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Avances de la Geomorfología en España 2008-2010
XI Reunión Nacional de Geomorfología, Solsona 2010
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TÉCNICAS DENDROGEOMORFOLÓGICAS APLICADAS
A LA CALIBRACIÓN DE MODELOS HIDRÁULICOS
Ballesteros, Juan1; Bodoque, José María2; Díez-Herrero, Andrés1;
Sánchez-Silva, Mauricio3; Nieto, Ana2; Torp Larsen, Peter4
RESUMEN
La calibración de los modelos hidráulicos es un proceso complejo cuando
existe escasez de datos de calados históricos, pero imprescindible para que
los resultados del modelo sean verosímiles. Los datos procedentes del aná-
lisis dendrogeomorfológico en árboles de la ribera del río Alberche a su paso
por Navaluenga (Ávila), han permitido calibrar los parámetros de rugosidad
de un modelo hidráulico bidimensional que se empleará para el análisis del
riesgo por inundaciones en el núcleo urbano de este municipio.
Palabras clave: Dendrogeomorfología, calibración, modelo hidráulico, ru-
gosidad, Ávila.
ABSTRACT
The calibration of hydraulic models is a complex process when historical
ood stages are not available, but essential to the model results were plau-
sible. Data from dendrogeomorphological analysis of trees located on the
banks of the Alberche river as it passes through Navaluenga village (Ávila)
have enabled successfully calibrate roughness parameters of a two-dimen-
sional hydraulic model that will be used for ood risk.
Key words: Dendrogeomorphology, calibration, hydraulic model, rough-
ness, Ávila.
1 Área de Inve stigación en Peligrosidad y Riesgos Geológicos, Instituto Geológico y Minero de España, Madrid, España. ja.ballesteros@igme.es;
andres.diez@igme.es 2 Departamento de Ingenie ría Geológica y Minera. Universidad de Castilla-La Mancha. Campus Fábrica de Armas, Toledo,
España. Josemar ia.bodoque@igme.es 3 Departamento de Ingenieria Civil y Ambiental, Universidad de Los Andes, Bogota, Colombia.msanchez@
uniandes.edu.co.4 Depar tamento de Hidráulica Fluvial y Ur bana, DHI, Madrid, España. Ptl@dhigroup.com
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INTRODUCCION Y OBJETIVOS
La Dendrogeomorfología estudia los diversos procesos geomorfológicos a través
de la secuencia de anillos de crecimiento de la vegetación. En el caso concreto
de las avenidas torrenciales, los diversos indicadores dendrogeomorfológicos
(IDs) que pueden encontrarse sobre la vegetación de ribera constituyen una
fuente de datos indirectos susceptibles de ser utilizados para la caracterización
de la frecuencia y magnitud de eventos pretéritos. Hasta el momento, el em-
pleo de esta técnica se ha focalizado en el estudio de la frecuencia de eventos
pretéritos (Ballesteros et al., 2010); y, en menor medida, en la reconstrucción
de sus caudales asociados (Ballesteros et al., 2009). Sin embargo, la utilidad de
este tipo de paleoindicadores no se limita exclusivamente al estudio de eventos
pasados ocurridos en cuencas no aforadas. Así, las marcas de paleonivel, tales
como descortezados en los árboles provocados por el impacto de la carga sólida
(Gottesfeld, 1996), también pueden ser utilizadas en la calibración de modelos
hidráulicos cuya nalidad sea el estudio de la peligrosidad por inundación.
Este trabajo presenta la utilidad de los IDs para calibrar el parámetro rugo-
sidad en modelos hidráulicos bidimensionales.
ZONA DE ESTUDIO
La zona de estudio es un tramo del río
Alberche (cuenca del Tajo) a su paso por
el núcleo urbano de Navaluenga, munici-
pio situado al sur de la provincia de Ávila,
entre la Sierra del Valle y la Sierra de la
Paramera (40º 24’ 30’’ N; 4º 42’ 17’’ O;
761msnm – Fig. 1). Esta villa ha sufrido
históricamente los efectos de las inunda-
ciones debido al desbordamiento del río
Alberche. Sólo en los últimos 140 años,
existen más de 40 citas de inundaciones
(Díez 2001-2003). La elevada actividad to-
rrencial ha propiciado que se puedan encontrar numerosos IDs, tales como
descortezados y formas en candelabro, en la vegetación de ribera formada
fundamentalmente por aliso (Alnus glutinosa (L.) Gaertn.).
METODOLOGÍA
En el campo se muestrearon 48 heridas que denían marcas de paleonivel
de árboles situados principalmente sobre las barras internas del río Alber-
Figura 1. Situación de la zona de estudio
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che. Paralelamente, se llevó a cabo un levantamiento batimétrico y también
topográco de las márgenes del tramo de río estudiado, que posteriormen-
te se incluyó en la topografía 1:1000 del municipio para generar una malla
topográca de resolución media (2x2m).
