1 INTRODUCCIÓ I OBJECTIUS 3 2 CONTINGUT DE...

Planificació de l‟Espai Fluvial a la Conca del Francolí

02.B.Morfodinàmica - 1 -

030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

ÍNDEX

1 INTRODUCCIÓ I OBJECTIUS ................................................................................. 3

2 CONTINGUT DE L’ESTUDI MORFODINÀMIC ....................................................... 4

2.1 Morfodinàmica general ...................................................................................... 4

2.1.1 Transport de sediments .............................................................................. 4

2.1.2 Estudi del perfil longitudinal del riu. Perfil d‟equilibri ................................. 6

2.1.3 Estudi de l‟erosió general a llarg termini .................................................... 6

2.1.4 Estudi de les erosions locals ...................................................................... 7

2.2 Estudi de la confluència del rius Brugent i Francolí.......................................... 7

2.2.1 Introducció i objectius ................................................................................. 7

2.2.2 Resultats i conclusions ............................................................................... 8

2.3 Estudi de la torrencialitat ................................................................................... 9

2.3.1 Introducció i objectius ................................................................................. 9

2.3.2 Resum i conclusions................................................................................. 10

3 DIAGNOSI MORFODINÀMICA. PUNTS SINGULARS ........................................ 11

3.1 Diagnosi morfodinàmica per lleres .................................................................. 11

3.1.1 Riu Anguera .............................................................................................. 11

3.1.2 Torrents de Valls ...................................................................................... 11

3.1.3 Riu Sec...................................................................................................... 11

3.1.4 Riu Brugent ............................................................................................... 12

3.1.5 Riu de Glorieta .......................................................................................... 12

3.1.6 Riera de la Selva ...................................................................................... 12

3.1.7 Riu Francolí............................................................................................... 12

3.2 Punts singulars morfodinàmics ....................................................................... 14

APÈNDIX 2.B.1.- MORFODINÀMICA GENERAL

APÈNDIX 2.B.2.- ESTUDI DE LA CONFLUÈNCIA BRUGENT – FRANCOLÍ

APÈNDIX 2.B.3.- ANÀLISI DE LA TORRENCIALITAT

Índex de taules

Taula 1.- Resultats del model de transport sòlid ............................................................. 6



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

Índex de figures

Figura 1.- Esquema de divisió en trams del riu Francolí per a l‟estudi de transport de

sediments ..................................................................................................... 5

Figura 2.- Àmbit d‟estudi de la confluència del riu Brugent. Imatge de 2004 ............. 8



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

1 INTRODUCCIÓ I OBJECTIUS

La morfodinàmica és la part de la hidràulica fluvial que es dedica a estudiar els

moviments de la llera associats als corrents d'aigua. Com el seu propi nom indica,

tracta de la seva dinàmica d‟un riu davant l'acció del seu propi cabal líquid.

Aquesta ciència (part de l'enginyeria hidràulica) proporciona una informació molt

valuosa de cara a la planificació i gestió d'un espai fluvial, no solament pel que fa al

seu propi contingut, sinó a la seva influència en la resta d'aspectes (que per altra

banda són difícils de segregar): comportament hidràulic del riu, inundabilitat, estat

ambiental, etc.

Els rius no solament transporten aigua, sinó que, amb ella, duen una gran quantitat de

substàncies que produeixen efectes tant físics com químics en la pròpia llera i el seu

entorn. El transport sòlid de les lleres és el motor dels fenòmens morfodinàmics. Els

rius es mouen segons la seva capacitat per a mobilitzar el material que tenen al seu

abast (el seu llit o els seus vessants)

En aquest document, que constitueix la memòria de l‟estudi morfodinàmic del

projecte, es descriuen els apartats que s‟inclouen en el mateix, els quals analitzen els

fenòmens que regeixen el comportament morfodinàmic del riu.

L‟objectiu d‟aquest estudi és l‟anàlisi del comportament de les lleres d‟estudi (sobretot

el riu Francolí) pel que fa morfinàmica, identificant les problemàtiques associades i les

influències dels fenòmens morfodinàmics en el comportament hidràulic i en l‟estat

ambiental de les lleres. Així doncs, l‟objectiu últim és l‟establiment d‟una diagnosi de

l‟estat morfodinàmic de les lleres per l‟adequada gestió de la conca.



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

2 CONTINGUT DE L’ESTUDI MORFODINÀMIC

L‟estudi morfodinàmic conté els apartats que es consideren de major rellevància en el

comportament i desenvolupament de la xarxa d‟estudi de la conca del Francolí, amb

l‟objectiu d‟establir una diagnosi al respecte. Així doncs, s‟analitzen aquells fenòmens

que tenen una gran importància, tant en el propi desenvolupament morfodinàmic en sí

mateix, com en el comportament hidràulic i/o ambiental de la llera.

L‟estudi morfodinàmic s‟ha dividit en tres grans blocs (cadascun d‟ells es troba recollit

en un annex diferent):

- Annex 1: Morfodinàmica general: Recull aquells aspectes bàsics que

regeixen el comportament dinàmic d'un riu. Es tracta doncs de l'estudi de

transport sòlid, l'estudi de les erosions i l'estudi dels perfils longitudinals de

les lleres d'estudi.

- Annex 2: Confluència rius Brugent - Francolí: En aquest annex es realitza

un estudi específic de la desembocadura del riu Brugent al Francolí.

