DELIMITACIÓ DE ZONES INUNDABLES PER A LA REDACCIÓ DE L INUNCAT

13  Download (0)

Full text

(1)

MODELITZACIÓ HIDRÀULICA

DELIMITACIÓ DE ZONES

INUNDABLES PER A

LA REDACCIÓ DE L’INUNCAT

CONQUES INTERCOMUNITÀRIES

Desembre 2002

(2)

VOLUM I: MEMÒRIA I PLÀNOLS VOLUM III: GEOMORFOLOGIA. PUNTS CRÍTICS. PONTS VOLUM IV: MODELITZACIÓ HIDRÀULICA

PRESENTACIÓ GEOMORFOLOGIA CÀLCUL HIDRÀULIC

MEMÒRIA Introducció Introducció

Introducció Objectius i àmbit dels treballs Conceptes previs Antecedents Metodologia Metodologia

Justificació de la redacció de l’estudi Condicions Climàtiques i fisiogràfiques Modelització hidràulica Metodologia Cartografia geomorfològica Casuística considerada

Delimitació de les zones inundables i punts crítics Cartografia geomorfològica de detall Resultats

Desenvolupament del pla INUNCAT i altres plans de conques Comentaris i observacions Comentaris i observacions Documents de que consta aquest estudi Esquemes geològics Llistats

Equips de treball Garona

PUNTS CRÍTICS · Nere

PLÀNOLS Noguera Ribagorçana

Delimitació geomorfològica de zones potencialment inundables i Introducció i antecedents · Noguera Ribagorçana alta Punts Crítics Metodologia · Noguera de Tor

Delimitació de zones inundables per modelització hidràulica Cobertures del Sistema d’Informació Geogràfica Noguera Pallaresa

Resum de punts crítics · Noguera Pallaresa alta

VOLUM II: CÀLCUL HIDROLÒGIC I DETERMINACIÓ DELS Relació d’apèndixs · Flamisell

CABALS D’AVINGUDA · Noguera de Cardós

Apèndix 1: Taula base de dades de punts crítics · Noguera de Vallferrera

MEMÒRIA Apèndix 2: Tipologies d’afectacions · Noguera Pallaresa baixa

Riu Segre Apèndix 3: Fitxes punts crítics · Riu d’Abella (Conqués) Riu Cinca Apèndix 4: Relació de codis de rius Ribera Salada

Segre

PLÀNOLS PONTS · Segre alt

Riu Segre Introducció · Valira Riu Cinca Estructuració de la informació · Segre baix Plànols modificats · Llobregós

1-Model digital del terreny Apèndix 1: Relació de codis de rius · Sanaüja 2-Distribució de les conques Apèndix 2: Relació de codis de municipis · Sió

3-Usos del sòl Apèndix 3: Relació de subconques · Ondara (Cervera) 4-Geologia Apèndix 4: Fitxes estructures · Corb

5-Mapa de pendents · Femosa

6-Nombre de corba del S.C.S. · Noguera Ribagorçana baixa 7.1-Isomàximes T=2.33 anys · Riu Set

7.2-Isomàximes T=5 anys · Cinca 7.3-Isomàximes T=10anys · Vallmajor 7.4-Isomàximes T=25anys

7.5-Isomàximes T=50anys Ebre

7.6-Isomàximes T=100 anys · Siurana 7.7-Isomàximes T=500 anys · Montsant 7.8-Isomàximes T=1.00 anys · Galera 8-Esquemes dels models HEC-1

(3)

VOLUM NUM IV

MODELITZACIÓ HIDRÀULICA

(4)

ÍNDEX 1.- INTRODUCCIÓ 2.- CONCEPTES PREVIS 3.- METODOLOGIA 4.- MODELITZACIÓ HIDRÀULICA 5.- CASUÍSTICA CONSIDERADA 6.- RESULTATS 7.- COMENTARIS I OBSERVACIONS 8. LLISTATS

(5)

Delimitació de zones inundables per a la redacció de l’INUNCAT Conques Intercomunitàries

Volum IV: Modelització hidràulica Pàg. 1

1. INTRODUCCIÓ

En el present volum es presenta la modelització hidràulica dels principals cursos fluvials de les conques de la Garona i del riu Ebre a Catalunya. Els cabals utilitzats són els obtinguts de l’estudi hidrològic realitzat per INCLAM (veure Volum II: Hidrologia).