Aprovechando el período de estiaje del río se cartograaron zonas homo-
géneas de rugosidad, a las cuales se les adjudicó un rango de valores (n de
Manning - m1/3/s) de acuerdo con Chow (1959).
La información obtenida de la estación de aforos (caudal-año de evento y
altura de lámina de agua) se relacionó con las marcas de paleonivel mues-
treadas a través de su datación dendrocronológica. En este trabajo se asu-
me que las alturas asociadas por las marcas de paleonivel denen la altura
mínima alcanzada por el evento de mayor magnitud de ese año.
Los caudales asociados a cada herida fueron modelados utilizando una
aplicación informática para análisis hidráulico bidimensional (MIKE 21) en
el que se introdujeron las infraestructuras existentes y los diversos pará-
metros hidráulicos que conforman el modelo hidráulico. La calibración de
las rugosidades se realizó para el conjunto de valores de rugosidad cuyos
resultados minimizaban la desviación entre los resultados obtenidos de
la lámina de agua y las alturas de los indicadores dendrogeomorfológicos
muestreados.
RESULTADOS Y DISCUSION
El análisis dendrocronológico de las 48 muestras permitió datar 7 eventos
de avenidas producidas en el río Alberche entre 1971 y 2006. La tabla 1
muestra las fechas obtenidas de las dataciones y los caudales asociados
registrados en la estación de aforos de Navaluenga. Dicha estación está
operativa desde 1973, por lo que el evento datado en 1971 no pudo ser
utilizado para la calibración de la rugosidad.
Se denieron 12 mapas de rugosidad, en formato raster, en los que apa-
recen delineadas 13 zonas homogéneas cuyos valores varían entre 0,015
hasta 0,05. La mínima desviación media entre valores observados y valores
obtenidos de la simulación hidráulica para el conjunto de valores que mejor
se ajustó estuvo entorno a 30 cm (25%), aunque se observaron ligeras di-
ferencias en función del evento calibrado. La Figura
2 muestra la desviación observada en la calibración de la rugosidad para el
evento de 1989. La Figura 3 representa el modelo hidráulico simulado para
el evento de 1996 y la combinación de valores de rugosidad obtenidos en
su calibración.
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Tabla 1. Asignación de caudales a los eventos datados dendrocronológicamente.
Figura 2. En abcisa de sviación total, en valor absoluto, asociada al pr oceso de calibración
de la rugosidad para el evento de 1989 entre las alturas modeladas y las marcas de paleonivel
Por otra parte, la utilización de IDs en la calibración hidráulica permite
tener diversos puntos de control (tantos como árboles muestreados) lo
que podría ofrecer mayor robustez al proceso. En este sentido, la rea-
lización de estudios comparativos, entre la desviación asociada a IDs
durante el proceso de calibración con medidas directas de aforos, podría
aportar el grado de incertidumbre existente a la hora de estimar la peli-
grosidad por inundaciones.
Figura 3. A) Resultados del modelo bidimensional para el evento de 1996. B) Mapa de rugosidad empleados en la calibración
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Por último, las dataciones dendrocronológicas han revelado un evento no
registrado por la estación de aforos. No obstante, el bajo número de mues-
tras (2) impidió estimar de forma able su caudal asociado.
Agradecimientos: Este trabajo ha sido nanciada por la Fundación MAPFRE
2009 (ayudas a proyectos de I+D) y el proyecto de investigación Dendro-
Avenidas (CGL2007- 62063/HID).
BIBLIOGRAFÍA
Balles teros, J.A., Stof fel, M., Bodoque J.M., Bolls chweiler, M., Hitz, O., y Díez-Herrero, A. (2010): Wood anatomy of Pinus Pinaster Ait. following
wounding by flash floods. Tree ring Research, in press.
Balles teros Cánovas, J.A., Eguibar, M., Bodoque, J.M., Gutiérrez-Pérez, I., Díez-Herrero, A., y Stoffel, M.(2009): Combining dendrogeomorphologi-
cal and topographical techniques for hydraulic modelling in mountain streams. Proceedings of the 18th World IMACS / MODSIM congress, Cairns,
Australia, 2651-2657.
Chow, V.T., (1959): Open-channel hydraulics. New York, Mc Graw- Hill Book Co.; 680 p.
Díez, A . (2001): Geomor fología e Hidrología fluvial del río Alberche. Modelos y SIG para la gestión de riberas. Tesis Doc toral, Universidad Com-
plutense de Madrid, Madrid, 587p.
Gottesfeld, A.S. (1996): British Columbia f lood scars: maximum flood-stage indicator. Geomorphology 14, 319-325.