Aquesta confluència es considera la de major interès de la conca (a part de

la pròpia del Francolí a Tarragona), per posseir unes característiques molt

especials i diferents, generant, a més, greus problemàtiques al nucli de la

Riba.

- Annex 3: En tercer lloc, dins de l'estudi morfodinàmic, s'ha tractat, amb

especial interès i aplicació, una anàlisi de la torrencialitat que es produeix en

el propi riu Francolí, amb l'objectiu d'obtenir les rugositats associades.

Cal esmentar, que en aquests dos últims blocs, s'ha portat a terme una intensa labor

d'investigació i reproducció de les condicions existents en avingudes històriques

produïdes en la conca.

A continuació es passa a desenvolupar de forma més extensa tots aquests continguts:

2.1 MORFODINÀMICA GENERAL

Dins de la morfodinàmica general es tracten els següents temes.

2.1.1 Transport de sediments

En aquest apartat s‟exposa breument, la metodologia proposada per a l‟estimació del

transport sòlid així com els resultats obtinguts. Cal subratllar que en aquest estudi

només s‟estimarà el material transportat a la llera (sense incloure planes molt

vegetades) i no el material de rentat procedent de la conca hidrogràfica.

Normalment, cal calcular el volum mitjà anual que transporta un riu en un determinat

punt. Tanmateix, moltes vegades aquesta dada és difícil d‟estimar perquè falten

dades de camp que puguin comparar-se amb els resultats teòrics o empírics ni

tampoc es disposa de dades amb les quals calibrar els models utilitzats. A més a més

cal tenir en compte que a la majoria de rius mediterranis l‟aportació de material és

totalment irregular en el temps, amb l‟oscil·lació d‟anys secs amb anys humits, amb la

qual cosa, l‟aportació de material d‟aquests rius passa a ser esporàdica en èpoques

de crescudes.

Tot i així, es planteja una metodologia general pel càlcul del transport sòlid d‟un riu

basada en l‟estudi del transport del riu Besòs de J. P. Martín Vide i Marcelo H. García

(1999), i aplicat també a la PEF de la Tordera, fent algunes adaptacions en la

corresponent aplicació, a través del que anomenarem “algorisme 1”. A més es

plantejarà un altre algorisme de càlcul diferent que es descriu més endavant (treball

d‟investigació tutelada de Mª Carmen Molina).

Per realitzar l‟estudi es divideix el riu en trams homogenis pel que fa a condicions

hidràuliques i granulomètriques, escollint una secció representativa del tram per a

l‟estimació del cabal.

El riu Francolí ha estat dividit en cinc trams tenint com a criteri l‟obtenció de trams

amb característiques granulomètriques i hidràuliques el més homogènies possibles.



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

S‟ha seleccionat una secció representativa de cada tram, de la qual s‟han extret les

dades hidràuliques pel càlcul de transport sòlid en aquesta secció. A la següent figura

s‟aprecia la divisió en trams efectuada en el riu Francolí:

Figura 1.- Esquema de divisió en trams del riu Francolí per a l‟estudi de transport de sediments

De cadascun dels trams es disposa de dades granulomètriques i paràmetres

hidràulics de la secció de càlcul.

Pel que fa a la formulació utilitzada, s„ha escollit la fórmula de Meyer-Peter-Muller

(1948), obtinguda a fi d‟aplicar-la en rius de muntanya amb granulometria en el rang

de grava (5-30 mm). Originàriament la fórmula era:

2

3

4

3

2

3

2

1047.0

18

1

Dsg

f

f

Dsg

q c

c

oc

b

on 0.047 és un valor del paràmetre de Shields, , que indica l‟inici de

moviment.

Aquesta equació pot transformar-se en la següent,

2

3

2

3

2

18

1

c

b

Dsg

q

on és el paràmetre de Shields de gra. El denominador en el costat esquerre

de l‟equació pot escriure‟s com el producte d‟una escala de velocitats,

2

1

1 Dsgues

per una escala de longitud, en aquest cas el diàmetre del gra, D.



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

Els resultats obtinguts s‟exposen a continuació a la següent taula:

T0 (m3) T1 (m

3) T'1 (m

3) TOTAL (m

3) RESULTAT

Tram 0 35.821 EROSIÓ

Tram 1 49.413 EROSIÓ

Tram 2 49.413 63.913 62.484 63.913 EROSIÓ

Tram 3 63.913 66.802 70.733 66.802 EROSIÓ

Tram 4 66.802 53.528 51.687 51.687 ACRECIÓ

Tram 5 51.687 49.229 48.841 48.841 ACRECIÓ

Taula 1.- Resultats del model de transport sòlid

Cal destacar els resultats obtinguts en el tram 5. El tram 5 correspon a la part baixa

del riu Francolí incloent la desembocadura al mar. En aquest tram, tal i com s‟indica a

la taula, es produeix acreció. Aquesta acreció provoca l‟aterrament de l‟endegament

de Tarragona. Per altra banda es pot estimar que l‟aportació de material sòlid del riu

Francolí al mar (en aquest cas al port de Tarragona), és d‟aproximadament 50.000

m3.

2.1.2 Estudi del perfil longitudinal del riu. Perfil d’equilibri

El perfil longitudinal d‟un riu descriu la forma en què aquest perd cota al llarg del seu

recorregut. En el perfil longitudinal es reflecteix el pendent de cada tram que ve

determinat per les condicions imposades pel tram d‟aigua amunt, encara que

l‟elevació i situació de cada punt en el perfil estan també determinades pel nivell base

d‟aigua avall.

