Balance de agua y sedimentos durante el vaciado del embalse de Sant Llorenç de Montgai (Río Segre) | Hydrosedimentary dynamics of the Sant Llorenç de Montgai reservoir drawdown (Segre River)

Reservoirs experience siltation due to total or partial sediment trapping of the materials that come from upstream (incoming load). Reservoir siltation affects hydrology, ecology and socioeconomics, as for instance loss on storage capacity and flood regulation, damage of dam components (e.g. sluice gates, water gates), limitation of the recreational use of the reservoirs, propensity to eutrophication and sediment starvation downstream from the dam. Problems are being solved by total or partial drawdown of the reservoirs, through the releases of flow and stored sediments). Drawdown has being consolidated as an effective management tool, but it impacts the fluvial system downstream. This study analyzes the hydrosedimentary dynamics of the Sant Llorenç de Montgai reservoir associated to a partial drawdown (Segre River) in a 40 km reach downstream from the dam. For this, the flow discharge and suspended sediment transport was monitored in four sections to study hydrosedimentary dynamics and built the mass balance of the drawdown. Recorded discharges at the dam were similar to those registered during flood events. Most of the evacuated sediment was trapped in the weirs located immediately downstream from the dam. Consequently, suspended sediment registered downstream the weirs came mostly from the river channel and it was the result of the flow's sediment transport capacity. Results highlight the key role of the infrastructures located downstream from the dam and how these infrastructures modify water and sediment transport during the drawdown, mitigating its ecological impacts and maximizing sediment availability for subsequent competent events. Results also show how coordinate management of downstream infrastructures needs to be considered to optimize the longitudinal continuity of suspended sediment transport.

Los embalses se colmatan progresivamente debido a la captura de una parte o la totalidad de sedimentos que los ríos transportan. La colmatación produce una serie de efectos tanto hidráulicos como ecológicos y socioeconómicos, como por ejemplo la pérdida de capacidad de almacenamiento de agua y de regulación de avenidas, el deterioro de los órganos de regulación de las presas (desagües de fondo, compuertas,…), la limitación del uso recreativo, y una mayor propensión a la eutrofia de la masa de agua, así como un déficit de sedimentos aguas abajo. Una solución a estos problemas es el vaciado total o parcial de embalses. Los vaciados de embalses planificados para la revisión del estado de conservación de las presas se muestran como una herramienta de gestión eficaz frente al problema de colmatación, aunque no libre de generar impactos sobre el sistema fluvial aguas abajo. Este trabajo analiza el balance de aguas y sedimentos en el río Segre durante el vaciado parcial del embalse de Sant Llorenç de Montgai a lo largo de 40 km aguas abajo de la presa. Para ello se realizó el monitoreo del caudal y del transporte de sedimentos en cuatro puntos de muestreo del río con el objetivo de estudiar la dinámica hidrosedimentaria durante el vaciado y estimar el balance de masas. Los caudales registrados durante el vaciado fueron similares a los registrados en crecidas ordinarias. Los resultados indican que la mayoría de los sedimentos movilizados y evacuados quedaron retenidos en azudes situados a distintas distancias aguas abajo de la presa. La carga sedimentaria registrada por debajo de estos azudes estuvo condicionada, en gran medida, por los sedimentos disponibles en el propio lecho del río Segre. Los resultados obtenidos subrayan la importancia de las diferentes infraestructuras (diques y azudes) ubicadas aguas abajo de la presa, con capacidad para modificar el transporte de sedimentos durante los vaciados y contribuir con ello a minimizar su impacto ambiental en el ecosistema fluvial. Estas infraestructuras, además, aumentan la disponibilidad de sedimentos para episodios de avenida posteriores con capacidad suficiente para re-suspender los sedimentos retenidos. Los resultados indican que una gestión más coordinada de las infraestructuras podría facilitar y optimizar el transporte de sedimentos en futuras actuaciones de vaciado del embalse.

Este trabajo se ha desarrollado en el marco del estudio encargado por ENDESA para la monitorización de la crecida en el río Segre debida al vaciado parcial del embalse de Sant Llorenç de Montgai. El segundo autor está contratado mediante el programa Serra Húnter de la Generalitat de Catalunya. El Grupo de Investigación de Dinámica Fluvial-RIUS agradece el apoyo de la Generalitat de Catalunya mediante la consolidación del grupo de investigación (2017 SGR 0459) y el programa CERCA.