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Fernández García, P., et al., 2008. Análisis geomorfológico para la determinación de la susceptibilidad en las laderas de los embalses. Aplicación a los embal- ses de Dañador, Guadalmena y Tranco de Beas (cuenca del Guadalquivir, España). Boletín Geológico y Minero, 119 (4): 525-538 ISSN: 0366-0176 525 Análisis geomorfológico para la determinación de la susceptibilidad en las laderas de los embalses. Aplicación a los embalses de Dañador, Guadalmena y Tranco de Beas (cuenca del Guadalquivir, España) P. Fernández García (1) , A. García de Domingo (2) y J. Alameda Revaldería (3) (1) Departamento de Geodinámica. Facultad de Ciencias Geológicas. Universidad Complutense de Madrid. E-mail: [email protected] (2) Instituto Geológico y Minero de España, Ríos Rosas 23, 28003 Madrid. E-mail: a.garcí[email protected] (3) Iberhidra, San Juan Bautista 36, 28230 Las Rozas, Madrid. E-mail: [email protected] RESUMEN El conocimiento de los factores condicionantes en la estabilidad de las laderas de los embalses, requiere un detallado estudio de los prin- cipales procesos dinámicos actuantes en el entorno del vaso. En este sentido, la cartografía geomorfológica ofrece excelentes resultados en la identificación de inestabilidades naturales y de su grado de susceptibilidad. Este trabajo estudia las características geológicas y geo- morfológicas de la zona más próxima a los embalses de Dañador, Guadalmena y Tranco de Beas, todos ellos correspondientes a la cuen- ca hidrográfica del río Guadalquivir (provincia de Jaén). Para ello se ha realizado una cartografía geomorfológica detallada de una franja de aproximadamente 1.500 m alrededor de cada embalse, en la que se representan los principales procesos activos, así como, las for- maciones superficiales. El análisis de los principales procesos geomorfológicos, en lo que respecta a su localización, características y pre- visible grado de actividad, ha permitido llegar a la identificación de aquellas zonas cuya seguridad pudiera verse afectada directamente a corto plazo y por tanto, también la del propio embalse. Los riesgos geomorfológicos más importantes son aquellos derivados de los movi- mientos de ladera (desprendimientos, deslizamientos), erosión hídrica (incisión y acarcavamientos) y procesos cársticos (subsidencias y colapsos) Palabras clave: embalses, riesgos geomorfológicos, cartografía geomorfológica, Cuenca del Guadalquivir, susceptibilidad Geomorphological analysis in the assessement of slope susceptibility in reservoirs. Case studies of the Guadalquivir basin, Spain ABSTRACT Knowledge of conditioning factors regarding slope stability in reservoirs requires a detailed background study of the main dynamic processes acting in the surroundings of the dam. In this sense, geomorphological mapping provides excellent results in the determina- tion of unstable slopes and their level of susceptibility. This essay analyzes the geological and geomorphological characteristics in the sur- roundings of Dañador, Guadalmena and Tranco de Beas reservoirs, all of them located within the basin of the Guadalquivir river. A select- ed area, approximately 1,500 meters wide, around each reservoir was mapped, and a detailed geological and geomorphological database was obtained for each one in which the surficial formations were represented. The analysis of the main geomorphological processes, in terms of location, characteristics and assessed level of activity, has allowed for the delimitation of those areas that could suffer changes in their safety level in the short term, thus affecting the reservoir itself. The most important ones are those derived from slope movements (rock falls, landslides), slope erosion (gullies and rills) and karstic processes (subsidence and collapses). Key words: reservoir, geomorphological risk, geomorphological map, Guadalquivir basin, susceptibility Introducción Los procesos dinámicos que actúan en las laderas de un embalse, son el resultado de las características geológicas y geomorfológicas del mismo. Estos pro- cesos constituyen el factor preventivo principal en la detección de catástrofes naturales tan importantes como la sucedida en la presa de Vaiont en 1963 ARTICULO 6:ART. El material tipo de la 30/4/09 16:08 Página 525

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Fernández García, P., et al., 2008. Análisis geomorfológico para la determinación de la susceptibilidad en las laderas de los embalses. Aplicación a los embal-ses de Dañador, Guadalmena y Tranco de Beas (cuenca del Guadalquivir, España). Boletín Geológico y Minero, 119 (4): 525-538ISSN: 0366-0176

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Análisis geomorfológico para la determinación de lasusceptibilidad en las laderas de los embalses.

Aplicación a los embalses de Dañador, Guadalmena yTranco de Beas (cuenca del Guadalquivir, España)

P. Fernández García(1), A. García de Domingo(2) y J. Alameda Revaldería(3)

(1) Departamento de Geodinámica. Facultad de Ciencias Geológicas. Universidad Complutense de Madrid.E-mail: [email protected]

(2) Instituto Geológico y Minero de España, Ríos Rosas 23, 28003 Madrid.E-mail: a.garcí[email protected]

(3) Iberhidra, San Juan Bautista 36, 28230 Las Rozas, Madrid.E-mail: [email protected]