En aquest estudi s'ha analitzat el perfil de totes les lleres estudiades, amb ajustament

al seu perfil d'equilibri. L'objectiu és detectar quin grau d'inestabilitat en el perfil

posseeixen o si, per contra, estan en equilibri, de cara a intuir la seva possible

evolució. També proporciona informació valuosa del seu propi comportament.

Una característica important dels sistemes oberts és la seva habilitat per autorregular-

se, adaptant-se a factors externs de forma que mantinguin un estat d‟equilibri que

aporti certa estabilitat.

En els rius naturals aquest estat d‟equilibri es refereix a la regulació de la seva

morfologia i dinàmica davant de les variables de control o independents (règim de

cabals i de sediments) que imposa la conca vessant. En un riu estable o en equilibri,

la forma i traçat es mantenen en el temps, encara que aquest últim es vegi sotmès a

desplaçaments laterals, però no modifica la seva sinuositat.

D‟aquesta forma, per a la xarxa fluvial d‟estudi s‟han temptejat els ajustaments més

adequats a cada cas, els quals es representen en les figures incloses dins de l‟estudi

en l‟Annex 1. S‟aprecia com a la majoria de casos s‟ajusten prou bé a una funció

polinòmica de segon grau i a una exponencial. Cal destacar el perfil de les rieres de la

Xamora i el Torrent Sec, amb forma sensiblement convexa. A la resta d‟afluents els

perfils longitudinals són bastant lineals.

En el cas del perfil del riu Francolí, s‟ajusta molt bé a una funció polinòmica, amb una

lleugera forma còncava

2.1.3 Estudi de l’erosió general a llarg termini

L‟erosió general a llarg termini és el descens del fons del riu no en el sentit transitori

sinó en el permanent. Es pot entendre com l‟acumulació de l‟erosió residual que es

produeix en una sèrie d‟avingudes al llarg dels anys (és a dir, l‟erosió no recuperada

en cada avinguda durant el procés de descens i ascens). Per això, s‟anomena a llarg

termini o també “evolutiva” en el sentit d‟evolució en el temps. Aquesta erosió és una

manifestació global de la mobilitat del fons d‟un riu. L‟objectiu de l‟anàlisi és constatar

les erosions observades al riu i pronosticar la futura evolució del fons. L‟objecte

principal de l‟anàlisi és el perfil longitudinal del riu, que s‟analitza de dues maneres : 1)

d‟una forma empírica a partir d‟informació topogràfica i 2) utilitzant formulacions

matemàtiques d‟origen empíric.

Després de portar a terme la comparació entre dos perfils de dues èpoques diferents,

s'arriba a la conclusió que, en general, en el riu Francolí no es produeix una erosió de

fons a llarg termini molt important. Tot i això es detecta un tram en el riu Francolí, a

l‟alçada de la Masó, que ha sofert erosió a llarg terme provocant l‟enfonsament del llit

de la llera.



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

Cal deixar clar la poca fiabilitat de les dades de la cartografia utilitzada per a comparar

amb la cartografia de detall digital actual.

2.1.4 Estudi de les erosions locals

Tot i la tendència a la sedimentació del tram baix del riu Francolí, en aquest mateix

tram també es produeixen els casos més representatius d‟erosions locals dins de la

conca. Aquest fet ve condicionat per diversos factors, tals com la menor grandària

dels grans que formen el llit i la notable velocitat que pren el corrent d'aigua en

avingudes, a causa de la falta d'influència hidràulica del mar en el desguàs del riu.

Així doncs, es poden posar diferents exemples recents, destapats per l‟avinguda de

10 d‟Octubre de 1994, quan es varen produir diversos casos d‟erosions locals amb

greus i transcendents conseqüències.

Erosió local de ponts

L‟erosió del fons d‟un riu a les zones on es troben ubicades les piles d‟un pont és la

causa hidràulica més freqüent de fallada d‟aquests. Aquest fet es veu agreujat en

aquells casos on els fonaments son imperfectes o insuficients. L‟erosió sol ser

invisible perquè té lloc sota l‟aigua i per això es tendeix a ignorar el problema fins que

es manifesta irreversiblement com a una fallada. L‟erosió és la combinació de

diversos processos, uns a llarg termini i altres transitoris (avingudes), encara que la

majoria de les fallades tenen lloc durant les avingudes. Per altra banda els processos

a llarg termini poden produir també una fallida del pont.

L‟erosió en un pont s‟analitza com a erosió potencial i té caràcter d‟estimació. Els

processos i components de l‟erosió que passen independentment del pont (erosió

general transitòria i a llarg termini, erosió en corbes...) ja s‟han avaluat anteriorment.

L‟erosió causada pel flux al voltant d‟obstacles, com a piles de pont, es diu erosió

local. Físicament el fenomen consisteix que al voltant de la pila es produeixen

velocitats localment més grans que les mitjanes del corrent, acompanyades d‟un

sistema de vòrtexs frontals, laterals i d‟estela darrera de la pila. Aquest sistema de

vòrtexs és el principal responsable de la soscavació. Els grans de la llera són aspirats

pels vòrtex i el fons sembla que bull a causa del moviment dels grans. El fossar que

es forma envolta la pila, amb la major profunditat i extensió situada a la cara frontal.

