Sediment organization and adjustment in a torrential reach of the upper Ijuez river, central Spanish Pyrenees

Abstract

The dynamics of the torrential upper reach of the Ijuez River, Central Spanish Pyrenees, was analyzed in relation to the spatial organization of grain size. The reach is located in the Eocene flysch, which usually acts as a high sediment production area, particularly during periods of intense human activity. The Ijuez Valley was cultivated and densely populated until the middle of the 20th century, resulting in general deforestation and the development of debris flows, shallow landslides, sheet wash erosion and deep gullies. As a consequence, the alluvial plain became characterized by the presence of large quantities of coarse sediment. The spatial organization of sediment showed a progressive downstream decline in the cobble and boulder size, especially in the channel, whereas the remainder of the alluvial plain showed large variability. No trend in the occurrence of the largest boulders was evident throughout the reach, confirming the importance of debris and hyperconcentrated flows in sediment transport. The torrential reach did not have a negative exponential longitudinal profile, in contrast to that usually observed for mountain rivers. This was attributed to the large quantity of heterometric sediment derived from the hillslopes, which resulted in no marked decline in sediment size and consequent change in the longitudinal profile. A recent trend of scouring was detected, reflecting the reduction in sediment supply following farmland abandonment and reforestation, which have reduced connectivity between the hillslopes and the channel.

Se estudia un tramo torrencial en la cabecera del río Ijuez, Pirineo central español, con el fin de analizar su dinámica en relación con la distribución espacial de los sedimentos. Este tramo se instala en el flysch eoceno, que habitualmente se comporta como altamente productor de sedimento, especialmente en condiciones de intensa actividad humana. El valle del río Ijuez fue cultivado y densamente poblado hasta mediados del siglo XX, causando la eliminación de la mayoría de los bosques y dando lugar a flujos de derrubios (debris flows), deslizamientos superficiales, erosión difusa y formación de barrancos muy activos. La consecuencia fue el desarrollo de una llanura aluvial caracterizada por el escombrado de grandes volúmenes de sedimento grueso. La organización espacial de los sedimentos muestra un progresivo descenso en el tamaño de los cantos, especialmente en el cauce actual, y mucho menos en el resto de la llanura aluvial, donde la variabilidad es muy grande. Los grandes bloques no presentan ninguna tendencia a lo largo del curso, reflejando la importancia de los flujos de derrubios e hiperconcentrados en el transporte de sedimento. El tramo torrencial estudiado no muestra un perfil longitudinal exponencial negativo, al contrario de lo que es habitual en los ríos de montaña. Este fenómeno se atribuye a la gran cantidad de sedimentos heterométricos que llegan masivamente desde las laderas, que impiden un marcado descenso en el tamaño del sedimento y el consiguiente ajuste del perfil longitudinal. Se ha detectado una tendencia reciente hacia la incisión del río en sus propios sedimentos, reflejando la reducción en el aporte de estos últimos debido al abandono de tierras y la reforestación, limitando la conectividad entre laderas y cauce.