Amb els resultats del model es fa una delimitació de les zones inundables a escala 1:50.000, que s’ha inclòs en el primer volum de l’estudi. Aquestes línies d’inundació permetran a Protecció Civil la determinació de les zones de risc potencial (tenint en compte els danys produïts per les inundacions i la seva probabilitat d’ocurrència).

Els resultats del model són una primera aproximació que servirà com a dada de partença per als estudis de detall dels àmbits fluvials que s’han de desenvolupar en un futur. Els estudis posteriors serviran de base i recolzament a l’hora de proposar les mesures de protecció i gestió als cursos fluvials, amb el doble objectiu de reduir el grau de risc d’inundacions i evitar que en un futur aquest augmenti.

Malgrat ser una primera aproximació als fenòmens d’inundació, és una eina que pot ajudar al planejament del territori a gran escala.

2. CONCEPTES PREVIS

En aquest estudi es desenvolupen part dels factors que composen l’anàlisi del risc d’inundacions: en concret l'ocupació en planta, així com la seva probabilitat d’ocurrència (50, 100 i 500 anys de període de retorn).

Per poder complir la “Directriu Bàsica de planificació de Protecció Civil davant el

risc d’inundacions” serà necessari realitzar l’estudi de la vulnerabilitat i l’exposició

dins de les zones delimitades, el qual queda fora de l’abast d’aquest treball.

3. METODOLOGIA

El desenvolupament d’aquests treballs han seguit l’esquema seqüencial que s’indica a continuació:

• Es fa una selecció dels trams a modelitzar, mitjançant tècniques SIG tenint en compte els següents aspectes:

(6)

Delimitació de zones inundables per a la redacció de l’INUNCAT Conques Intercomunitàries

Volum IV: Modelització hidràulica Pàg. 2

SProximitat de la xarxa hidrològica a vies de comunicació i nuclis urbans

SSuperfície mínima de conca: 100 km2

SPunts o trams crítics i risc geomorfològic SContinuïtat de trams

• Es fan visites de camp dels trams d’estudi en les quals:

SS’inventarien les estructures més significatives existents al tram (ponts, guals, assuts...), fent-ne una fitxa resum (veure volum III) SEs caracteritza el sistema fluvial: estimació dels paràmetres de fricció

de la llera i les planes d’inundació, així com les pèrdues locals. • Inicialment es generen els perfils transversals equidistants sobre l’eix del riu.

L’equidistància varia en funció de l’amplada del riu i de la seva sinuositat, sent la màxima de 200 metres. La cartografia utilitzada en aquest treball ha estat proporcionada per l'Institut Cartogràfic de Catalunya. S’ha emprat una malla de punts separats 15 m corresponents a un vol de l’any 1994.

• Es genera i es modelitza un primer model simplificat sense introduir les estructures ni definir les característiques específiques de la secció. Aquesta primera aproximació permet detectar de forma ràpida i eficaç les singularitats hidràuliques i els punts crítics del riu en qüestió, de manera que l’ajust posterior (tant en amplada com en distància) de les seccions transversals es pot realitzar amb major criteri i precisió.

• Un cop redefinides les seccions del model (ja que se n’afegeixen de noves en punts particulars a nivell hidràulic, es té en compte el flux a les planes d’inundació, etc.) es genera una nova geometria, on s’incorporen les estructures, àrees inefectives, levees, etc.

• Es defineixen per a cada tram els cabals per a T = 50, 100 i 500 anys, i les condicions de contorn. Es corre el model en règim permanent i uniforme, comprovant-ne els resultats i corregint-ne els errors detectats.

• S’exporten els resultats en format SIG i s’interpolen amb el model digital del terreny, generant-se un polígon tancat que defineix la zona inundable.