RESUMEN

El conocimiento de los factores condicionantes en la estabilidad de las laderas de los embalses, requiere un detallado estudio de los prin-cipales procesos dinámicos actuantes en el entorno del vaso. En este sentido, la cartografía geomorfológica ofrece excelentes resultadosen la identificación de inestabilidades naturales y de su grado de susceptibilidad. Este trabajo estudia las características geológicas y geo-morfológicas de la zona más próxima a los embalses de Dañador, Guadalmena y Tranco de Beas, todos ellos correspondientes a la cuen-ca hidrográfica del río Guadalquivir (provincia de Jaén). Para ello se ha realizado una cartografía geomorfológica detallada de una franjade aproximadamente 1.500 m alrededor de cada embalse, en la que se representan los principales procesos activos, así como, las for-maciones superficiales. El análisis de los principales procesos geomorfológicos, en lo que respecta a su localización, características y pre-visible grado de actividad, ha permitido llegar a la identificación de aquellas zonas cuya seguridad pudiera verse afectada directamente acorto plazo y por tanto, también la del propio embalse. Los riesgos geomorfológicos más importantes son aquellos derivados de los movi-mientos de ladera (desprendimientos, deslizamientos), erosión hídrica (incisión y acarcavamientos) y procesos cársticos (subsidencias ycolapsos)

Palabras clave: embalses, riesgos geomorfológicos, cartografía geomorfológica, Cuenca del Guadalquivir, susceptibilidad

Geomorphological analysis in the assessement of slope susceptibility in reservoirs.Case studies of the Guadalquivir basin, Spain

ABSTRACT

Knowledge of conditioning factors regarding slope stability in reservoirs requires a detailed background study of the main dynamicprocesses acting in the surroundings of the dam. In this sense, geomorphological mapping provides excellent results in the determina-tion of unstable slopes and their level of susceptibility. This essay analyzes the geological and geomorphological characteristics in the sur-roundings of Dañador, Guadalmena and Tranco de Beas reservoirs, all of them located within the basin of the Guadalquivir river. A select-ed area, approximately 1,500 meters wide, around each reservoir was mapped, and a detailed geological and geomorphological databasewas obtained for each one in which the surficial formations were represented. The analysis of the main geomorphological processes, interms of location, characteristics and assessed level of activity, has allowed for the delimitation of those areas that could suffer changesin their safety level in the short term, thus affecting the reservoir itself. The most important ones are those derived from slope movements(rock falls, landslides), slope erosion (gullies and rills) and karstic processes (subsidence and collapses).

Key words: reservoir, geomorphological risk, geomorphological map, Guadalquivir basin, susceptibility

Introducción

Los procesos dinámicos que actúan en las laderas deun embalse, son el resultado de las características

geológicas y geomorfológicas del mismo. Estos pro-cesos constituyen el factor preventivo principal en ladetección de catástrofes naturales tan importantescomo la sucedida en la presa de Vaiont en 1963

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(Hendron y Patten, 1985). La conservación y eficaciade una presa, tiene que estar avalada por unas lade-ras lo más estables posible y unos valles fluviales tri-butarios al embalse que mantengan un equilibriodinámico de incisión – sedimentación. Estos aspectoshan motivado que en los últimos años se preste unaespecial atención a los procesos erosivos y de inesta-bilidad que tienen lugar en las laderas de los embal-ses (ICOLD, 2002), y que junto a las característicasgeológicas, hidrológicas y en algún caso sísmicas,determinarían en este entorno los “previsibles” ries-gos naturales.

En nuestro país son escasos los trabajos específi-cos sobre la estabilidad de laderas en embalses. Enocasiones han sido descritos movimientos ligados aobras de excavación, como en el caso del embalse deUrdalur (Octavio de Toledo et al.,1997) o bien se hansugerido metodologías de seguimiento aplicadas aembalses peninsulares con problemas de inestabili-dad, entre los que se encuentra el embalse de ElAtazar (Sánchez y Soriano, 2001). En la actualidadexiste una creciente sensibilidad social sobre estostemas, (Jornadas técnicas sobre estabilidad de lade-ras en embalses, 2007), donde se manifestó la impor-tancia de los embalses como factor inductor en laseguridad de su entorno. Un embalse produce efec-tos muy diversos dentro de su contexto. Así, mientrasque los procesos de inestabilidad en las laderas cir-cundantes (deslizamientos, desprendimientos) se veninducidos o incrementados por efecto del embalse,en los procesos fluviales correspondientes a los arro-yos tributarios, tiene lugar una importante modifica-ción en su dinámica. Esta modificación tiene lugardisminuyendo la incisión natural de los cauces, altiempo que se produce un aumento de la sedimenta-ción como consecuencia del frenado que sufre elarroyo a desaguar en la masa de agua del embalse.Este último hecho producirá, con el tiempo, unamayor acumulación de sedimentos al vaso y su posi-ble colmatación.

Objetivos y metodología

Los objetivos planteados en este trabajo han sidopuramente preventivos y de planificación. En estesentido, el primer objetivo sería el estudio geomorfo-lógico e identificación de los principales procesosactivos que intervienen en la evolución y seguridadde las laderas. Este estudio incluye la realización de lacartografía del inventario de los procesos actuantesen el entorno de los embalses estudiados, a una esca-la aproximada 1/ 15.000, así como la elaboración de lacartografía geológica de las principales formaciones

superficiales. En segundo lugar, se pretende realizaruna valoración cualitativa del grado de actividad deestos procesos, a partir de los trabajos de campoefectuados y de su evolución temporal en los últimosaños. Por último, se pretende establecer aquellaszonas de terreno, que bien por la ocurrencia de pro-cesos actuales o bien por el grado de actividad de losmismos, constituyan áreas de mayor susceptibilidada la inestabilidad.

