Evaluación de técnicas de recuperación de zonas acarcavadas mediante modelos 3D de alta resolución

Abstract

La erosión por cárcavas de los fondos de valle en las dehesas es un fenómeno geomorfológico frecuente y poco estudiado. Las cárcavas funcionan como transmisores eficientes de escorrentía y sedimentos. Los diques sirven para atrapar sedimentos, estabilizar cárcavas y regular el transporte de sedimentos. Sin embargo, no se ha evaluado la efectividad de estas medidas en dehesas. El objetivo de esta tesis es evaluar el funcionamiento de medidas de restauración hidrológica realizadas en dehesas. El primer estudio se desarrolló en seis cuencas restauradas donde se calculó el volumen de sedimentos depositados detrás de 160 diques durante intervalos de tiempo de 11 a 23 años. El segundo se llevó a cabo en una cárcava de vaguada parcialmente restaurada con diques y exclusión de ganado mediante cercado. Los sedimentos depositados detrás de los diques y los cambios topográficos en la cárcava se estimaron utilizando modelos digitales de elevaciones (MDE) multitemporales de alta resolución. Los MDE se produjeron con fotogrametría Structure-from-motion a partir de imágenes aéreas adquiridas por un vehículo aéreo no tripulado. Los resultados del primer estudio mostraron una alta variabilidad espacial en la deposición de sedimentos, con mayores volúmenes de sedimentos en las partes bajas de la cuenca, influenciados por la conectividad hidrológica. Además, los diques ubicados en vaguadas retuvieron más sedimentos que los de laderas. Los resultados de la segunda experiencia mostraron que las medidas de restauración favorecieron la estabilización de la cárcava y la deposición de sedimentos y redujeron la carga sedimentaria registrada en la salida de la cuenca.

Gully erosion in valley bottoms of agrosilvopastoral systems represents a relatively frequent geomorphological phenomenon, but hardly analyzed. Gullies perform as efficient transfers of runoff and sediments. Check-dams serve to trap sediments, stabilize gullies and regulate sediment transport. However, the effectiveness of these measures in dehesas has not been evaluated yet. The objective of this thesis is to evaluate the operation of two hydrological restoration experiences carried out in dehesas. The first study was carried out in six restored catchments where it was calculated the sediment volume behind 160 check-dams was calculated during time intervals of 11 to 23 years. The second was carried out in a valley bottom gully partially restored with check-dams and livestock exclusion by fencing in 2017. Sediments deposited behind check-dams and topographic changes in the gully were estimated using multi-temporal high-resolution digital elevation models (DEM). The DEMs were produced with Structure-from-motion photogrammetry and aerial images acquired by an unmanned aerial vehicle. The results of the first study showed high spatial variability in sediment deposition, with larger volumes of material accumulated in the lowland of the catchment influenced by hydrological connectivity. In addition, check-dams located in valley bottoms retained more sediment than those situated in hillslopes. The results of the second experience showed that restoration measures favored the stabilization of the gully and sediment deposition, and reduced the sediment load registered at the outlet of the catchment.