4. MODELITZACIÓ HIDRÀULICA 4.1. El programa HEC-RAS

El model matemàtic HEC-2 va ser desenvolupat en la seva primera versió l’any 1976 per l’Hidrològic Engineering Center (HEC), organisme depenent del US

Army Corps of Engineers. És un programa àmpliament utilitzat per la comunitat

hidràulica, que permet calcular perfils de la làmina d’aigua a rius i canals, per fluxos subcrítics i supercrítics, considerant els efectes de ponts, passos inferiors, sobreeixidors i d’altres obstruccions.

Des de l’any 1991 existeix un nou programa del mateix organisme, que és successor de l’anterior. S’anomena HEC-RAS (River Analisis System) i assumeix les mateixes hipòtesis bàsiques, malgrat que conté una sèrie de millores tant en la introducció de dades (treballa en entorn WINDOWS) com en les capacitats de modelització, permetent per exemple el càlcul de distribucions de velocitats en una secció, canvis de flux lent-ràpid o a l’inrevés, etc.

En el present treball s’ha emprat aquest software (HEC-RAS), en la seva versió 3.0.1 de gener del 2001, d’acord amb l’equip de direcció dels treballs. Tot i disposar aquesta última versió d’un mòdul per càlcul en règim variable, s’ha descartat emprar-la pels següents dos motius principals: l’objecte de l’estudi i les limitacions en la cartografia.

4.2. Arxius HEC-RAS

El model HEC-RAS gestiona de manera independent fitxers que representen diferents geometries, fluxos, etc. Un projecte es composa dels següents arxius (entre parèntesi les seves extensions):

Un arxiu de projecte (.PRJ): es troba el llistat de tots els fitxers

associats a un determinat projecte i un llistat de les variables del sistema que han de posar-se pel correcte funcionament del programa.

Arxius de geometria (.G01 a .G99) cada fitxer conté la informació de la

geometria de la llera, geometria de les estructures (ponts, assuts), coeficients i informació del tipus de les opcions de modelització escollida en el cas d'haver-les.

Arxius de flux (.F01 a .F99) cada fitxer conté la informació sobre el

nombre de perfils d’aigua a calcular, els cabals i les condicions de contorn.

(7)

Delimitació de zones inundables per a la redacció de l’INUNCAT Conques Intercomunitàries

Volum IV: Modelització hidràulica Pàg. 3

Arxius de pla (.P01 a .P99): és l’arxiu que relaciona el fitxer de

geometria i fitxer de flux, descrivint les opcions de simulació que s’han escollit per a aquell determinat pla.

Fitxers d’execució (.R01 a .R99) estan associats a un determinat pla.

Aquest fitxer conté totes les dades per a realitzar els càlculs requerits pel corresponent pla.

Arxius de sortida (.O01 a .O99) contenen els resultats dels càlculs

executats per a cada pla, en format binari i només poden ser llegits a través de la interface del programa.

4.3. Hipòtesis del programa

Les principals hipòtesis assumides pel programa són:

• Flux estacionari: és a dir, no hi ha variació de calat o velocitat amb el temps. • Flux gradualment variat, on es compleix la distribució hidrostàtica de pressions • Flux unidimensional, en la direcció del riu o canal

• Pendents petites, menors de 1/10. Amb això cos φ≅1 i el calat vertical és representatiu de l’alçada de pressió.

• Contorns rígids, no admetent-se erosió o sedimentació de la llera. • Pèrdues per fricció estimades per la fórmula de Manning. • No es contempla el transport sòlid.

Amb aquestes hipòtesis, l’equació bàsica de conservació d’energia entre dues seccions 1 i 2 d’un flux unidimensional és:

Z Y V g Z Y V g he 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 + +α = + +α + (1) essent per a la secció transversal 1 o 2:

Z (m): elevació del fons de la secció transversal respecte a una cota de referència.

Y (m): calat de l’aigua a la secció transversal. a

a a

a: coeficient d’energia, que té en compte la distribució no uniforme de velocitats a la secció.

V (m/s): velocitat mitjana del flux a la secció. g (m/s2): acceleració de la gravetat.

he (m): pèrdua d’energia entre les seccions 1 i 2.

