Flood Consequences of Land-Use Changes at a Ski Resort: Overcoming a Geomorphological Threshold (Portainé, Eastern Pyrenees, Iberian Peninsula)

Abstract

The sensitive mountain catchment of Portainé (Eastern Pyrenees, Iberian Peninsula) has recently experienced a significant change in its torrential dynamics due to human disturbances. The emplacement of a ski resort at the headwaters led to the surpassing of a geomorphological threshold, with important consequences during flood events. Consequently, since 2008, channel dynamics have turned into sediment-laden, highly destructive torrential flows. In order to assess this phenomenon and o acquire a holistic understanding of the catchment’s behaviour, we carried out a field work-based multidisciplinary study. We considered the interaction of the various controlling factors, including bedrock geology, geomorphological evolution, derived soils and coluvial deposits, rainfall patterns, and the hydrological response of the catchment to flood events. Moreover, anthropogenic land-use changes, its consequential hydrogeomorphic effects and the role of vegetation were also taken into account. Robust sedimentological and geomorphological evidence of ancient dense debris flows show that the basin has shifted around this threshold, giving rise to two different behaviours or equilibrium conditions throughout its history: alternating periods of moderate, bedload-laden flows and periods of high sediment-laden debris flow dynamics. This shifting could have extended through the Holocene. Finally, we discuss the possible impact of climate and global change, as the projected effects suggest future soil and forest degradation; this, jointly with more intense rainfalls in these mountain environments, would exacerbate the future occurrence of dense sediment-laden flows at Portainé, but also in other nearby, similar basins.

Cambios ambientales detectados por dendrogeomorfología y la liquenometría para el análisis de avenidas torrenciales en sistemas fluviales

“…Estas técnicas resultan un complemento a los métodos clásicos (hidrológico-hidráulicos e históricodocumentales) y paleohidrológicos novedosos (geológico-geomorfológicos) en sistemas fluviales con información diversa, donde la integración de diferentes fuentes de datos resulta fundamental para entender los cambios ambientales (Schulte et al, 2019;Furdada et al, 2020).…”

“…i. Distribución de especies y edades: los procesos de sucesión vegetal en el fondo del valle y sobre los depósitos de inundaciones permiten que se pueda usar la edad/especie como proxy para delimitar la extensión de eventos pasados y asignar una edad mínima de los depósitos (Génova et al, 2015;Furdada et al, 2020;Fontana et al, 2021). Esta información puede emplearse para mejorar los mapas de peligrosidad de inundación y calibrar la extensión de las zonas afectadas derivada de los modelos hidráulicos.…”

“…Además, el análisis concreto de la altura de los daños en los árboles producidos en 2008 y 2010, junto con la realización de una topografía muy detallada y la elaboración de un modelo hidráulico unidimensional, ha permitido obtener una estimación de los caudales y reconocer que los datos procedentes de árboles situados en áreas con procesos torrenciales de energía intermedia son los más confiables para estimar las descargas máximas (Victoriano et al, 2018). La comprensión holística de esta compleja cuenca hidrográfica, que solo puede ser descrita, caracterizada y analizada mediante una investigación multidisciplinar (Furdada et al, 2020), ha proporcionado una nueva perspectiva sobre los cambios en la frecuencia de las inundaciones desde 2006, y muy especialmente desde 2008, sugiriendo que el equilibrio geomorfológico y la hidrología superficial de la cuenca se han alterado, coincidiendo tanto con grandes movimientos de tierra en la estación de esquí como con lluvias intensas pero no extraordinarias y produciendo un cambio en la dinámica torrencial de la cuenca que se transformó en flujos muy densos y cargados de sedimentos altamente erosivos (Génova et al, 2018;Furdada et al, 2020).…”

Evidencias dendrogeomorfológicas de inundaciones en la cuenca alta del río Noguera Pallaresa (Pirineos, España)

“…The rainfall events of high intensity in the Romadriu subcatchment occur in spring and summer, mainly as convective storms (https://www.meteo.cat/climatologia/atles_climatic/). The orography controls the generation of convective cells in the upper part of the drainage catchments (Trapero, et al, 2013b), which increases precipitation, as at the Portainé summit, and produces very uneven precipitation intensities in weather stations close to each other (Furdada, et al, 2020). Torrential events in Portainé, therefore, are mainly related to intense and localized convective summer storms (pers.…”

“…Thus, to extend the information about the spatial and temporal extension of floods in mountainous areas, where few or no meteorological and hydrological stations are available, this work analyzes two specific rivers in the upper catchment of the Noguera Pallaresa River (Figure 1). The area has been studied before, and information has been obtained from a tributary, the Portainé stream, which in recent decades has been affected by significant torrential flooding (Génova, et al, 2018;Victoriano, 2018;Victoriano, et al, 2018a, b;Furdada et al, 2020). We expand the existing data by studying the Romadriu subcatchment and the Ramiosa and Flamisell streams (Figure 1), which has enabled us to enlarge the spatial scale and compare the hydrologic response contrasting areas in terms of the throughout the Pyrenees from the Aran valley to the south, where the river flows to the Camarasa reservoir (pre-Pyrenees), upstream from its confluence with the Segre River.…”