En cuanto a la metodología, se ha realizado unarevisión de la bibliografía, a partir de los mapas geo-lógicos existentes de la serie MAGNA a escala 1:50.000, así como la utilización de cartografías de ela-boración propia. Este hecho estuvo motivado, tantopor el detalle de la escala de trabajo como por elhecho de que dos de los embalses estudiados(Dañador y Guadalmena) no tienen editada su carto-grafía MAGNA. El trabajo de campo realizado y lacomparación de distintas fotografías áreas (vuelos aescala 1: 17.000 del año 1977 y vuelo a escala 1:30.000del año 2000), ha permitido la realización de la carto-grafía geomorfológica y de procesos activos.Posteriormente, se ha realizado una estimación cuali-tativa del Grado de Actividad de los procesos, a par-tir de la propia experiencia y del estudio secuencialde las fotografías aéreas, siguiendo los modelosbasados en criterios no deterministas (Irigaray yChacón, 2003). Así mismo, se han utilizado otrosmapas complementarios, como el mapa de pendien-tes, con objeto de valorar este parámetro con la acti-vidad de los procesos estudiados. Finalmente y comoconsecuencia del análisis cruzado de toda la informa-ción precedente, se han seleccionado y cartografiadoaquellas zonas más susceptibles a presentar proble-mas de inestabilidad.

Los embalses estudiados han sido los de Dañador,Guadalmena y el Tranco de Beas, todos ellos situadosen la cuenca alta del río Guadalquivir. Los dos prime-ros, se localizan en las cabeceras de los ríos Guadalény Guadalimar, mientras que el Tranco de Beas se sitúasobre el mismo río Guadalquivir, próximo a su naci-miento en el Parque Natural de las Sierras de Cazorla,Segura y Las Villas (Fig.1a).

Situación geológica de los embalses

En la Cuenca alta del río Guadalquivir se han diferen-ciado tradicionalmente distintas unidades morfoes-tucturales que constituyen la zona de contacto entreel Macizo Ibérico y las Zonas Externas Béticas (Fig.1b). Los embalses de Dañador y Guadalmena se sitú-an sobre los materiales paleozoicos del sector másoriental del Macizo Ibérico, mientras que el embalse

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del Tranco de Beas, lo hace sobre las unidades delPrebético de Cazorla y Alcaraz (Vera, 2004). Dicha uni-dad esta formada por sucesiones de rocas sedimen-tarias de edad triásica a mioceno, fuertemente defor-madas, pero poco afectadas por metamorfismo.

Embalse de Dañador

El embalse de Dañador se encuentra en la provinciade Jaén, sobre el curso fluvial del río Dañador, afluen-te a su vez del río Guadalén. Presenta una superficiede 68 Ha, con una capacidad de embalse de 4,3 Hm3.Fue construido en 1965, y su uso principal es el abas-tecimiento de agua y la agricultura (MOPU, 1991)

Este embalse se localiza en las estribaciones orien-tales de Sierra Morena, donde el sustrato geológicopertenece en su mayor parte al Paleozoico y seencuentra afectado por un metamorfismo de grado

bajo. La franja cartografiada en este trabajo corres-ponde a un conjunto de pizarras (P1) fuertemente dia-clasadas, de tonos gris azulado, de probable edadsilúrica, con intercalaciones de niveles de cuarcitas,de tonos claros, teñidas por óxidos de hierro y condelgados niveles de areniscas (Fig.2)

Los materiales cuaternarios se corresponden condepósitos fluviales, tanto del río Dañador como deotros cursos menores que a él confluyen, así comopor suelos y alteraciones que recubren el sustratopizarroso. Los depósitos fluviales se concentran enlos fondos de valle: aluvial y fondos de valle (QF) y ensus márgenes adyacentes como terrazas bajas (QT),que no superan los 10 m de desnivel respecto alcauce. Se encuentran constituidos por limos, arenasy algún canto de naturaleza cuarcítica, con estructu-ras de ordenamiento fluvial y episodios de inunda-ción (Fig.3) Otra formación superficial de interés esuna alterita (QE), de naturaleza arcillosa y rubefactada,con niveles con edafizaciones recientes, que recubrenirregularmente el sustrato. Su localización tiene lugaren el sector meridional y occidental de la franja estu-diada, dando lugar a planicies de escasa pendientecon morfología de glacis (QG )

Embalse de Guadalmena

El embalse de Guadalmena, situado en la confluenciade los ríos Guadalmena y Herreros, se encuentra muypróximo al anterior, en el límite norte de la provinciade Jaén y sus características geológicas son muysimilares. La extensión de este embalse es de 1.250Ha, con una capacidad de agua embalsada de 346,5Hm3 , su fecha de construcción es de 1969 y su utiliza-ción se destina al abastecimiento de agua, regadío ygeneración de electricidad (MOPU, 1991).

La unidad cartografiada para la orla de este embal-se corresponde con las pizarras azuladas de probableedad silúrica (P1), descritas en el apartado anterior, sibien destacan un mayor número de niveles de cuarci-tas (C1), que ofrecen tramos de mayor resistencia ero-siva respecto a su entorno. Otra característica paraeste embalse es el afloramiento, en el extremo orien-tal del vaso, de un granito porfiroide muy descom-puesto (Fig. 2)

Los materiales cuaternarios desarrollados en estazona son depósitos fluviales y depósitos de ladera(Fig.·3). Los primeros se corresponden tanto conrellenos de los fondos de valle (QF), como con depó-sitos de terrazas medias (QT) situados a 10 – 15 m dealtura. Litologicamente, están constituidos por arci-llas, arenas y cantos aislados de naturaleza cuarcítica,salvo en la zona oriental, donde el afloramiento gra-

Fig.1 (a) - Situación geográfica de los embalses estudiados en lacuenca del río Guadalquivir.Fig.1 (a) - Location of studied reservoirs in the Guadalquivir basin

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nítico que atraviesa el río Herreros, aumenta la pro-porción de arenas y cantos de esta naturaleza. Losdepósitos de ladera, corresponden a materiales colu-viales (QC), y están constituidos básicamente por can-tos angulosos de cuarcita, matriz areno-arcillosa y enocasiones bloques. La distribución de los depósitosde ladera es irregular y discontinua, normalmente sepresentan asociados a afloramientos cuarcíticos,pero llegan a formar depósitos importantes de pie detalud en algunas laderas de mayor inclinación.