Aquesta pèrdua s'avalua a partir de l’expressió:

/ 2 2 / • 2 2 2 2 1 1 g V g V C Sf L he α α + = (2) on:

L (m): longitud del tram

Sf(m/m): pendent de fricció

C: coeficient de pèrdues per expansió o contracció

Per altra banda, se suposa que la pèrdua d’altura per fricció per a una velocitat i radi hidràulic donats és la mateixa que tindria un flux uniforme que tingués

(8)

Delimitació de zones inundables per a la redacció de l’INUNCAT Conques Intercomunitàries

Volum IV: Modelització hidràulica Pàg. 4

aquesta velocitat i aquest radi hidràulic. És a dir, el pendent motriu es calcula mitjançant la fórmula de Manning:

3 4 2 2 2 h f R A Q n S ⋅ ⋅ = (3) on: Q (m3/s): cabal

n : coeficient de rugositat de Manning A (m2): secció transversal

Rh (m): radi hidràulic 4.4. Procediment de càlcul

El nivell d’aigua en les seccions del model es determina mitjançant un procés iteratiu entre les equacions (1) i (2). El procediment computacional es desenvolupa de la següent manera:

1. Imposat el nivell d'aigua en el punt de condició de contorn aigua avall (o aigua amunt en cas de règim ràpid), s’assumeix una cota de la superfície d’aigua a la secció aigua amunt (o a la d’aigua avall en cas de règim ràpid).

2. A partir del cabal circulant i del nivell d'aigua assumit circulant es determinen la resta de característiques geomètriques de la secció i l’alçada de velocitat. 3. Amb els valors del pas 2, es computa la pendent de fricció Sf i es resol

l’equació (2) per avaluar la pèrdua d'energia, he.

4. Amb els valors dels passos 2 i 3 es resol l’equació (1) obtenint un nou nivell d'aigua.

5. Es compara el valor computat amb el valor assumit al pas 1, repetint els passos 1 a 5 fins que la seva diferència sigui menor que una tolerància prèviament establerta.

6. A partir del nivell d'aigua finalment determinat, es calcula el nivell d'aigua per a la següent secció procedint segons els passos 1 a 5. D'aquesta manera es determina el nivell d'aigua per a la resta de seccions del tram a modelitzar.

7. En el cas d'existir durant el procés d'integració de la corba de nivells d'aigua algun tipus de condició de contorn interna (ja sigui un pont, assut, gual o confluència), s'utilitza la formulació especifica en cada cas per a obtenir el nivell d'aigua del punt de càlcul en qüestió.

4.5. Limitacions dels càlculs

Com a conseqüència de les característiques del model hidràulic emprat, és necessari plantejar-se com s’ajusten les simplificacions del model a la realitat dels cursos fluvials modelitzats al present estudi:

a).- FLUX UNIDIRECCIONAL

Per una banda, la majoria dels rius de capçalera circulen per zones amb una orografia molt accentuada, plena de turons i muntanyes. En aquest cas un flux unidimensional reflexa suficientment bé la realitat.

Per altra banda, l’Ebre és uns dels pocs rius a Catalunya on les planes d'inundació tenen centenars de metres o fins i tot quilòmetres, raó per la qual els resultats del model han de ser degudament interpretats.

La zona del delta és una altra de les zones on el model utilitzat es desvia més de la realitat i on la representació per a l’INUNCAT ha seguit en casos justificats una delimitació més geomorfològica.

b).- CABAL CONSTANT

El cabal és constant per trams. L’estudi hidrològic dóna com a resultat una sèrie de punts de càlcul on es tenen cabals coneguts. Entre aquests punts s’han utilitzat aquests cabals com a constants si la diferència entre punts era inferior al 20%. En cas contrari, i depenent de la magnitud de la diferència entre punts de càlcul s'han col·locat punts intermedis de canvi de cabal per aconseguir que les variacions de cabals de càlcul entre trams consecutius no fossin molt elevades.