Com en d‟altres fenòmens d‟erosió, hi ha una dependència mútua entre el flux i el

fossar de soscavació, de manera que a llarg termini, si les condicions hidràuliques són

permanents, s‟arriba a un equilibri en la forma i mida dels fossars.

En l'estudi recollit en l'Annex 1 es poden veure els casos més importants d'erosió de

piles, patits històricament a la conca del Francolí.

Erosió local de marges

Una de les conseqüències més importants pel que fa a erosió local de marge és

l‟erosió de la zona per on discorren els racks de canonades de les empreses

petroquímiques de la zona. És per aquest motiu pel que en aquest apartat es donarà

una major importància a aquest fet respecte a altres punts susceptibles d‟erosions

locals però sense conseqüències tan greus.

2.2 ESTUDI DE LA CONFLUÈNCIA DEL RIUS BRUGENT I FRANCOLÍ

2.2.1 Introducció i objectius

La confluència dels rius Brugent i Francolí al municipi de la Riba és especialment

problemàtica donat l‟angle gairebé perpendicular que formen els dos rius. El model

unidimensional Mike 11, utilitzat en el conjunt de la PEF és, en principi, insuficient per

a tenir en compte aquesta geometria tan especial. Per tant, l‟objectiu principal

d‟aquest treball és analitzar el camp de velocitats i els nivells de la làmina d‟aigua

(especialment les seves diferències) tenint en compte les característiques

bidimensionals del flux a la zona de la confluència.

La població de la Riba s‟ha vist afectada al llarg del temps per diverses avingudes

històriques que han provocat importants pèrdues tant materials com humanes. La

darrera d‟elles, ocorreguda el 10 d‟octubre de 1994, provocà la pèrdua d‟un pont i

molins situats vora de la llera juntament amb nombrosos danys materials.



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

Per part de l‟Agència Catalana de l‟Aigua existeix també una preocupació sobre el

caràcter torrencial dels rius Francolí i Brugent. La torrencialitat, entesa com

l‟increment de nivells d‟una avinguda provocat per elevades tasses de transport sòlid,

s‟ha tingut en compte en estudis hidràulics anteriors mitjançant un coeficient de

rugositat més alt que el que pertoca en condicions normals o d‟aigua clara. Aquesta

característica dels rius es tindrà també en compte en l‟estudi de la confluència a partir

dels resultats obtinguts de l‟estudi de la torrencialitat del riu Francolí.

El principal objectiu d‟aquest treball és determinar les diferències de nivell entre una

secció del Francolí ubicada aigua avall de la confluència amb dues seccions ubicades

aigua amunt d‟aquesta corresponent una al Francolí i l‟altra al Brugent. Aquests calats

serviran per alimentar el model unidimensional Mike11 que s‟utilitza per calcular els

nivells de la superfície lliure cap a aigua amunt, tant pel cas del Francolí com del

Brugent.

Degut a la complexitat del flux a la confluència un model unidimensional no és el més

apropiat per estudiar els fenòmens que hi tenen lloc. Per aquest motiu es decideix

utilitzar un model bidimensional, el FESWMS incorporat com a rutina de càlcul dins

del processador SMS. Aquest model permet determinar el calat i la velocitat mitja en

la vertical en els diferents punts d‟una malla que reprodueix l‟àmbit d‟estudi. El

coneixement del flux a la zona permet, a més de determinar els calats aigua amunt de

la confluència, entendre les possibles problemàtiques locals: erosions,

sobreelevacions, problemes d‟inundació, etc.

El model bidimensional permet tenir en compte totes les característiques de la

geometria de la llera ja que s‟alimenta d‟un model digital del terreny molt detallat. El

caràcter torrencial dels rius, expressat com un increment en la rugositat pròpia de la

llera, pot representar-se perfectament en el model matemàtic

A la següent figura es defineix l‟àmbit d‟estudi mitjançant l‟ortofotomapa de la zona.

Pel riu Francolí, el model s‟inicia aigua avall del pont del ferrocarril i l‟autovia mentre

que pel Brugent s‟inicia lleugerament aigua amunt del pont que creua el riu per on té

lloc un important estretament de la secció. Aigua avall el model finalitza just abans

d‟arribar al pont de Cal Cisquet, al bell mig de la població de La Riba. Se senyalen

també a la figura altres punt d‟interès com la zona de Cal Faldilles, agrupació de

cases situades just al marge esquerre de la confluència del riu Brugent i que han patit

nombrosos danys a les diferents avingudes històriques recollides a la bibliografia.

Pont de Cal Cisquet Ferrocarril

Pont C-240 i

Ferrrocarril

Zona de Cal

Faldilles

Brugent

Pont Crta. Farena

Francolí

Mur endegament

Figura 2.- Àmbit d‟estudi de la confluència del riu Brugent. Imatge de 2004

L‟àmbit d‟estudi defineix la zona que s‟estudia amb el model FESWMS i també amb el

model Hec-Ras.

Cal dir que tota aquesta metodologia s'ha realitzat tant pels cabals de projecte de la

PEF (escenaris de càlcul de la PEF) com per a l'avinguda històrica recent del 94, amb

l'objectiu de reproduir el que va passar exactament en aquella data (a partir dels

cabals i nivells de les marques existents) i que serveixi de calibratge per a la

modelització dels cabals de la PEF.

A l'Annex 2 de l'estudi morfodinàmic es pot consultar amb detall tot el

desenvolupament de l'estudi de la confluència.