Embalse del Tranco de Beas

El embalse del Tranco de Beas se sitúa en la cabece-ra de la cuenca hidrográfica del río Guadalquivir,represando las aguas de este río y las de su afluentepor el norte: el río Hornos. Su fecha de construcciónes de 1945 (MOPU, 1991), siendo el más extenso detodos los estudiados (1500 Ha) y presentando unacapacidad de almacenamiento de 500 Hm3. La cola deeste embalse rodea un lugar denominado “la isla”,

constituido por un afloramiento.de materiales calcá-reos de edad jurásica (Fig. 2) que obliga al embalse asepararse aquí en dos brazos.

Los materiales más antiguos que afloran en elentorno del embalse son de edad triásica, estandoconstituidos por delgados niveles de calizas tablea-das de tonos grises en facies Muschelkalk (T1). Estascalizas se encuentran por debajo de una importante ypotente serie de arcillas y areniscas con tonos rojizosasimilados a las facies Keuper (T2). Estas dos unida-des cartográficas se encuentran incluidas en laUnidad estructural de Hornos-Siles (López-Garrido,1975; Dabrio, 1975) y constituyen la mayor parte delos terrenos donde se encuentra instalado el vaso delembalse, por lo que las características geotécnicas enla parte inferior de estas laderas van a estar influen-ciadas por este tipo de litologías triásicas (Fig. 2).

Por encima de este conjunto, se localiza unapotente serie de naturaleza carbonatada, de edadJurásica. En la cartografía de la serie MAGNA a esca-la 1/ 50.000, hojas (908) y (887), llegan a diferenciarsepara esta serie hasta cinco unidades diferentes, cuyas

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Fig. 1 (b) - Mapa Geológico de la Cordillera Bética y sus diferentes unidades (Vera y Martín Algarra, 2004).Fig. 1 (b) - Geologic map of the Betic Range and their different zones (Vera y Martín Algarra, 2004).

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Fig. 2 - Síntesis geológica del entorno de los embalses de Dañador, Guadalmena y el Tranco de Beas.Fig. 2 – Geologic sketch of Dañador, Guadalmena and Tranco de Beas reservoirs surroundings

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litologías varían desde calizas, calizas nodulosas, tra-mos margosos y dolomías (J1), con espesores muyvariables y con edades comprendidas entre el Lías yel Malm (López- Garrido 1975; Dabrio, 1975). Parafinalizar, cabe señalar la presencia de materiales mar-gosos, arenas y lutitas (C1

1), que alternan con calizasde tonos grises. La edad asignada a este conjunto esCretácico inferior y se localiza en afloramientos pocoextensos en la zona oriental del vaso. Desde el puntode vista estructural puede decirse que parte del vasode este embalse se sitúa sobre un contacto por fallainversa (Fig. 2)

El estudio de las formaciones superficiales de esteembalse ha permitido diferenciar depósitos fluvialesy depósitos de ladera (Fig. 3). Los primeros son, unavez más, los rellenos de los valle y arroyos que bor-dean el embalse (QF); los niveles de terrazas bajas (QT)que se localizan próximos al río Hornos y los conosde deyección (QD), relacionados sobre todo con arro-yos en la margen suroriental, expuestos y a menudovegetados, por el descenso mantenido de la láminade agua. Todos estos elementos fluviales respondena litologías donde predominan los limos y arenas nocompactados, para los depósitos de inundación,mientras que para los depósitos de terrazas se inter-calan lentejones compactados de arenas, limos par-dos rojizos y cantos calcáreos.

En relación a los depósitos de ladera, son los colu-viones (QC), la unidad superficial de mayor desarrolloen este embalse, recubriendo parte de los materialesmesozoicos infrayacentes. Se disponen siguiendofranjas elongadas, al pie de las laderas, invadiendo enocasiones directamente al agua embalsada. Losmateriales son cantos e incluso bloques de distintanaturaleza, con organización por tamaños y una altaproporción de arcillas de descalcificación, procedentedel sustrato.

Características geomorfológicas. Descripción de pro-cesos activos

Las características geomorfológicas se encuentranrelacionadas con la geología de los embalses descri-tos. En todos ellos, se reconocen procesos fluviales,procesos de inestabilidad de laderas y procesos cárs-ticos, estos últimos sólo cuando existen litologíasfavorables. El estudio de los procesos geomorfológi-cos se basa en las observaciones de campo efectua-das y en el análisis de distintos vuelos de fotogramasaéreos, correspondiente a varios años. Así, se hancomparado dos vuelos, uno de 1977, a escala 1:17.000 y otro del año 2.000, a escala aproximada 1:30.000. Aunque el intervalo de tiempo no es amplio,

sí pueden reconocerse en ambos vuelos la mayoríade los procesos estudiados, si bien existen algunoscambios morfológicos que serán expuestos en la dis-cusión.