Tot i això, no es pot confondre aquesta metodologia amb un règim no permanent ja que en aquest treball no es transporten hidrogrames, sinó cabals punta. Per tant, no es té en compte l’efecte d’emmagatzematge de cabals a les planes d’inundació i la conseqüent laminació de les puntes de riuada que es pogués produir. És a dir, es pren la hipòtesi conservadora

(9)

Delimitació de zones inundables per a la redacció de l’INUNCAT Conques Intercomunitàries

Volum IV: Modelització hidràulica Pàg. 5

de cabal constant per a cada un dels tres períodes de retorn en lloc d’un cabal variable.

c).- LLERA FIXA

Durant una riuada, el fons de la llera es pot erosionar degut a les altes velocitats que assoleix el flux, de manera que la secció hidràulica del riu augmentaria i la capacitat de desguàs seria més gran. Per tant, treballar amb la hipòtesi de llera fixa estaria del costat de la seguretat.

d).- TRANSPORT SÒLID

Quan el transport de sediments en una riuada és apreciable, la valoració del cabal en funció del calat és molt dificultosa, ja que no és possible aplicar fórmules ordinàries de moviment uniforme en làmina lliure. Donat aquest fet i tenint en compte l’escala i objecte d’aquest estudi, s’ha descartat considerar-ho.

e).- RESISTÈNCIA AL FLUX

La resistència al flux en un riu no és constant. El número de Manning pot disminuir amb el cabal (calat) de manera sensible. Per tant, treballar amb la hipòtesi de fregament constant estaria del costat de la seguretat. En qualsevol cas, els Mannings aplicats han estat consensuats amb la Direcció de l’estudi.

5. CASUÍSTICA CONSIDERADA 5.1. Àmbit d’estudi

El model hidràulic té una longitud superior als 1000 km, repartits en els següents trams de rius:

CURS FLUVIAL TRAM Km model

Garona Tredòs - Canejan 40,2

Nere Vielha 1,1

Noguera Ribagorçana Senet - Pont de Suert 28,4 Noguera de Tort Caldes de Boí - Pont de Suert 20,5 Noguera Pallaresa Alòs d'Isil - Pobla de Segur 81,6 Flamisell Cabdella - Pobla de Segur 31,6 Noguera de Cardós Tavascan - Llavorsí 19,3 Noguera Vallferrera Alins - Tírvia 9,8 Noguera Pallaresa Talarn - Guardia de Tremp 17,1 Riu d'Abella (Conques) C-1412 - Noguera Pallaresa 6,2 Segre Llívia - Organyà 90,1 Valira Farga de Moles - Seu d'Urgell 12,2 Ribera Salada Castellar de la Ribera - Bassella 26,1 Segre Embassament de Rialb - Ribarroja 129,3 Llobregós Torà - Ponts 34,8 Riera Sanaüja Sanaüja - riu Llobregós 6,7 Sió Tarroja de Segarra - riu Segre 56,1 Ondara (Cervera) Cervera - riu Segre 51,7 Corb Bellpuig - riu Segre 41,7 Femosa Borges Blanques - riu Segre 39,4 Noguera Ribagorçana Ivars de Noguera - riu Segre 27,6 Set Albagés - riu Segre 27,8 Cinca Massalcoreig - riu Segre 8,4 Vall Major Torrebesses - embassament de Utxesa 9,6 Ebre Embassament Flix - desembocadura 119,1 Siurana Poboleda - riu Ebre 35,1 Montsant Embassament de Margalef - riu Ebre 31,7 La Galera La Galera - riu Ebre 16,2

(10)

Delimitació de zones inundables per a la redacció de l’INUNCAT Conques Intercomunitàries

Volum IV: Modelització hidràulica Pàg. 6

5.2. Cabals

Els cabals emprats per a la modelització s’han extret del volum II d’aquest estudi on s’exposen 197 punts de càlcul.

En certs casos on la diferencia de cabals entre punts era superior al 20% s’ha procedit al càlcul de cabals intermedis, mitjançant els següents criteris d’interpolació:

• S'interpola un punt intermedi mitjançant la fórmula que relaciona de forma

proporcional el quocient de cabals amb el quocient de les àrees de les conques elevades a una potència determinada. Si el càlcul es realitza des d'un punt d'aigua amunt a un altre aigua avall s’utilitza una potència de 0,75; si el càlcul es realitza partint d'un punt conegut situat aigua avall cap un altre aigua amunt s’emprarà una potència de 0,5.