2.2.2 Resultats i conclusions

El model bidimensional utilitzat, el FESWMS desenvolupat per la Federal Highway

Administration (FHWA) d‟Estats Units, permet analitzar el camp de velocitats i els



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

nivells de la làmina d‟aigua tenint en compte les característiques complexes del flux a

la zona de la confluència.

A la bibliografia existeixen referències de diferents avingudes històriques i dels

problemes que van causar a la població i als entorns de la Riba. La més recent

d‟aquestes, la del 10 d‟octubre de 1994 (Sant Tomàs), resulta molt interessant ja que

existeix força informació sobre el que va succeir i dels nivells assolits en diferents

punts de l‟àmbit d‟estudi. Els cabals que van circular s‟estimen tenint en compte la

hidrologia, a partir de les dades de pluja del succés, i la hidràulica, a partir dels nivells

assolits per l‟aigua en diferents zones de l‟àmbit d‟estudi. Com a cabal total de la

riuada s‟estima un valor al voltant dels 1100 m3/s que s‟assoleix quan el Brugent es

troba en el màxim del seu hidrograma, que correspondria a un cabal a l‟entorn de 600

m3/s. El Francolí, aigua amunt de la confluència estaria portant en aquell moment 500

m3/s. Posteriorment a aquest màxim, el Francolí seguiria creixent, essent el màxim

aigua amunt de la població de La Riba de 850 m3/s.

En l‟estimació dels cabals de la riuada i per poder comparar els càlculs numèrics

realitzats amb el que va succeir a la realitat és de vital importància disposar de

marques de nivells. La datació i la cota d‟aquestes marques s‟ha obtingut a partir de

dades bibliogràfiques i de visites i mesures de camp. En aquest punt cal senyalar la

importància de les dades obtingudes al Molí de l‟Estret, situat lleugerament aigua

amunt de l‟àmbit d‟estudi, on a partir de l‟anàlisi realitzat s‟ha arribat a la conclusió que

en aquella secció s‟estableix un règim crític, que facilita l‟estimació del cabal, i que el

percentatge de sòlids en suspensió de la riuada va ser del 25%.

El model bidimensional permet descriure de manera detallada el comportament del

flux, velocitats i nivells, a la confluència. Quan el riu Brugent arriba a la confluència i

per tant, comença a canviar de direcció, té lloc una disminució de velocitats. De la

mateixa manera, les velocitats al riu Francolí disminueixen just abans de la

confluència. Aquest efecte es fa més acusat quan el cabal del Brugent creix. Aigua

avall de la confluència les majors velocitats es detecten prop del marge esquerre, que

correspon al mur de l‟endegament.

Pel que fa als nivells de la làmina d‟aigua s‟observa que en un tram d‟uns 90 m aigua

amunt del pont de Cal Cisquet, en general, el nivell és força constant al llarg del riu.

S‟observa en aquest tram un petit pendent transversal amb majors nivells pel marge

dret. Però a la distància d‟uns 95 m aigua amunt del pont s‟observa un salt en els

nivells, associat a una zona de majors velocitats i fins i tot de nombres de Froude

majors a 1, per tant, un règim supercrític. Aquest fenomen és degut a un salt en el

perfil del fons afegit a un petit estretament de la llera. Just a la zona de la confluència

els majors nivells s‟assoleixen al marge esquerre del Francolí, ja que la petita zona de

separació que es crea al marge dret provoca, a més d‟un descens de les velocitats, un

descens també dels nivells. Al riu Brugent s‟observa un pendent transversal en arribar

a la confluència, amb els majors nivells al marge esquerre.

La simulació mitjançant el model bidimensional de la riuada del 94 permet observar el

bon comportament d‟aquest model aplicat a un succés amb dades reals. En aquest

cas s‟observa que els nivells assolits per l‟avinguda a la zona de més aigua amunt,

definida com la zona de Cal Faldilles, es troben molt influïts pels dipòsits de material

groller procedents del Brugent. Aquest riu forma una gran barra a la confluència (tal i

com es descriu a l‟annex 3) que provoca un increment de la cota del fons i per tant

també, un increment dels nivells d‟aigua. Tenint en compte aquests dipòsits s‟arriben

a predir amb el model bidimensional les marques de nivell de Cal Faldilles partint de

les marques al pont de Cal Cisquet que són la condició de contorn del càlcul. Aquest

resultat és una mena de “validació” de la modelització numèrica.

A més, les dades reals de la riuada de „Sant Tomàs‟ permeten estudiar el

comportament del model tenint en compte diferents factors, com ara la rugositat, el

valor del coeficient de viscositat o la influència dels ponts.

2.3 ESTUDI DE LA TORRENCIALITAT

2.3.1 Introducció i objectius

Una avinguda torrencial presenta cabals líquids molt elevats acompanyats d‟una gran

quantitat de sòlids i per tant és un fenomen molt diferent a una avinguda “ordinària”



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

(no torrencial). Segons alguns autors els rius amb pendents majors a 1,5 % són rius

torrencials i poden presentar avingudes amb aquest caràcter.

Els fenòmens torrencials són desencadenats per pluges molt intenses (anomenades

per extensió pluges torrencials). El mateix fenomen és més agut i succeeix amb més

facilitat en lleres amb pendents majors al 6%, anomenades pròpiament torrents. No

obstant això, aquests cursos poden presentar avingudes o aigües altes “no

torrencials” quan no se superen certs llindars d'intensitat de l'agent desencadenant.

