[en] Flood forecasting in mountain areas is limited by the complexity of triggering meteorological instabilities (convective storms with high orographic influence), the rapid hydrological response of the watersheds (flash floods) and the variable sediment load of the resulting torrential flows (stream, hyperconcentrated or debris flows). Thus, in order to define fluvial and torrential activity for an adequate hazard assessment, a research for different alternatives needs to be done. Systematic and paleohydrological methods have additional drawbacks when applied to mountain environments lacking complete and accurate data sources. At this point, a comprehensive understanding of a system could be reported by adopting a holistic approach that combines all the available evidences in the area and their potential analysis methods, correlating the obtained results according to their reliability and uncertainty. The main objective of this work was to develop and integrate as many methods as possible to characterize the hydrogeomorphological activity of the Portainé catchment (Eastern Pyrenees), which shows high torrential risk. Given the scope of the study, it was divided in two stages depending on the subject under consideration: basin-scale and channel-scale assessments. On the one hand, the catchment was investigated in its entirety through widely tested structural, sedimentological, geomorphological, historical, dendrocronological, pluviometric and land-cover mapping methods. This allowed us to collect and analyse torrential flows and anthropogenic alterations that played out during last decades. On the other hand, temporal changes and extraordinary events along main torrents were reconstructed in detail using multi-temporal airborne LiDAR data and hydraulic modelling, respectively. In this case, large uncertainties arise from conventional techniques as long as mountain catchments lack of reliable discharge and rainfall time series. Two novel methodological approaches were developed so as to face this challenge. First, sequential digital elevation models (DEMs) were analysed accounting the spatial variability of errors on a section-by-section basis along channels. Second, a more consistent paleoflood reconstruction was obtained by combining geomorphology, dendrogeomorphology, flow hydraulics and hydrodynamics. This research involves new paleohydrological contributions for ungauged and densely forested torrential catchments. In the field of remote sensing, an effective appreciation of DEM errors and real geomorphic changes was achieved, which allowed magnitude and pattern of erosion-deposition phenomena to be quantified and sediment budget volumetric calculations to be optimized. Moreover, the geomorphic impact of flexible sediment retention barriers was also estimated, providing new tools for a high-resolution assessment of the behaviour, effectiveness and stability of engineering structures in remote areas that are hardly reached in the field. Regarding the dendrogeomorphic paleoflood reconstruction, the distribution of external disturbances was analysed in terms of their geomorphological position and flow energy. Differences between scar height and modelled water surface were also compared. This revealed that, while most reliable scars for peak discharge estimations are those from trees located on intermediate energy forms (alluvial terraces and fans), the riverbed and lateral slopes are prone to greater errors. The results achieved confirm that small mountain catchments are highly sensible to human activities. The study case shows that there has been an intensification of torrential processes in the 21st century, with an annual recurrence of torrential flows present-day. This tendency differs from the approximately 5-year interval recorded during the 20th century. Considering the non-variability in time of triggering rainfalls, this phenomenon must be related to changes in soil conditions, essentially resulting in lower rainfall interception and higher surface runoff. Those factors have provoked the geomorphological threshold to be exceeded and the transport capacity of the torrents to be increased. Their evolution is now strictly conditioned by the interaction of the natural river dynamics and debris flow protection measures. In conclusion, the integration of multidisciplinary methodologies enables a robust approximation to hydrogeomorphic behaviour in catchments lacking direct data or with limited indirect evidences. Even if such a study requires a thorough interpretation of the results according to site characteristics, it can also be adapted and extrapolated to other mountain torrential systems.