• La decisió del sentit de la interpolació depèn dels punts facilitats per

INCLAM i de criteris hidrològics, tenint especialment en compte les confluències.

5.3. Geometria

La informació base de la que s’ha partit per a la modelització hidràulica és la malla del model digital del terreny (en endavant MDT) de 15 x 15 m cedida per l’ICC que es basa en els plànols a escala 1:5.000.

La utilització de la cartografia del MDT amb aquesta malla de punts 15 x 15 m implica que en trams de rius d'alta muntanya sigui difícil detectar la llera real, així com en les grans planes d'inundació del Segre a l'alçada de Llívia i Puigcerdà. Igualment, l'elaboració d'aquesta cartografia de base en diferents èpoques denota alguns defectes com el salt de diversos metres entre un full i un altre.

El model digital del terreny tendeix a suavitzar les formes del relleu. Així, els grans escarpaments, murs, endegaments, etc. es veuen totalment distorsionats, limitant així la precisió de l'estudi.

5.4. Rugositat de Manning

Per tal de determinar els coeficients de rugositat s’han utilitzat mètodes basats en la consulta de taules i fotografies, així com equacions de resistència al flux per a lleres de material granular.

En primer lloc s’han comparat les anotacions i fotografies realitzades a camp per caracteritzar el sistema fluvial amb les descripcions de les taules publicades per Chow (1982) que recullen informació de diversos autors per diferents tipus de canals. S’ha pres directament els valors dels coeficients de rugositat per la llera i els marges dels trams.

En segon lloc s’ha aplicat un procediment desenvolupat per Cowan, també basat en taules, en el qual a partir d’un valor bàsic del coeficient de rugositat per a un canal recte, uniforme i llis (n0) es tenen en compte les irregularitats de la

superfície (n1), les variacions en forma i dimensions de la secció transversal del

canal (n2), les obstruccions (n3), la vegetació i condicions del flux (n4) i la

sinuositat del canal (m5) a l’hora d’obtenir la n de Manning per la llera dels trams,

que es calcula segons la següent equació:

5 4 3 2 1 0 )· (n n n n n m n= + + + +

Un tercer mètode, el més qualitatiu dels utilitzats, ha consistit en comparar les fotografies i anotacions fetes a camp amb un recull de fotografies i descripcions de rius de rugositat coneguda publicat pel USGS (United States Geological Survey). Els coeficients s’han determinat assimilant les tipologies dels rius descrits en aquest recull (bàsicament rius de muntanya nord-americans) a les dels trams estudiats.

A partir dels resultats obtinguts amb aquests tres mètodes s’ha determinat un rang de variació del coeficient de rugositat, així com el valor mig per cada tram. Finalment han estat calculats els coeficients de Manning mitjançant equacions de resistència al flux, obtingudes empíricament per diversos autors, basades en la relació entre la rugositat i el diàmetre del material que conforma la llera del riu. Aquesta metodologia resulta molt menys subjectiva que l'emprada en els mètodes anteriors basats en valors tabulats.

Cal destacar que les condicions experimentals de camp per la determinació d’aquestes equacions corresponen a trams amb flux permanent i gairebé uniforme, poca sinuositat i absència de vegetació i obstacles. Conseqüentment,

(11)

Delimitació de zones inundables per a la redacció de l’INUNCAT Conques Intercomunitàries

Volum IV: Modelització hidràulica Pàg. 7

els valors que s’han obtingut s’han de considerar com a cotes mínimes, que s’incrementen de forma important en cursos sinuosos i de vegetació densa. Les equacions que s’han utilitzat han estat les següents, escollint per a cada tram la més adient segons la idoneïtat i rangs d’aplicació de cadascuna:

Strickler (1923) 1 . 21 6 / 1 50 d n= on:

d90 (m): diàmetre per al que el 90% del material és inferior (m)

Desenvolupada amb dades de rius de grava de granulometria uniforme a la llera i els marges i amb un rang experimental de 0.004<S<0.025 pel que fa a la pendent i 0.1<R<10 en relació al radi hidràulic.