Procesos Fluviales

Los procesos de erosión hídrica son frecuentes en lafranja que rodea a los embalses, desarrollándose condiferente intensidad según la concentración de laescorrentía superficial.- Arroyada laminar y regueros. Se presentan de

forma general en todos los casos estudiados,sobre todo en laderas convexas, rectilíneas y enmenor medida en las cóncavas, con pendientessuperiores a 20º. El problema más evidente aso-ciado a la arroyada es la pérdida de suelo porremovilización de las capas más superficiales.Estos procesos se ven favorecidos por la presenciade niveles alterados y en general, de cualquier tipode formación superficial cuya escasa consolida-ción favorece su erosión, por esto son especial-mente activos en el embalse de Dañador. Unamayor concentración de la escorrentía favorece laformación de regueros migratorios, rellenándosey desviando su cauce, que con el tiempo tienden aestabilizarse.

- Incisión en arroyos tributarios. Se refiere a la ero-sión de fondo que tiene lugar en los cauces queconfluyen a los embalses estudiados, con o sinrelleno aluvial y casi siempre con caudales muyirregulares. Son especialmente numerosos en elde Guadalmena, al tratarse de un embalse situadoen la parte media de una cuenca de drenaje den-drítica, con un elevado número de cauces lateralesal vaso (Fig. 3). En el embalse del Tranco de Beasalgunos de estos fondos de valle pasan a formardeltas de deyección, como consecuencia de la des-aceleración que sufren los sedimentos al llegar alagua embalsada.

- Erosión en cárcavas. Este tipo de modelado esactivo en las laderas nororientales del embalse delTranco de Beas y se desarrolla en la cabecera delos arroyos que drenan directamente al vaso, queen este lugar se encuentra constituido por el ríoHornos. La morfología en cárcavas y barranquerasse ve favorecida por la litología arcillo arenosa delas facies Keuper, que suministran a este sector delembalse un relleno limoso no carbonático (Cobo,2002). Teniendo en cuenta que el valor de la pen-diente medía de las cárcavas es del 16%, que laRelación de Bifurcación de la Red (Rb) es alta (5,5)y que estas formas están muy próximas al vaso

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Fig. 3 - Mapa Geomorfológico y del Cuaternario correspondiente a los embalses estudiados, con indicación de las zonas más suscepti-bles.Fig. 3 – Geomorphological and Quaternary map of reservoirs studied, showing susceptibility zones

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del embalse, es esperable que los aportes de sedi-mentos sean elevados en esta zona (Avendaño etal. 1995). Este hecho se manifiesta en un mayorrelleno de aluviales en torrentes y en los derramesde aluvial-coluvial sobre la misma ribera delembalse.

- Descalce. Se refiere a la erosión basal que tienelugar en algunas márgenes internas de las curva-turas del embalse. El proceso se ve favorecido porla repetición de episodios de llenado y vaciado delvaso, lo que disminuye la resistencia mécanica delos materiales subyacentes. Este proceso de des-calce se observa únicamente en el embalse deGuadalmena, posiblemente debido a alternanciaslitológicas y al trazado sinuoso del río.

Procesos de Inestabilidad de laderas

En la mayoría de los embalses se reconocen tantorasgos erosivos (grietas, planos de despegue, escar-pes) como deposicionales (lóbulos, canchales).Algunas de estas formas, por su mayor entidad, hansido descritas en la geología de cada embalse. Lostipos de movimientos de laderas descritos son:- Desprendimientos y caídas de bloques. Lo presen-

tan todos los escarpes de las laderas que bordeanlos embalses estudiados, pero son especialmenteactivos en el del Tranco de Beas y en el deGuadalmena. Se asocian con laderas rectilíneas ycon inclinaciones superiores a 20º. Las rocas com-petentes y la presencia de fracturas subverticalesfavorecen la fragmentación y caída de bloques,algunos de ellos de dimensiones métricas, acumu-lándose en la zona inferior de las laderas (Fig. 4b)o directamente en el mismo vaso. En el embalsede Dañador algunos de estos depósitos presentanestructuras ordenadas (derrubios ordenados),favorecidas por la litología y el lavado de materia-les finos. La presencia de litologías resistentes enlas zonas de la cerrada de las presas hace que seanfrecuentes los procesos de desprendimientos ycaídas de bloques.

- Deslizamientos. Los deslizamientos se localizanespecialmente en los embalses de Dañador y elTranco de Beas. La mayoría de ellos son de difícilclasificación, si bien presentan una cicatriz semi-circular con una longitud entre 91 y 110 m, y unlóbulo de material deslizado cuya medida oscilaentre 106 y 127 m de largo. En la mayoría de loscasos presentan, entre la cicatriz y la masa desli-zada, una superficie suavemente cóncava de arras-tre de suelo, en otros casos solo se reconocengrietas abiertas entre la coronación y la masa

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Fig. 4 - (a) - Escarpe de desprendimientos en cuarcitas (embalse deGuadalmena). (b) - Cicatriz semicircular y masa desplazada (embal-se del Tranco de Beas). (c) - Inclinación de árboles por reptación.Muro agrietado y con drenajeFig. 4 - (a) - Rock falls and cliff in quarzites (Guadalmena reservoir).(b) - Surface rupture and displacing materials (Tranco de Beasreservoir). (c) - Creeping processes and tilted trees. Cracks anddrainage in the wall