[es] La predicción de las avenidas torrenciales en zonas de montaña está limitada por la complejidad de las inestabilidades meteorológicas que las generan (tormentas convectivas con un fuerte efecto orográfico), la rápida respuesta hidrológica de las cuencas hidrográficas (avenidas súbitas) y la variabilidad de carga sólida de los flujos resultantes (acuosos, hiperconcentrados y de derrubios). Esto hace necesario buscar alternativas para determinar la actividad fluvio-torrencial de las cuencas y poder así evaluar su peligrosidad. Los métodos sistemáticos y paleohidrológicos presentan grandes dificultades en contextos montañosos debido a la falta de fuentes de datos completas y precisas. Llegados a este punto, la comprensión integral de un sistema pasa por adoptar una perspectiva holística que combine todas las evidencias disponibles en la zona y sus posibles métodos de análisis, correlacionando los resultados en función de la fiabilidad e incertidumbre de cada uno de ellos. El objetivo de este trabajo ha sido desarrollar e integrar la mayor cantidad de métodos posibles para caracterizar la actividad hidrogeomorfológica de la cuenca de Portainé (Pirineos Orientales), la cual presenta un alto riesgo torrencial. Dada la envergadura del estudio, éste se ha realizado en dos fases: a escala de cuenca y a escala de red de drenaje. Por un lado, se ha caracterizado la cuenca en su conjunto con métodos estructurales, sedimentológicos, geomorfológicos, históricos, dendrocronológicos y pluviométricos, así como la cartografía de coberturas del suelo ampliamente reconocidos. Esto ha permitido recopilar y analizar los flujos torrenciales y las alteraciones antropogénicas de las últimas décadas. Por otro lado, se han estudiado en detalle los cambios temporales y las avenidas extraordinarias en los torrentes principales mediante datos multi-temporales de LiDAR aéreo y modelizaciones hidráulicas, respectivamente. En este caso, se ha detectado que las aproximaciones convencionales generan grandes incertidumbres al aplicarse en cuencas de monaña sin series precisas de aforos ni lluvias. Para hacer frente a este reto, se han desarrollado dos procedimientos metodológicos novedosos. El primero consiste en un análisis de modelos digitales de elevaciones (MDEs) secuenciales que considera que los errores son espacialmente variables entre secciones transversales al canal. El segundo combina geomorfología, dendrogeomorfología, hidráulica e hidrodinámica para obtener una reconstrucción más fidedigna de las avenidas modelizadas. Las investigaciones llevadas a cabo conllevan nuevos avances paleohidrológicos en cuencas densamente forestadas, no aforadas y de carácter torrencial. En el campo de la teledetección, se ha conseguido discernir de forma más efectiva entre los errores de los MDEs y los cambios geomorfológicos reales, pudiendo cuantificar fiablemente la magnitud y patrón de los fenómenos de erosión-acumulación y optimizar los cálculos volumétricos del balance sedimentario. Además, se ha estimado el impacto geomorfológico de las barreras flexibles de retención de sedimentos, aportando así nuevas herramientas para la evaluación de la efectividad y estabilidad de este tipo de estructuras en terrenos de difícil acceso. Respecto a la reconstrucción de paleoavenidas mediante evidencias dendrogeomorfológicas, se ha inspeccionado la distribución de los daños externos en la vegetación en base a su posición geomorfológica y a la energía del flujo. También se han examinado las diferencias entre la altura de las heridas y la del flujo modelizado. Así, se ha identificado que las heridas más fiables para las estimaciones del caudal pico corresponden a los árboles situados sobre formas de energía intermedia (terrazas y conos aluviales), mientras que el lecho y las laderas están sujetas a mayores errores. Los resultados obtenidos indican que las cuencas pequeñas de montaña son altamente vulnerables a la actividad humana. En el caso de estudio, se ha detectado una intensificación de los procesos torrenciales en el siglo XXI, con un recurrencia anual de flujos torrenciales en la actualidad que difiere de la periodicidad media cercana a los 5 años que se registra durante el siglo XX. Teniendo en cuenta que no existen variaciones temporales de las precipitaciones desencadenantes, dicho fenómeno se debe a una alteración en las condiciones del terreno que resulta en una menor capacidad de intercepción de las aguas pluviales y una mayor escorrentía superficial. Estos factores han generado una ruptura del equilibrio geomorfológico, aumentando la capacidad erosiva de los torrentes, cuya evolución actual está condicionada por la interacción entre la dinámica fluvio-torrencial natural y las medidas de defensa. En conclusión, la integración de metodologías multidisciplinares permite una aproximación robusta al funcionamiento hidrogeomorfológico en cuencas carentes de fuentes de datos directos o con una limitada disponibilidad de evidencias indirectas. Un estudio de estas características requiere de una cuidadosa interpretación de los resultados dependiendo de las particularidades de la zona, pero su adaptación y extrapolación es viable para otros sistemas torrenciales montañosos.