Meyer-Peter i Müller (1948) 26 6 / 1 90 d n= on:

d90 (m): diàmetre per al que el 90% del material és inferior (m)

Adequada per a lleres naturals de material no homogeni amb rangs de 0.00047S70.0227 per a la pendent; 1.547y/d907700 per a la submersió

relativa i 0.00077d9070.029 per al diàmetre característic indicat.

Una vegada determinats els coeficients de rugositat de Manning per tots aquests mètodes, s’ha escollit, tant per a la llera com pels marges de cada tram, el valor més adient dels calculats dins dels seus rangs de variació. S’ha considerat un valor mínim de 0.030, determinat amb les equacions de resistència al flux, i s’ha arrodonit el coeficient definitiu a l’alça de 0.005 en 0.005, simplificació coherent amb l’escala de treball.

Els coeficients de Manning del Segre i els seus afluents, en el tram comprés entre l’embassament de Rialb i el de Ribarroja, s’han assignat a partir del mapa de cultius i aprofitaments del Ministeri d’Agricultura, Pesca i Alimentació a escala 1:50.000. S’ha fet una equivalència de valors per a cada cultiu i el seu coeficient de rugositat.

5.5 Estructures

Fonamentalment es tracta de ponts, passarel·les i assuts, de les quals s’han efectuat fitxes de camp on es recullen les principals característiques i que es troben al volum III d’aquest estudi.

5.6. Condicions de contorn

Donat que a priori no es coneix amb seguretat el règim del flux d'alguns dels trams modelats (ja que sovint el règim és proper al crític per a grans riuades) i aprofitant que la simulació hidràulica es pot fer amb l’opció mixta (règim lent i/o ràpid), es donen condicions de contorn (en endavant CC) tant aigua amunt (règim ràpid) com aigua avall (règim lent) que el programa emprarà si s’escau.

CC aigua amunt: en el cas de capçalera de riu o tram sense cap connexió aigua amunt s'han considerat alternativament calat crític o calat normal. En el cas que el tram estigui connectat amb d'altres s'ha considerat el nivell a la confluència, calculat com a CC interna pel propi model.

CC aigua avall: en el cas de que hi hagi un embassament important aigua avall del tram s'ha emprat la corba de desguàs del propi embassament com a CC. En el cas que el tram estigui connectat amb d'altres s'ha considerat el nivell a la confluència, calculat com a CC interna pel propi model. A la desembocadura de l'Ebre s'ha imposat un nivell d'aigua amb cota 1,50 metres, que correspondria a la sobreelevació màxima del nivell del mar per temporals de llevant a les costes catalanes.

5.7. Coeficients de contracció i expansió

Els coeficients de contracció i expansió emprats es resumeixen en la següent taula:

Curs normal Ponts Contracció Expansió Contracció Expansió

Règim lent 0.1 0.3 0.3 0.5 Règim ràpid 0.1 0.3 0.1 0.3

(12)

Delimitació de zones inundables per a la redacció de l’INUNCAT Conques Intercomunitàries

Volum IV: Modelització hidràulica Pàg. 8

6. RESULTATS

Els càlculs hidràulics permeten determinar les línies d’inundació de les avingudes amb períodes de retorn de 50, 100 i 500 anys.

Cal destacar que el concepte de desbordament, associat a la capacitat hidràulica del riu, no és un concepte exacte, sinó que està íntimament relacionat amb el que s’entén per llera de riu.

Les línies d’inundació obtingudes amb el model hidràulic es representen en planta a escala 1:50.000 per ser traspassades posteriorment al plànol de representació després de ser interpretades estimant les continuïtats dels fluxos desbordats i també les àrees de possible estancament d’aigües. S’ha de tenir en compte que en aquells punts on això últim passa, el calat té tendència a igualar la línia d’energia.

És a dir, el traçat de les línies d’inundació no és la representació directa secció a secció de la cota d’aigua obtinguda amb el programa de modelització hidràulica, sinó que s'ha realitzat un tractament dels resultats del model hidràulic amb una eina SIG i una posterior interpretació basada en l'experiència dels tècnics autors de l'estudi.

