XII Reunión Nacional de Geomorfología, Santander 2012
469
CARACTERIZACIÓN GRANULOMÉTRICA DE BARRAS SEDIMENTARIAS EN LA ZONA DE CONFLUENCIA DE LOS TRAMOS BAJOS DE LOS RÍOS ARGA Y ARAGÓN (NAVARRA) Grain size characterization of fluvial sediment bars in the confluence of the lower reaches of Arga and Aragón Rivers (Navarre)
A. Ibisate (1), J.P. Martín-Vide (2), E. Díaz (1), C.M. Baldissone (2), V. Acín (4), D. Granado (4) y A. Ollero (5) (1) (2) (3) (4)
Dpto. de Geografía, Prehistoria y Arqueología, Universidad del País Vasco, UPV/EHU, c/ Tomás y Valiente s/n, 01006 Vitoria-Gasteiz,
[email protected] Área de Ingeniería Hidráulica, Universidad Politécnica de Cataluña Ecoter (Ecología y Territorio S.C.) Dpto. de Geografía y Ordenación del Territorio, Universidad de Zaragoza
Abstract: The Arga and Aragón Rivers registered at their confluence an important fluvial dynamics until the middle of 20th century. However the impacts found in both basins have intensively reduced this and have affected the fluvial planform and sediment yield. A grain size characterization of the sediments in all the sediment bars has been performed in order to observe differences among three different reaches (Arga River, Aragón River, and once both are joined) and between the surface and subsurface material. A cartographic representation is provided in order to show the spatial distribution of grain size along the river. Palabras clave: caracterización granulométrica, barras sedimentarias, río Arga, río Aragón Key words: grain size characterization, sediment bars, Arga River, Aragón River
1. INTRODUCCIÓN La caracterización granulométrica de los sedimentos fluviales aporta abundante información sobre la dinámica fluvial (García, 1994; García y Martín-Vide, 2001; Malavoi et al., 2011; Martín Vide, 2006). La zona de confluencia de los tramos bajos de los ríos Arga y Aragón ha constituido un área de elevada dinámica geomorfológica hasta mediados del s. XX, caracterizada por cauces meandriformes libres con cambios de trazado y abundancia de extensas barras sedimentarias (Jimeno, 1996). El río Aragón (Navarra) tras confluir el Arga, duplica el caudal del río Ebro, del que es afluente por su margen izquierda. Los usos antrópicos introducidos en el sistema fluvial a partir de esa fecha (embalses de Yesa e Itoiz, profusión de defensas laterales, canalización del tramo bajo del Arga, dragados, minicentrales hidroeléctricas…) han dado como
respuesta una reducción notable de la anchura de la banda activa del cauce y, dentro de la misma, de la superficie ocupada por las barras sedimentarias. El análisis diacrónico de fotografías aéreas ha mostrado que la disposición de los sedimentos en estos cauces ha cambiado a la vez que lo hacía su dinámica: el río Aragón ha pasado de una forma en planta wandering (divagante) a una de tipo meandriforme con barras, y el río Arga, al ser canalizado y con ello ver reducida la sinuosidad propia de un cauce meandriforme con barras, ha pasado a disponer de barras laterales en un cauce artificial de baja sinuosidad. Se ha procedido a realizar una caracterización granulométrica de casi la totalidad de barras existentes en el cauce de los tramos bajos de los ríos Arga y Aragón. El fin es conocer la distribución granulométrica en los distintos sectores funcionales del tramo estudiado como paso previo al trabajo sobre la dinámica fluvial,
Sesión VIII. Procesos Fluviales
470
XII Reunión Nacional de Geomorfología, Santander 2012
de cara a la restauración de la zona, impactada por los embalses situados aguas arriba y las actuaciones en el cauce. 2. ÁREA DE ESTUDIO Y METODOLOGÍA El área de estudio se ha divido en tres sectores funcionales: sector Arga (desde Falces hasta la zona de confluencia, 14,6 km), sector Aragón (desde Caparroso hasta la zona de confluencia, 20 km), y sector confluencia (río Aragón desde la misma hasta unos 8,1 kilómetros aguas abajo, antes de la confluencia en el Ebro) (Fig. 1).