Les avingudes torrencials es caracteritzen per presentar un transport sòlid molt elevat,

de material fi en suspensió i de material gruixut com a càrrega de fons. El material

sòlid en quantitats tan elevades fa que la relació entre el cabal i el nivell de la làmina

se separi considerablement de la que tindria el mateix flux si no hi hagués transport de

sediment (flux “d'aigua clara”). Els nivells d'aigua en flux torrencial són majors que en

aigua clara. Aquest fet obliga a considerar els càlculs ordinaris de nivells, fets sempre

sota la hipòtesi d'aigua clara, només com a punt de partida o com a resultat

preliminar, per sota de la realitat (és a dir “del costat de la inseguretat” en quant a risc

d'inundació).

Un altre efecte dels fluxos torrencials és la tendència del material a dipositar-se a les

lleres, especialment als cons de dejecció dels rius torrencials, restant capacitat de

desguàs al riu i, per això, moltes vegades agreujant el perill d‟inundació.

Com a ordre de magnitud es considera que el calat en un flux torrencial del tipus

hiperconcentrat pot ser fins i tot dues vegades el calat del flux d'aigua clara. Això pot

passar quan les taxes de cabal sòlid dividit pel cabal líquid són majors al 5% i menors

al 40%. Si se supera aquesta última taxa, el flux pot perdre la continuïtat i presentar-

se com onades o fronts d'ona, amb calats encara més grans.

L'objectiu de l'estudi de la torrencialitat del riu Francolí és bàsicament intentar

reproduir els fenòmens que es produeixen en la realitat associats a les grans

avingudes, de manera que es tradueixi en coeficients de rugositat per a poder

implementar aquests fenòmens en el model hidràulic extremal. Els fenòmens de

torrencialitat, en la pràctica hidràulica, es tradueixen en elevacions dels nivells

associats a un cabal determinat per sobre de l'esperat, pel que la seva importància en

un estudi d'inundació de detall és molt significativa.

Per a portar a terme l'estudi de torrencialitat s'ha realitzat tota una campanya

d'investigació dels fenòmens succeïts en l'última avinguda extrema catastròfica del

Francolí, la del 1994. Així, estudiant les marques històriques de nivells arribats per

l'aigua en alguns punts i correlacionant-los amb l'esdeveniment hidrològic esdevingut

(el més aproximat possible) es pot obtenir un factor de correcció per torrencialitat. La

totalitat de la metodologia, dades utilitzades, etc, es troba en l'Annex 3 de l'estudi de

diagnosi morfodinàmica.

2.3.2 Resum i conclusions

L‟objectiu d‟aquest treball és l‟anàlisi de la torrencialitat del riu Francolí. A partir de la

revisió de les marques històriques deixades per grans avingudes s‟estima la

“majoració” del flux deguda a la torrencialitat.

L‟estudi de la torrencialitat es basa, a més de les dades ja comentades del Molí de

l‟Estret, en les marques històriques deixades per grans avingudes al Molí de La

Granja (situat a Alcover). L‟estudi analitza la “majoració” del flux deguda a la

torrencialitat obtenint-se com a resultat un coeficient de rugositat equivalent a l‟entorn

de 0.050.

La simulació de la riuada del 94, amb el model numèric bidimensional, i l‟estudi de la

torrencialitat, a partir de les dades de camp, serveixen per fixar el coeficient de

rugositat, que s‟estableix a l‟àmbit d‟estudi del model en un valor de 0.060.



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

3 DIAGNOSI MORFODINÀMICA. PUNTS SINGULARS

En aquest apartat s‟inclou un resum de la diagnosi general de cada llera estudiada,

identificant les característiques i comportaments més rellevants del seu funcionament,

per a després passar a diagnosticar els punts o trams més singulars de la xarxa

d'estudi des del punt de vista morfodinàmic.

3.1 DIAGNOSI MORFODINÀMICA PER LLERES

3.1.1 Riu Anguera

El tram modelitzat del riu Anguera, corresponent als darrers cinc quilòmetres abans de

la confluència amb el Francolí, discorre per zones sense urbanitzar i sense una

problemàtica aparentment acusada.

Morfològicament és una zona bastant plana, que comença amb un tram de riu

encaixat per donar pas posteriorment a la zona pròpiament de la desembocadura. La

zona de la desembocadura en el riu Francolí es caracteritza per ser una de les zones

més mòbils i canviant de la xarxa fluvial de la conca, encara que pateix la rigidització

de les infraestructures que l‟ocupen, sobretot la carretera N-240.

El perfil longitudinal del tram de riu estudiat, s‟ajusta de forma quasi perfecta a una

equació polinòmica de segon grau, on el coeficient corresponent a la segona potència,

pren un valor molt petit (tendeix a zero), motiu pel qual és d‟esperar una tendència a

la línia recta. Aquest fet ens indica que el perfil del tram estudiat és estable, tendint a

ser una línia recta sense previsió de grans fluctuacions.

3.1.2 Torrents de Valls

Els Torrents de Valls, formen part de tot un sistema de xarxa hidrològica, de

característiques comuns, que drena la part nord est de la conca mitjana del Francolí.

La característica morfològica més destacada és la forma encaixada de les seves

lleres. Són rius encaixonats en el terreny amb lleres en forma de „U‟ i/o „V‟ segons el

tram.