A partir dels resultats hidràulics s’elaboren uns plànols a escala 1:50.000 en els que es grafien els traçats aproximats de les línies d’inundació de les avingudes de període de retorn de 50, 100 i 500 anys.

VERMELL (línia inundació T = 50 anys) BLAU (línia inundació T = 100 anys) VERD (línia inundació T = 500 anys)

7. COMENTARIS I OBSERVACIONS

• El grau de representativitat de la zona inundable a 1:50.000 (on 1 mm representa 50 m a la realitat) així com la precisió de les dades cartogràfiques disponibles (basats en la cartografia 1:5.000) han limitat la tipologia de rius sobre els que un estudi de tipus regional com el present pot ser efectiu. Per aquest motiu s'han modelitzat, bàsicament, els principals cursos.

• Hi ha certes discrepàncies entre els amidaments de camp i la cartografia existent, fonamentalment pel que fa a estructures. El criteri seguit en la majoria dels casos ha estat fer prevaler les mesures de camp sobre les cotes

de la cartografia utilitzada, ja que d'aquesta manera és més exacte la representació de qualsevol aspecte problemàtic d'àmbit local.

• Hi ha estructures que s’han omès en el model degut a la falta de definició de la llera en el MDT.

• La complexitat inherent al comportament hidrodinàmic d’un riu en règim d’avinguda (transport de sediments, canvis de morfologia, fenòmens transitoris i erosions locals, corrents secundaries i pèrdues localitzades d’energia, etc.) provoquen que l’estudi realitzat a través de la cartografia i els mètodes descrits hagi de ser interpretat en tot moment com una aproximació a la realitat. No s’ha d’oblidar que les línies d’inundació grafiades tenen un cert marge d’error, proporcional a la qualitat de les dades (hidrològiques i cartogràfiques) i a la idoneïtat del model de càlcul hidràulic. Ambdós factors han estat acuradament tractats per tal de reduir l’error al mínim exigible a un estudi regional.

• Les línies d’inundació de la Garona i els seus afluents al terme municipal de Naut Aran s’han extret de l’”Estudi hidrològic i hidràulic de la Garona al seu

pas per Naut Aran” realitzat per l’ACA.

• De l'anàlisi de les dades obtingudes amb el model hidràulic i del seu tractament es dedueixen les següents conclusions i comentaris:

SDels resultats hidràulics no s’han determinat nous punts o trams crítics ja que l’avaluació del risc no entra en l’abast d’aquest estudi, doncs és competència de Protecció Civil.

SLa capacitat dels cursos modelitzats ve fortament condicionada per la presència de ponts i assuts, els quals sovint produeixen el rabeig suficient per a que el consegüent augment de làmina superi, en ocasions, els marges.

SAl Delta de l’Ebre, el model utilitzat perd fiabilitat i s'ha acudit a la interpretació geomorfològica així com als antecedents històrics per a determinar les àrees inundables.

(13)

Delimitació de zones inundables per a la redacció de l’INUNCAT Conques Intercomunitàries

Volum IV: Modelització hidràulica Pàg. 9

8. LLISTATS

Els llistats que s’acompanyen per a cada un dels rius modelitzats són les següents:

• Planta del tram

• Seccions transversals amb nivells d’aigua per a T= 50, 100 i 500 anys • Seccions transversals dels ponts existents (segons model)

• Taula resum de variables per seccions per a T= 50, 100 i 500 anys

Les llegendes de les variables incloses a les taules resum de resultats són els següents:

Reach tram River Sta. Secció transversal Q Total (m3/s) Cabal

Min Ch El (m) Elev. mínima de la llera (tàlveg) W.S. Elev (m) Cota de la làmina d’aigua

Crit W.S. (m) Cota de la làmina d’aigua en règim crític E.G. Elev (m) Altura de la línia d’energia

E.G. Slope (m/m) Pendent de la línia d’energia Vel Chnl (m/s) Velocitat zona canal central Flow Area (m2) Àrea mullada

Top Width (m) Amplària de la làmina d’aigua Froude # Chl Número de Froude al canal

Figure

Updating...

References

Related subjects :