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asentada (Dañador, zona sur). La relación longitud/ anchura oscila entre 1 y 0,55. La localización delos deslizamientos en las laderas es variada, reco-nociéndose en la parte alta de las mismas o enproximidad a la línea del escarpe lo que excluiríauna relación directa con el agua embalsada y unamayor relación con la precipitación y la inclinaciónde las laderas.Frecuentemente, la localización de los desliza-mientos tiene lugar por debajo de determinadoscontactos litológicos. Así, en el embalse del Trancode Beas, la existencia de materiales calcáreos jurá-sicos, sobre las arcillas del Keuper infrayacente,constituye una disposición litológica propensa a lainestabilidad. Esta inestabilidad coincidiría notanto con el aumento de peso del agua almacena-da en el acuífero calcáreo, sino con las presionesde agua altas en las arcillas del Keuper infrayacen-te que contribuiría así a la inestabilidad. El factordesencadenante sería una subida rápida del nivelfreático hasta alcanzar un valor crítico.Así mismo, existen numerosos deslizamientostraslacionales de pequeño tamaño, reconocidosen campo y asociados principalmente a formacio-nes superficiales y suelos que recubren el sustratorocoso. Estos deslizamientos producen arrastre ydeformación en los cultivos y no implican un espe-sor de sedimentos mayor de 2 m. Otro lugar fre-cuente de localización de todas estas formas des-critas, es el entorno de las cerradas de las presas(Fig. 5).

- Reptación. Dentro de los procesos genéricos detipo flujo, destaca en algunas laderas meridionalesdel embalse del Tranco de Beas la presencia deformas lobuladas e irregulares que provocandeformaciones en los suelos, árboles y una sobre-presión añadida en muros y obras civiles que pro-vocan grietas y roturas. Se asocian con materialesarcillosos del Triásico y coluviones, capaces desaturarse en agua, sobre todo en los niveles sub-superficiales, lo que produce un movimiento dife-rencial en su desplazamiento. Las morfologíasresultantes no presentan en cabecera ningunamarca de arranque o cicatriz, por lo que se puedenconsiderarse genéricamente como formas soliflui-dales en zonas de montaña.

Procesos Cársticos

Las formas cársticas aparecen con desarrollo irregu-lar, presentándose únicamente en el embalse delTranco de Beas y asociadas a los materiales calcáre-os del Jurásico. En la zona de la cerrada de la presa

se han cartografiado algunas depresiones de bordesirregulares y contorno romboidal, que correspondena dolinas y zonas de infiltración. Aunque por su altu-ra topográfica el acuífero cárstico se encuentra colga-do respecto al embalse, no ocasionando pérdidas deagua al mismo, las dolinas pueden representar posi-bles riesgos geomecánicos derivados de hundimien-tos y colapsos.

Análisis de la susceptibilidad: zonificación propuesta

A partir de la cartografía geológica y del análisis geo-morfológico precedente, se elaboró el inventario ycatalogación de los principales procesos actuantes enlas márgenes de los vasos de los tres embalses (Tabla1). En dicha tabla se recoge, junto a las característicaslitológicas más importantes, una síntesis de los prin-cipales tipos de procesos, así como una estimacióncualitativa del Grado de Actividad de cada proceso encada embalse.

Para el análisis de la actividad de estos procesosse ha seguido el criterio utilizado por Copons et al.,2005, consistente en considerar dos fuentes de infor-mación básicamente geomorfológicas: La primera,expresa el Grado de Preservación de los procesos yformas descritas y la segunda, alude a la presencia delos Indicadores de Actividad

El Grado de Preservación de los procesos y formasrelacionadas con las inestabilidades, se refiere a laidentificación, cartografía y clasificación (sí es posi-ble) de las formas descritas. Estas formas se expresana través de los elementos morfológicos recogidos enla correspondiente leyenda (Fig.3), tales como cicatri-ces de deslizamiento, lóbulos de masas despegadas,escarpes recientes y caída de bloques etc. A los pro-cesos de incisión fluvial y escorrentía laminar, puedetambién asignárseles un grado de preservación, enfunción de la presencia o ausencia de fondos aluvia-les, formas de modelado en roca o erosión de suelosy vegetación por acción de la escorrentía laminar.

Los Indicadores de Actividad, se refiere a aquellosrasgos del terreno, que a escala de campo y de fotoaérea, denotan la vigencia actual de las formas yconstituyen una aproximación temporal de su ocu-rrencia. Vinculados a deformaciones recientes de latopografía y vegetación, existencia de grietas y sumi-deros, rezumes y encharcamientos alineados congrietas, alteraciones en los cultivos, presencia deárboles truncados y deformados, grietas en murospróximos a carreteras, etc. Estos criterios de actividadfueron asimismo utilizados en la terminología y clasi-ficación de movimientos de ladera utilizada porWP/WLI, 1993

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Fig. 5 - Cartografía de procesos activos en la zona de la cerrada del embalse del Tranco de BeasFig. 5 – Active processes map in the Tranco de Beas dam

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Por otro lado, la cartografía geomorfológica evi-dencia que la mayoría de las formas de inestabilidadde laderas y de flujo superficial, se localizan agrupa-das en algunos lugares de forma preferente, lo queinduce a la diferenciación de aquellas “zonas”de lasladeras, que por el número de procesos que presen-tan y por su grado de actividad, constituyan una ame-naza. Un sistema equivalente ha sido utilizado enmapas de peligrosidad por inundaciones (Barettino,1990) y también recientemente, bajo la denominaciónde “zonificación” como propuesta metodológica enla estabilidad de algunos embalses (Sánchez ySoriano, 2001; Utrillas et al., 2005). Para nuestro tra-bajo se proponen un total de once zonas susceptibles,distribuidas en los tres embalses y que han sido seña-ladas convenientemente en la cartografía propuesta(Fig. 3). Tres se sitúan en el embalse de Dañador ycuatro en los embalses de Guadalmena y del Trancode Beas.