Fig. 2. Muestreos superficiales realizados en todas las barras disponibles
Así, en el sector Arga se muestrearon 17 barras (58 muestreos), en el sector Aragón 9 barras (28 muestreos) y en el de la confluencia 6 barras (19 muestreos) (Fig. 1). En las líneas A y B se midió el lado menor y pesó un mínimo de 100 piezas (Wolman, 1954; Hey y Thorne, 1983 García y Martín-Vide, 2001).
Fig. 1. Sectores funcionales y barras muestreadas en cada uno de ellos
El estudio se ha fundamentado en un primer trabajo de campo consistente en la recogida de muestras superficiales y subsuperficiales en las barras de los cauces a lo largo del verano y otoño de 2009, y un posterior análisis estadístico en gabinete. 2.1. Muestreo superficial Para el análisis granulométrico superficial se tomaron en todas las barras muestras longitudinales en la zona superior (A) y de la adyacente a la línea de agua (B) (Fig.2).
2.2. Muestreo subsuperficial Las muestras bajo la superficie se tomaron lo más cerca posible del agua, retirando la capa superficial (Fig.3), que puede haber sido segregada por la acción del agua. La cantidad tomada, entre 168 y 723 kg de lo que ofrece una cucharada de la máquina retroexcavadora, es mayor que 100 veces el peso de la partícula más grande y se excavó una profundidad >30 cm, con el fin de que fuera superior a tres veces el diámetro de la partícula superior. Las partículas mayores de 125 mm (el mayor tamiz en el laboratorio) eran pesadas y medidas aparte en el campo, para luego sumarlas a la curva granulométrica dada por el laboratorio. El resto era llevado al laboratorio y analizado por tamizado. Se ha aplicado, por tanto, un método
XII Reunión Nacional de Geomorfología, Santander 2012
volumétrico. Para la toma, como se ha señalado, se ha limpiado primeramente la zona superficial de manera que no se tenga en cuenta aquel material que haya podido estar clasificado por la acción del agua. Para garantizar la representatividad de la muestra se tomó una cantidad tal que el peso de la partícula mayor fuera inferior al 1% del peso total de la muestra. Esta selección se realizó en el momento de cargar las bolsas de muestreo pesando las muestras de mayor tamaño.
471 mientras que en los sectores Aragón y confluencia es heterogénea (Fig.4). El análisis volumétrico de muestras bajo la superficie indica que el tamaño mediano (D50) es menor en el Arga (19,6 mm) que en el Aragón (30,3 mm) y la confluencia (26,7 mm) (Tabla 1). En el Arga entre la muestra superior y la inferior, distanciadas unos 13 km, también puede apreciarse una ligera disminución de tamaño. Esto es dudoso en el Aragón, salvo si precisamente se considera el Aragón antes y después de recibir al Arga (confluencia) (Fig. 4). Si la mezcla de un volumen sólido de 30,3 mm y uno de 19,6 mm da un lecho de tamaño 26,7 mm puede estimarse que 2/3 del caudal sólido de fondo proviene del Aragón y 1/3 del Arga.