Un aspecte molt destacat d‟aquests torrents és la forma dels seus perfils longitudinals,

els quals tendeixen a tenir una lleugera forma convexa. Aquest fet ens pot donar una

pista sobre la existència de fenòmens d‟erosió remuntant que es produirien en ells i

que generarien, cada cop més, un aprofundiment creixent dels llits en el terreny.

La xarxa de lleres dels Torrents de Valls és una xarxa meandriforme que pateix

processos d‟erosió remuntant en règim mig. L‟erosió del llit es trasllada aigua amunt,

iniciant-se aquest procés des de la desembocadura amb el riu Francolí. Aquest procés

genera inestabilitat en planta a les lleres i una evolució dels meandres que provoca

risc d‟erosió. En grans avingudes, aquest procés s‟inverteix, i llavors l‟evolució dels

torrents canvia de sentit, d‟aigua amunt a aigua avall, degut a la potència del flux

extremal. El resultat final són varis processos d‟erosió i inestabilitat que profunditzen

el llit i provoquen una contínua inestabilitat en planta, i per tant, dels talussos que les

conformen.

3.1.3 Riu Sec

El riu Sec presenta característiques pròpies de rambla mediterrània. Aquest caràcter

propi, juntament amb les motes construïdes al llarg del seu recorregut, són els dos

condicionants bàsics que determinen el seu comportament hidràulic i morfodinàmic.

Morfodinàmicament aquest tipus de llera presenta un traçat rectilini, no presentant

formes meandriformes. La torrencialitat de les grans avingudes i el material del seu llit

fan que el transport de material sòlid sigui molt elevat, dipositant-lo freqüentment en

les confluències dels rius dels que són tributaris (en aquest cas en el Francolí)

provocant greus aterraments de llots i graves. Es produeixen erosions de talussos

amb alta freqüència degut al material que les conformen i a la discontinuïtat i

irregularitat del règim hidràulic.



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

El perfil longitudinal d‟aquest riu presenta una forma totalment lineal, amb un

decreixement en l‟aprofundiment del canal a mesura que s‟avança cap a aigua avall

fins a la confluència. Els processos d‟erosió de marges i de motes, porten a terme la

formació d‟escorrancs que acaben per desfer-les. La mobilitat en planta té lloc a la

zona mitja i baixa de la llera. En aquest tram el riu es trena en diversos braços i

s‟observa una alta capacitat per desplaçar-se.

Després de la riuada de 1994 es van obrir tres braços al barranc i encara avui es pot

observar una bona mossegada al braç central que dóna testimoni del gran poder

erosiu i de la força de les aigües d‟aquell episodi.

3.1.4 Riu Brugent

El riu Brugent presenta importants singularitats, tant pel que fa a la seva morfologia

com a la seva pròpia dinàmica. És un riu (en el tram estudiat) amb una alta energia de

fluxos i important comportament torrencial. Aquest comportament pot generar grans

avingudes tant d‟aigua com de material sòlid, fins al punt de donar-se fluxos

hiperconcentrats en algun dels seus trams, el que explicaria la mobilització de sòlids

de gran diàmetre.

El seu perfil longitudinal s‟ajusta bastant bé a una funció polinòmica de segon grau,

amb certa tendència a ser lineal, com la majoria de les lleres de la conca. No obstant

això, aquest riu sí que presenta un caràcter clar de concavitat, amb un bon ajust a la

seva equació d‟equilibri que indica que, en regim mig, el seu perfil presenta estabilitat.

3.1.5 Riu Glorieta

La riera de La Glorieta és una llera tributària amb característiques associades a zones

de transició entre muntanya i la plana, sense grans ni notables singularitats pel que fa

a la seva morfologia, comportament hidràulic o morfodinàmic.

Morfodinàmicament, el riu de Glorieta és el que presenta un comportament més

clàssic pel que fa a perfil longitudinal. Es troba molt proper al seu perfil d‟equilibri. Per

aquest motiu, en principi i en situacions mitges, no s‟esperen grans modificacions pel

que fa al material sòlid. El seu perfil longitudinal s‟ajusta de forma molt notable a una

funció exponencial. Es pot dir, per tant, que no mostra grans problemes

morfodinàmics.

3.1.6 Riera de la Selva

La riera de La Selva presenta un elevat grau d‟antropització al llarg de tot el tram

estudiat.

Morfodinàmicament, la riera de la Selva és una de les més antropitzades de la conca,

de tal forma que en el seu tram final es troba endegat, rigiditzant completament la

seva dinàmica, sobretot en planta.

Pel que fa al seu perfil, com és tònica general de la conca, presenta un bon ajust a

una funció polinòmica de segon grau amb tendència notable a la lineal. Cal destacar

l‟acumulació de material en el tram final de la desembocadura amb el Francolí, en

gran mesura degut a l‟endegament lateral de la mateixa.

3.1.7 Riu Francolí

El riu Francolí, és un riu bastant equilibrat pel que fa al seu comportament

morfodinàmic. La progressiva gradació del material sòlid que conforma el llit i la

transició dels pendents, des de capçalera fins desembocadura, fan que presenti un

perfil longitudinal molt proper al seu perfil d‟equilibri, ajustat a una funció exponencial

de segon grau. Això, porta a pensar que els moviments esperats en perfil, i en règim

mig, seran escassos i de poca magnitud. Tant sols en algunes zones del tram mig i

baix (zona aigua amunt de l‟endegament de Tarragona) s‟han detectat incisions a la

llera que poden respondre a fenòmens de reajustament del perfil en el tram.

