donde�la�resolución�espacial�se�ha�disminuido�por�debajo�de�1�m,�mientras�que�el�tamaño�de�las�celdas�computacionales�se�degrada�hasta�10�m�a�medida�que�la�distancia�a�la�presa�aumenta.�El�dominio�computacional�se�extiende�hasta�la�llanura�de�inundación�de�San�Julián,�que�tam-bién�ha�sido�modelada�con�detalle.�Teniendo�en�cuenta�que�las�condiciones�de�contorno�hidráu-licas�en�la�presa�son�conocidas�a�partir�de� los�registros�instrumentales,�la�elección�de�tan�ex-tenso�dominio�computacional�permite�eliminar�cualquier� incertidumbre�asociada�a� la� imposi-ción�de�condiciones�de�contorno�en�la�entrada�o�salida�del�tramo�simulado.

Se� han� ejecutado� simulaciones� numéricas�para� caudales� constantes� Q� entre� 50� y� 3000�m3/s,�que�han�permitido�el�cálculo�de�la�curva�H(Q)�en�las�secciones�de�interés�(embalse,�presa�y�puente).�La�figura�2(b)�muestra�los�resultados�numéricos�en�el�embalse�de�la�central�hidroeléc-trica�(línea�de�trazos),�en�buen�acuerdo�con�las�medidas�instrumentales�(nube�puntos)�para�cau-dales�altos�(>�500�m3/s),�escenario�en�el�que�las�compuertas� ataguías� están� totalmente� abiertas.�Los�resultados�en�el�embalse�son�independien-

tes�del�coeficiente�de�Manning�(n)�empleado�en�el�cálculo�mientras�que�a�pie�de�presa�los�resul-tados� numéricos� son�mucho�más� sensibles.�A�caudales� inferiores�a�1000�m3/s,� las�prediccio-nes�numéricas�coinciden�con� los� registros� ins-trumentales�y�documentales�para�n=0.2� s/m1/3.�Para�caudales�superiores�a�1000�m3/s�se�observa�que�es�necesario� incrementar�el� coeficiente�de�fricción�para�reproducir�los�registros�instrumen-tales�(años�1910-1930)�y�los�registros�documen-tales� (años�2009-2013)�hasta� los� límites� supe-riores�0.45�s/m1/3�y�0.55�s/m1/3,�respectivamente.�El�análisis�de� los�registros�documentales�en�la�sección�del�puente�de�San�Bartolomé,�ver�figu-ra�4(a),�corrobora�los�valores�del�coeficiente�de�fricción�inferidos�a�pie�de�presa.

La� figura� 4(a)�muestra� el� perfil� longitudi-nal�de�la� lámina�de�agua�para�caudales�carac-terísticos�de�inundaciones�recientes�(500,�1400�y�2000�m3/s)�e�históricas�(3000�m3/s)�desde�la�presa�hasta�la�llanura�de�San�Julián.�La�lámina�de�agua�es�continua�y�presenta�similar�pendien-te�en�todos�los�tramos�para�500�m3/s.�A�caudales�mayores�se�observa�un�notorio�incremento�de�la�pendiente�de�la�lámina�de�agua�a�distancias�de�la�presa�de�5�km�debido�a�la�expansión�brusca�del�flujo�desde�el�canal�confinado�del�río�hacia�la� llanura� de� inundación.�La� elevación� de� los�depósitos�de�sedimento�fino�en�las�márgenes�de�este� tramo� (marcado� con� una� cruz)� coinciden�con� los� cálculos� correspondientes� al� episodio�de�inundación�de�2013�(caudal�1400�m3/s).�Es-tas� evidencias� sedimentológicas� se� observan�claramente� en� la� ortofoto� de� 2014,� habiendo�permitido�delimitar�el�área�inundada�en�todo�el�tramo�estudiado.�La�figura�4(b)�muestra�con�tra-zo�continuo�los�depósitos�de�sedimento�detec-tados.�Nótese�el�buen�acuerdo�que�existe�con�el�área�inundada�en�la�simulación�numérica�(zona�coloreada�en�azul).�En�el�talud�interior�del�codo�que�describe�el�río�a�2.5�km�de�la�presa�se�ha�localizado�una�barra�lateral.�Se�eleva�hasta�180�m,�cota�que�coincide�con�la�de�los�numerosos�troncos� de� árboles� depositados� en� la� margen�

