Original paper
The geomorphic and hydrologic impacts of the catastrophic failure of flood-control-dams during the 1996-Biescas flood (Central Pyrenees, Spain)
Benito, Gerardo; Grodek, Tamir; Enzel, Yehouda
Zeitschrift für Geomorphologie Volume 42 Issue 4 (1998), p. 417 - 437
33 references
published: Dec 10, 1998
ArtNo. ESP022004204000, Price: 29.00 €
Abstract
The 1996 Biescas flood in the Central Pyrenees, Spain, caused the loss of 87 lives in a camp site located on an active alluvial fan. The flood destroyed 31 out of a series of 36 dams and a canal which were built between 1926 and 1943 to protect the highway from threatening floods. During the flood, the sediments stored by these dams were moved downstream blocking the canal at the apex of the alluvial fan. This blocking forced the flood water to clear its way through the pre-construction active fan surface where the camp site was located. The flood protection works which was designed to protect the highway failed to shelter the campsite. This campsite was situated on an active part of the alluvial fan which was apparently deactivated by the dams. The flood discharge in the main stream (Arás) was 420 m3sec-1, generated by the Aso, Betés, and La Selva tributaries that contributed 240, 128 and 62 m3sec-1, respectively. The specific discharges of the Arás basin (18.3 km2) reached values of 13-45 m3sec-1km-2 which are high on a world-wide scale. It is demonstrated that the failed dams were the source for the anomalously large amounts of sediments transported in the lower reach of the Arás stream. Aerial photographs indicate that before the 1990s, perhaps even several decades earlier, all these dams except two were already filled with sediments originating from unconsolidated Late Pleistocene till deposits. In the lower basin, artificial sediment storage in the dams and their subsequent collapse caused the transformation of the flood into a large debris flow. The canal which was designed for a maximum discharge of about 100 m3sec-1 could not handle the deposition of the debris flow with boulders larger than 2m in diameter and large amount of trunks.
Kurzfassung
Beim Biescas-Hochwasser 1996 in den zentralen Pyrenäen, Spanien, verloren 87 Menschen ihr Leben auf einem Campingplatz, der sich auf einem aktiven Schwemmfächer befand. Das Hochwasser zerstörte einen Kanal und 31 von 36 Dämmen, die zwischen 1926 und 1943 zum Hochwasserschutz einer Autobahn errichtet worden waren. Beim Hochwasser wurden Sedimente dieser Dämme flußabwärts bewegt, welche den Kanal am oberen Ende des Schwemmfächers blockierten. Dies führte dazu, daß das Hochwasser sich den Weg über den alten Schwemmfächer bahnte, der bis vor dem Bau der Hochwasserschutz-Maßnahmen aktiv war. Dort befand sich der Campingplatz. Das Hochwasserschutzsystem, das ausgelegt war, um die Autobahn zu schützen, versagte im Schutz des Campingplatzes. Jener lag auf einem aktiven Teil des Schwemmfächers, welcher offensichtlich durch die Hochwasserschutzdämme deaktiviert worden war. Die Hochwasserspitze im Hauptfluß (Arás) betrug 430 m3sec-1. Sie wurde von den Nebenflüssen Aso (240 m3sec-1), Betes (128 m3sec-1) und La Selva (62 m3sec-1) erzeugt. Die Abflußspenden im Anás-Einzugsgebiet (18,3 km²) erreichten Werte von 13 bis 45 m³sec-1 km-2, welche im weltweiten Vergleich als hoch einzustufen sind. Es läßt sich zeigen, daß die ungewöhnlich großen Sedimentmengen, die mit dem Arás transportiert wurden, aus den gebrochenen Dämmen stammten. Aus Luftbildern geht hervor, daß vor den neunziger Jahren, vielleicht sogar schon einige Jahrzehnte früher, sämtliche Dämme bereits mit Sedimenten aus nicht verfestigten, spätpleistozänen Ablagerungen gefüllt waren. Die künstliche Speicherung von Sediment in den Dämmen und ihr nachfolgender Zusammenbruch führte im unteren Einzugsgebiet dazu, daß aus dem Hochwasser ein großer Schlammstrom wurde. Der Kanal, der nur für ungefähr 100 m3sec-1 ausgelegt worden war, war mit den Ablagerungen aus dem Schlammstrom überfordert, welche Geölle von über 2 m Durchmesser und viele Baumstämme enthielten.
Résumé
L'inondation, qui eu lieu en 1996 à Biescas, dans les Pyrénées centrales espagnoles, a coûte la vie à 87 personnes qui se trouvaient dans un camping situé sur un cône alluvial actif. 31 des 36 barrages, ainsi qu'un canal, construits entre 1926 et 1943 afin de protéger une autoroute de la menace des inondations, furent aussi détruits en cette circonstance. Des sédiments, accumulés en arrière des barrages, furent emportés en aval et bloquèrent le cannal à l'apex du cône alluvial. Cette obstruction du cours naturel de l'eau contribua à la submersion du cône qui s'était formé avant la construction des barrages, ainsi qu'à la destruction du camping qui s'y trouvait: le système de contrôle des flots, destiné a protéger l'autoroute, n'est pas parvenu à préserver le camping. Le débit maximal du flot principal de l'Areás, fut de 430 m3sec-1: y contribuèrent ses affluents, l'Aso, le Betés et La Selva, avec des débits respectifs de 240, 128 et 62 m3sec-1. Dans le bassin de l′Arás (18,3 km²), le débit spécifique atteignit des valeurs de 13-45 m3sec-1, valeurs particulièrement élevées a l'échelle mondiale. Il à été prouvé que la rupture des barrages est à l'origine des quantités anormalement élevées de sédiments transportés vers la section inférieure de l'Arás. Des photographies aériennes indiquent qu'avant les années 1990, et peut-être même quelques décennies auparavant, des dêpôts glaciaires datant de la fin du Pleistocène, s'étaient amoncelés en arrière de tous ces barrages, à l'exeption de deux d'entre eux. Dans la partie inférieure du bassin, la libération de cette accumulation artificielle de sédiments a provoqué la transformation de la crue en une grande coulée boueuse. Le canal, conçu pour un débit maximal de 100 m3sec-1, ne pouvait donc une canaliser coulée boueuse qui charriait des blocs d'un diamètre supérieur à 2 m ainsi qu'une grande quantité de troncs d'arbres.
Keywords
geomorphic impacts • hydrologic impacts • flood-control-dams • Central Pyrenees • Spain