Un ejemplo detallado de la cartografía realizadapara estas zonas se muestra en la Fig. 5, donde se

ilustra la zona de la cerrada del embalse del Tranco deBeas. En ella se han inventariado un total de nuevedeslizamientos, de los cuales y a partir de criteriosgeomorfológicos, solo uno parece muy antiguo.Todos los deslizamientos constan de una cicatriz yuna masa despegada. Aunque no se han llegado adiferenciar en la cartografía, los tres deslizamientossituados aguas abajo de la cerrada pueden calificarsede traslacionales, mientras que los restantes seríancóncavos, con un lóbulo deformado progresivamentesegún un movimiento tipo flujo, a favor de la pen-diente. El tamaño estimado, que ocupan es de 544 m2

para el más pequeño y de 4,13 ha para las deforma-ciones de flujos de derrubios. Las cicatrices de coro-nación se localizan preferentemente en los materialescarbonatados jurásicos, a menudo favorecidos porgrietas próximas al borde el escarpe, mientras que elflujo deformado se localiza en los materiales arcillo-sos del Keuper (Fig. 2).

Para el estudio de las pendientes se ha utilizado latopografía digital proporcionada por la Nasa corres-

EmbalseCaracterísticas Litológicas Procesos Activos

Sustrato For. Superf. Tipo Proceso Grado Actividad

Dañador Pizarras P1

AluvialesTerrazas

ColuvionesAlteritasGlacis

FluvialesIncisión lineal

Arroyada laminar

Media

Media - alta

LaderasDeslizamientos

Caídas de bloques

Media – alta

Media

Guadalmena

Granitos G

Pizarras P1

Cuarcitas C2

AluvialesTerrazas

Coluviones

Fluviales

Incisión lineal

Arroyada laminar

Descalce

Media – alta

Baja – media

Baja

LaderasDeslizamientos

Caídas de bloques

Baja

Media

Tranco de Beas

Margas y arcillas C11

Dolomías y margas J1

Arcillas y areniscas T2

Calizas T1

AluvialesTerrazas

ColuvionesConos de deyección

Fluviales

Incisión lineal

Acarcavamiento

Descalce

Media

Media – alta

Baja

Laderas

Deslizamientos

Caídas de bloques

Solifluxión

Media – alta

Alta

Media – alta

Kársticos Dolinas Media

Tabla 1 - Resumen de las principales características litológicas. Procesos activos y Grado de ActividadTable 1 – Main lithology characteristics. Active processes and level of activity

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pondiente a la zona de estudio. Del análisis de losvalores de las pendientes realizado en la Fig. 6, puedededucirse que las cicatrices se sitúan, en general, envalores superiores a 17º mientras que los lóbulosdeformados lo hacen en el intervalo entre 5º - 17º.

Otro movimiento de inestabilidad en esta zonadetallada, se refiere a los flujos de derrubios querecubren las laderas deformándose por reptaciónactiva (Fig. 5), y que se evidencia en suelos y vegeta-ción. Se relacionan básicamente con materiales arci-llosos del Keuper y en formaciones superficiales detipo coluvionar. Los valores de pendiente para estasladeras se encuentran entre 5º - 17º.

Discusión de resultados y conclusiones

La idea principal en este trabajo ha sido considerarlas laderas de los embalses como áreas de interéssingular al presentar, en ocasiones, una alta propen-sión ante ciertos procesos geomorfológicos. Estosaspectos se encuentran en la actualidad insuficiente-mente tratados, sobre todo desde un punto de vistapreventivo y de planificación. La cartografía geomor-fológica y el estudio de procesos, constituyen unainformación básica que debe ser tratada de formaespecífica para cada embalse en cualquier estudiopreliminar, por lo que la generalización de los resul-tados a otros embalses debe hacerse con cuidado.Aún así, pueden hacerse las siguientes consideracio-nes.

La zonificación propuesta diferencia aquellos sec-tores en las laderas que por el número de procesospresentes y por su actividad, supongan una amenazageomorfológica a corto y medio plazo. Para nuestrazona de trabajo se han diferenciado un total de oncezonas.

Las zonas de la cerrada de las presas correspon-dientes a los tres embalses estudiados, destacancomo lugares de actividad muy variada (Fig. 3). Losprincipales procesos son los deslizamientos y caídasde bloques, localizados indistintamente aguas arribao abajo del vaso. Asimismo, en el embalse del Trancode Beas se reconocen posibles riesgos de tipo cársti-co. Los factores condicionantes que contribuirían aaumentar la peligrosidad en estas zonas de cerradaserían la presencia de litologías propensas a la satu-ración; la mayor pendiente de estos lugares unido alestrechamiento del cauce en este sector, así como,los inducidos por factores desencadenantes como losposibles procesos de llenado y vaciado del embalse.

De la zonificación preliminar se desprende la nece-sidad de realizar estudios geomorfológicos de detallede aquellas zonas problemáticas, cuya peligrosidadse hace evidente. En este trabajo toma particular rele-vancia los siguientes aspectos:

Las características y el comportamiento de algu-nas litologías, como en el caso del embalse delTranco de Beas, donde el peso del agua acumuladaen los acuíferos calcáreos superiores, generan pre-siones de agua altas en las arcillas infrayacentes.

La existencia de grietas, próximas al borde deltalud, cuyo aumento en número, ha sido constatadoa partir de fotogramas aéreos, para un periodo de 30años. La existencia de grietas alineadas con rezumes,encharcamientos y cicatrices de deslizamientos,constituyen un buen ejemplo de indicador de activi-dad.