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exterior�del�codo�por�efecto�de� la� fuerza�cen-trífuga.�La�elevación�del�talud�sobre�la�barra�de�sedimento� (184�m)�coincide�con� la� lámina�de�agua�para�Q=2000�m3/s,�siendo�éste�una�posi-ble�fuente�de�sedimento�de�la�barra�inferior�en�los�episodios�2009-2010.�

Finalmente,� en� la� sección� del� puente� de�San�Bartolomé,�las�marcas�de�agua�en�sus�pila-res,�las�barras�de�sedimento�depositadas�aguas�abajo� del� mismo� y� los� descortezados� de� los�

árboles�pueden�ser�fácilmente�correlacionados�con� los� distintos� episodios� de� inundaciones�gracias�a�la�interpretación�conjunta�de�los�re-sultados� hidráulicos,� registros� instrumentales�y� documentales.� Los� registros� botánicos� re-cogen�únicamente�la�inundación�más�reciente�(abril� de� 2013),� las�marcas� estructurales� son�de� la� inundación�del� 2009� (2000�m3/s)� y� los�sedimentarios� están� correlacionados� con� la�inundación�de�Febrero�de�1963�(3000�m3/s).


con las medidas instrumentales (nube puntos) para caudales altos (> 500 m3/s), escenario en el que las compuertas ataguías están totalmente abiertas. Los resultados en el embalse son independientes del coeficiente de Manning (n) empleado en el cálculo mientras que a pie de presa los resultados numéricos son mucho más sensibles. A caudales inferiores a 1000 m3/s, las predicciones numéricas coinciden con los registros instrumentales y documentales para n=0.2 s/m1/3. Para caudales superiores a 1000 m3/s se observa que es necesario incrementar el coeficiente de fricción para reproducir los registros instrumentales (años 1910-1930) y los registros documentales (años 2009-2013) hasta los límites superiores 0.45 s/m1/3 y 0.55 s/m1/3, respectivamente. El análisis de los registros documentales en la sección del puente de San Bartolomé, ver figura 4(a), corrobora los valores del coeficiente de fricción inferidos a pie de presa.

La figura 4(a) muestra el perfil longitudinal de la lámina de agua para caudales característicos de inundaciones recientes (500, 1400 y 2000 m3/s) e históricas (3000 m3/s) desde la presa hasta la llanura de San Julián. La lámina de agua es continua y presenta similar pendiente en todos los tramos para 500 m3/s. A caudales mayores se observa un notorio incremento de la pendiente de la lámina de agua a distancias de la presa de 5 km debido a la expansión brusca del flujo desde el canal confinado del río hacia la llanura de inundación. La elevación de los depósitos de sedimento fino en las márgenes de este tramo (marcado con una

cruz) coinciden con los cálculos correspondientes al episodio de inundación de 2013 (caudal 1400 m3/s). Estas evidencias sedimentológicas se observan claramente en la ortofoto de 2014, habiendo permitido delimitar el área inundada en todo el tramo estudiado. La figura 4(b) muestra con trazo continuo los depósitos de sedimento detectados. Nótese el buen acuerdo que existe con el área inundada en la simulación numérica (zona coloreada en azul). En el talud interior del codo que describe el río a 2.5 km de la presa se ha localizado una barra lateral. Se eleva hasta 180 m, cota que coincide con la de los numerosos troncos de árboles depositados en la margen exterior del codo por efecto de la fuerza centrífuga. La elevación del talud sobre la barra de sedimento (184 m) coincide con la lámina de agua para Q=2000 m3/s, siendo éste una posible fuente de sedimento de la barra inferior en los episodios 2009-2010.

Finalmente, en la sección del puente de San Bartolomé, las marcas de agua en sus pilares, las barras de sedimento depositadas aguas abajo del mismo y los descortezados de los árboles pueden ser fácilmente correlacionados con los distintos episodios de inundaciones gracias a la interpretación conjunta de los resultados hidráulicos, registros instrumentales y documentales. Los registros botánicos recogen únicamente la inundación más reciente (Abril de 2013), las marcas estructurales son de la inundación del 2009 (2000 m3/s) y los sedimentarios están correlacionados con la inundación de Febrero de 1963 (3000 m3/s).