Fig.3. Trabajo de campo de extracción de muestras bajo la superficie
Para el análisis volumétrico se realizaron 7 muestras en el sector Arga, 5 en el Aragón y 3 en la confluencia (Fig. 1). En 10 casos estas tomas coinciden con barras estudiadas en el análisis superficial. Todo ello se ha completado con una representación cartográfica en la que se ha combinado el tamaño mediano superficial y subsuperficial de las distintas barras. 3. RESULTADOS Los sedimentos que se han muestreado son cantos y gravas, predominando estas últimas. El tamaño mediano de los sedimentos (D50) es menor en el Arga (34,84 mm) que en el Aragón (41,8 mm) y la confluencia (36,6 mm). Dentro de una misma barra, los tamaños medios son mayores en la línea B (37,3-47,4-42,8 mm) que en la A (33,7-36,5-35,1 mm) (Tabla 1). En el sector del Arga la tendencia es descendente de aguas arriba a aguas abajo,
Fig.4 Distribución de D50 superficial y subsuperficial en las distintas barras de los bajos Arga y Aragón
Los tamaños superficiales son mayores que los tamaños bajo la superficie, lo que sugiere que existe un acorazamiento, mayor en el Arga que en el Aragón. Los valores de dispersión (D84 relacionado con
Sesión VIII. Procesos Fluviales
XII Reunión Nacional de Geomorfología, Santander 2012
472 D16) del material subsuperficial, en torno a 3, son un poco mayores en el Aragón (tramo antes y posterior a la confluencia) que en el Arga y siempre mayores que los de las muestras superficiales. El bajo valor de la dispersión en la superficie es característico de los materiales acorazados (Tabla 1). Tabla 1. D50, peso y s superficial y subsuperficial en los distintos tramos y para cada línea de la barra superficial muestreada (s, dispersión granulométrica)
D50 (mm) superficial
x A B
D50 (mm) subsuperficial s A superficial B s subsuperficial Peso (g) x superficial A
B
Arga 34,84 33,74 37,28
Aragón 41,80 36,50 47,39
Confluencia 36,60 35,12 42,80
19,60
30,30
26,70
1,50 1,49
1,46 1,58
1,52 1,57
2,75
3,61
2,2
87 79,12 104,8
203 101,2 294,8
258 93,84 169,7
El peso medio de los sedimentos superficiales, muy vinculado al caudal de cauce lleno (bankfull), también es superior en los sectores de la confluencia (258 g) y del Aragón (203 g) que en el sector Arga (87 g). Asimismo se aprecia un mayor peso en la línea B, coincidiendo con el mayor tamaño de dichos sedimentos. 4. CONCLUSIÓN A pesar de las detracciones de caudal que presenta el Aragón (Yesa, Itoiz, minicentrales, riego), el tamaño y movilidad de sus sedimentos son mayores en términos generales que el Arga. Éste último se ve afectado por la canalización e incisión del lecho. Por otra parte es apreciable el grado de acorazamiento de los sedimentos, siendo considerablemente mayor el tamaño de la capa superficial respecto de la subsuperficial. En cuanto a la procedencia de material sedimentario en el tramo de confluencia se
View publication stats
constata una mayor proporción del material procedente del río Aragón. La cartografía aportada proporciona una representación gráfica de la distribución de los tamaños del material sedimentario que permite una apreciación visual de la distribución espacial de los tamaños. Esta caracterización granulométrica del Aragón y su afluente Arga, puede ser valiosa para la futura comparación y análisis de los efectos de la reducción de aporte sedimentario causada por los embalses en explotación, así como para valorar el efecto de una futura restauración. Agradecimientos Este análisis se realizó dentro del “Estudio de alternativas de actuación de restauración de ríos y defensa frente a inundaciones en la zona de confluencia de los ríos Arga y Aragón. Estudio geomorfológico.” Convenio firmado entre Gestión Ambiental de Navarra, S.A. y financiado por el Dpto. de Desarrollo Rural y Medio Ambiente del Gobierno de Navarra, Euskoiker y la Universidad Politécnica de Cataluña. REFERENCIAS García, C. 1994. Métodos para la caracterización granulométrica en ríos de gravas. Notes de Geografia Física, 23: 5-16. García, C. y Martín Vide, J.P. 2001. Caracterización granulométrica del lecho móvil de un río de gravas efímero: Aplicación a un tramo de la riera de Les Arenes. Acta Geologica Hispanica 36, 1-2: 137-147 Hey, R.D. y Thorne, C.R. 1983. Accuracy of surface samples from gravel bed material. Journal of Hydraulic Engineeering 109: 842-851. Jimeno, A. 1996. El sistema cauce-ribera en el curso bajo de los ríos Arga y Aragón. Estudio ecogeográfico. Tesis doctoral inédita, Departamento de Geografía y Ordenación del Territorio, Universidad de Zaragoza, 645 pp Malavoi, J.R., Garnier, C.C., Landon, N., Recking, A. y Baran, P. 2011. Eléments de connaissance pour la gestion du transport solide en rivière. Onema, 213 pp. Martín Vide, J.P. 2006. Ingeniería de ríos. Edicions UPC, Barcelona, 381 pp. (2ª ed.). Wolman, M.G. 1954. A method of sampling coarse bed material. American Geophysical Union, Transactions 35: 951-956.