En general todas las formas inventariadas en lacartografía de este trabajo pueden ser identificadasen los vuelos consultados, si bien se observan modi-ficaciones en la morfología y perfil de algunas lade-ras, como consecuencia del abandono de tierras ydeformación en cultivos en zonas con movimientos.También se destaca un aumento en el relleno de alu-viales y torrenteras.

El estudio de la pendiente de las laderas, se hahecho por tramos: menor a 5º; entre 5º-17º y mayor a17º, siguiendo la Clasificación Geodinámica deProcesos (Demek, 1972) y mostrando una buenacorrelación con la localización de las cicatrices dedeslizamientos, lóbulos deformados y laderas conreptación. Las orientaciones preferentes sur y oeste,con las que se relacionan gran parte de los movi-mientos en este trabajo pueden ser explicadas por el

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Fig. 6 - Mapa de pendientes en el entorno de la cerrada del embal-se del Tranco de Beas. Pendientes < 5º, en blanco; entre 5º - 17º, engris claro y > 17º, en gris oscuro. (UTM, m)Fig. 6 – Slope gradient map in the Tranco de Beas dam. Minimunslope (white), maximum slope (black), between min. and max.slope values (gray).

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mayor stress hídrico ante los procesos de humecta-ción y desecación, que en nuestro país sufren estasdirecciones.

Por último, mencionar la importancia de los aspec-tos geomorfológicos y procesos activos en los mapasde susceptibilidad, que constituirán en un futuro unade las informaciones básicas de partida para cual-quier análisis de estabilidad

Agradecimientos

Los autores quieren agradecer a D. Rafael Cobo y alDr. Juan Miguel Insua sus sugerencias en la elabora-ción del artículo y a D. Agustín Blanco, por la ayudaprestada con la trascripción digitalizada de la infor-mación cartográfica.

Referencias

Avendaño, C., Cobo, R., Gómez, J. L. y Sanz, Mª E. 1995.Procedimiento para evaluar la degradación específicade cuencas de embalses a partir de los sedimentos acu-mulados en los mismos. Aplicación al estudio de embal-ses españoles. Ingeniería Civil, 99. CEDEX. Madrid, 51-58.

Barettino, D. 1990. Estudio de riesgos naturales en la ciudadde Alcoy. Ayala-Carcedo, J. (ed.), Riesgo de avenidas.Serie Ingeniería Geológico Ambiental. Zaragoza. 214.

Cobo, R. 2002. Modelos de sedimentación en embalses. En:Sedimentación en Embalses, Jornadas SEPREM.Madrid, 88-101.

Copons, R., Altimir, J., Amigó, J., Corominas, J. y Vilaplana,J.M. 2005. Metodología de estudio en zonas afectadaspor grandes deslizamientos en el Principado deAndorra. VI Simposio Nacional sobre Taludes y LaderasInestables. Valencia, 416 – 428.

Dabrio, C.J. 1975. Santiago de La Espada (908). MapaGeológico de España escala 1: 50.000. IGME

Demek, J. 1972. Manual of Detailed GeomorphologicalMapping, Academia, Praga, 344.

Hendron, A.J. y Patten, F.D. 1985. The Vaiont Slide. U.S.Corps of Engineers Technical Report. GL-85-8.

ICOLD. 2002. Reservoir landslides. En: Investigation andManagement. Guidelines and case histories. Bulletin124. http:/www.icold-cigb.net/listepublications.aspx#bull

Irigaray, C. y Chacón, J. 2003. Métodos de análisis de la sus-ceptibilidad a los movimientos de ladera mediante S.I.G.En: Mapas de susceptibilidad a los movimientos deladera con técnicas S.I.G. Serie Medio Ambiente nº 4.Madrid, 21-36.

Jornadas técnicas sobre estabilidad de laderas en embal-ses. 2007. En: Jornadas técnicas sobre estabilidad deladeras en embalses. Zaragoza, 597.

López-Garrido, A.C. 1975. Orcera (887) Mapa Geológico deEspaña escala 1: 50.000. IGME

MOPU 1991. Inventario de Presas Españolas. DirecciónGeneral de Obras Hidráulicas. Publicaciones delMinisterio de Obras Públicas y Transportes. Madrid, 57.

NASA (Shuttle Radar Topography Mission),http:/hurricanes.nasa.gov/missions/

Octavio de Toledo, J.M., Sánchez, F.J. y Soriano, A. 1997.Movimientos de ladera en la presa de Urdalur. IVSimposio Nacional sobre Taludes y Laderas Inestables,Vol. II. Granada, 561-573.

Sánchez, F. J. y Soriano, A. 2001. Metodología para el estu-dio de la estabilidad de laderas en embalses. VSimposio Nacional sobre Taludes y Laderas Inestables,Vol. I. Madrid, 87 – 98.

Utrillas, J.L.; Joulain, Ch. y Sanchez, J.A. 2005. Metodologíade la Confederación Hidrográfica del Júcar en el análisisde estabilidad de laderas de sus embalses. VI SimposioNacional sobre Taludes y Laderas Inestables, Vol. I.Valencia, 88 -99

Vera, J.A. (Ed) 2004. Geología de España. SociedadGeológica de España. Instituto Geológico y Minero deEspaña. Madrid, 890

WP/WLI (Unesco Working Party on World LandslideInventory) 1993. A suggested method for describig theactivity of a landslide. Bulletin International AssociationEngineering Geology, Nº 47, 53-57

Recibido: junio 2008Revisado: julio 2008Aceptado: abril 2009Publicado: abril 2009

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