FIGURA 4. Elevación de la lámina de agua a lo largo del cauce obtenida mediante simulaciones numéricas (500, 1400, 2000 y 3000 m3/s), registros instrumentales (símbolos cuadrados), registros botánicos (triángulos verdes hacia arriba), barras laterales de sedimento (triángulos marrones hacia abajo), marcas de agua en pila de puente (círculo azul) y depósitos de sedimento fino en zonas de remanso, uniones con tributarios y márgenes seco/mojado (cruces). La imagen de la derecha muestra el área inundada en la simulación numérica 2D (color azul) para un caudal de 1400 m3/s y la localización de depósitos de sedimento fino en las márgenes del río (línea continua negra) durante la inundación de 2013 para caudal de 1434 m3/s. El buen acuerdo de los registros hidrológicos y la simulación numérica muestran la precisión de los cálculos realizados.

FIGURA�4.�Elevación de la lámina de agua a lo largo del cauce obtenida mediante simulaciones numéricas (500, 1400, 2000 y 3000 m3/s), registros instrumentales (símbolos cuadrados), registros botánicos (triángulos verdes hacia arriba), barras laterales de sedimento (triángulos marrones hacia abajo), marcas de agua en pila de puente (círculo azul) y depósitos de sedimento fino en zonas de remanso, uniones con tributarios y márgenes seco/mojado (cruces). La imagen de la derecha muestra el área inundada en la simulación numérica 2D (color azul) para un caudal de 1400 m3/s y la localización de depósitos de sedimento fino en las márgenes del río (línea continua negra) durante la inundación de 2013 para caudal de 1434 m3/s. El buen acuerdo de los registros hidrológicos y la simulación numérica muestran la precisión de los cálculos realizados

CONCLUSIONES

En�este�trabajo�se�han�reconstruido�eventos�de�inundaciones�extremas�en�el�Cuenca�Alta�del�río�Guadalquivir�a�su�paso�por�la�presa�de�Mar-molejo� (provincia� de� Jaén)� con� caudales� pico�de�3000�m3/s�registrados�en�el�periodo�temporal�1911-2015.�Las� incertidumbres�asociadas�a� la�metodología�de� reconstrucción�de�paleo-inun-daciones� pueden� disminuir� complementado�los� registros� sedimentarios� con� otras� fuentes�de�datos�hidrológicos�como�información�docu-

mental,�medidas�instrumentales�y�registros�bo-tánicos.�La�interpretación�combinada�de�todos�los� datos� permite� una� mejor� comprensión� de�la�respuesta�geomorfológica�del�cauce�durante�crecidas� extremas.� El� legado� sedimentario� de�barras� laterales� y� la� erosión� de� taludes� grava�las�inundaciones�más�severas.�Los�depósitos�de�sedimento� en� las�márgenes� de� las� llanuras� de�inundación�recogieron�los�eventos�más�recien-te.� Desafortunadamente,� el� manejo� y� uso� del�suelo�y�la�cubierta�vegetal�han�borrado�los�de-pósitos�previos�a�2013.�En�referencia�a�descor-

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tezados�y�otros�indicios�de�carácter�botánico�se�observa�que�éstos�recogen�únicamente�inunda-ciones� recientes� (2009-2013).� Finalmente,� los�registros� fotográficos� e� instrumentales� fueron�de�gran�valor�y�permitieron�una�cuantificación�exhaustiva�de�la�curva�calado-caudal�para�el�pe-riodo�temporal�1911-2014.�

El�hecho�de�que� las� inundaciones�moder-nas�registren�mayor�coeficiente�de�fricción�que�en�años�previos�a�la�regulación�del�cauce�re-fleja�el�crecimiento�de�la�vegetación�de�ribera�y� la�colonización�de� las�barras�de� sedimento�con�la�puesta�en�funcionamiento�de�la�presa�de�Marmolejo�(año�1962).�Esto�induce�un�incre-mento�de�la�resistencia�hidráulica�y,�por�tanto,�produce� calados�H� mayores� para� un� mismo�caudal�Q,�ver�figura�2(b),�lo�cual�se�traduce�en�un�incremento�del�riesgo�de�inundación�en�los�tramos� regulados� del� río.� Estas� conclusiones�son�cruciales�para�la�elaboración�de�planes�de�gestión�y�mitigación�del�riesgo�de�inundación�a�largo�plazo�(>25�años)�en�el�contexto�de�la�Directiva�Europea�2007/60.

AGRADECIMIENTOS

Trabajo� financiado� por� la� Caja� Rural� de�Jaén�y�la�Universidad�de�Jaén�(proyectos�No.�UJA2013/08/21�y�UJA2014/07/04),�así�como�por�el�Ministerio�de�Economía�y�Competitivi-dad�(CGL2015-70736-R).

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comprendiendo el relieve: del pasado al...

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