Així doncs, s‟observa en l‟estudi del model de transport sòlid del riu com aquest

presenta una tendència i evolució lògiques, pel que fa a la dinàmica sedimentària. Els

trams alts i mig – alts, presenten un caràcter erosiu, (trams amb sortida de material),

mentre que el tram baix presenta una clara tendència a la sedimentació.



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

Pel que fa als moviments en planta, el Francolí tampoc presenta grans zones mòbils

on es pugui preveure moviments de certa magnitud, a nivell de llera d‟aigües altes.

Tanmateix, en algunes zones del tram mig, es produeix l‟evolució de la llera d‟aigües

baixes, que migra o es trena i forma diversos braços dins de la llera d‟avingudes.

Pel que fa a les erosions locals, tampoc presenta problemes notables en els ponts i

infraestructures existents, sobretot en el tram alt i mig-alt, on el substrat de roca és

bastant superficial i no es produeixen fenòmens d‟erosió de pila. No obstant, cal

destacar que a la zona baixa, sí que es produeixen erosions locals en les piles dels

ponts en cas de crescudes, a les que s‟afegeixen possiblement fenòmens d‟erosió

transitòria que poden provocar greus conseqüències en els ponts d‟aquesta zona.

Això ja va succeir a la crescuda de 1994 amb el pont del Morell.

És remarcable, en aquesta zona baixa, la inestabilitat del marge dret en les

crescudes. Aquest fet va provocar danys en el rack de canonades a la riuada de l‟any

1994.

Riu Francolí. Tram alt (Riu Sec – Riu Anguera)

Es considera tram alt del riu Francolí, pròpiament dit, el tram comprès entre la

confluència del riu Sec i la confluència del riu Anguera. A pesar de dir-li tram alt, no

presenta característiques extremadament marcades de tram alt (aquestes

característiques les assumeixen els torrents de capçalera), ja que morfològicament no

es donen totes les condicions (no té grans pendents, ni és un riu excessivament

encaixat). No obstant això, sí que hi ha altres condicions que compleix, com el

comportament sedimentari: en aquest tram es produeix erosió que es diposita en els

trams següents, adoptant una gradació de grandàries en la seva granulometria des

d'aigua amunt fins aigua avall. Es tracta doncs d'un tram de transició entre els torrents

de capçalera de conca, que constitueixen morfològicament, el veritable tram “alt” i el

tram mig del riu.

Riu Francolí. Tram mig (Riu Anguera – Riu Glorieta)

En el tram mig, des de la desembocadura de l‟Anguera fins al Morell, es distingeixen

alguns punts singulars pel que fa referència a la morfodinàmica.

Es poden destacar algunes zones on es detecta erosió en corba, sempre al marge

corresponent a la part externa de la corba. Les zones amb afeccions per erosió en

corba es troben detallades a les fitxes de diagnosi morfodinàmica.

Pel que fa a la mobilitat en planta en aquest tram mig, destaca el meandre situat a la

zona de „La Masia del Bisbe‟. En aquesta zona es distingeix clarament que el riu pot

divagar en dos braços en condicions d‟aigües baixes i que inunda un meandre

exterior, més ampli, en crescudes.

Respecte a l‟acumulació de material cal destacar en aquest tram la desembocadura

del riu Brugent, on es genera un con de dipòsits al·luvials procedents de la crescuda

del riu Brugent. Aquest con fa incrementar la cota d‟inundació en el municipi de la

Riba amb l‟increment de risc associat.

Pel que fa a l‟erosió de marges es pot citar alguns punts detectats com a singulars.

Aquests es troben situats: 1) a la zona de Fontanals, al marge esquerre, encara que

no provoca grans afeccions, 2) el marge esquerre de la zona del Ferrer Blanc, també

sense afeccions importants i 3) tota la zona corresponent al rack de canonades que

discorre pel marge dret del riu, a la part baixa d‟aquest tram mig, on ja a la crescuda

de 1994 va produir danys de rellevància per inestabilitat del vessant.

Riu Francolí. Tram Baix

El tram baix del riu Francolí és el de morfologia més pura pel que fa referència a les

característiques morfològiques típiques de tram baix. Es donen pendents més baixos,

major amplada de llera i la inundació ocupa majors superfícies amb menors calats i

velocitats.



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

Pel que fa referència als processos morfodinàmics en aquest tram es pot destacar,

per un costat, l‟erosió de marges que es produeix a la zona de transició entre els

trams definits mig i baix, que afecta sobretot al marge dret, on es troba situat el rack

de canonades. D‟altra banda, destaca l‟erosió local de piles que, junt amb una

probable erosió general transitòria en crescudes, pot posar en perill els ponts de la

zona del Morell (tal i com ja va passar a l‟any 1994).

Desembocadura del riu Francolí al port de Tarragona

Morfodinàmicament, l‟aspecte més destacable és la notable acumulació de material

que es produeix a la zona de la desembocadura del Francolí a Tarragona. Aquest fet,

ajudat també per la culminació en corba, provoca una sobreelevació i empitjorament

de les condicions hidràuliques de l‟endegament incrementant el risc d‟inundació de les

zones laterals.

En aquest tram també es poden donar fenòmens d'erosió transitòria i erosions locals

en estructures (piles i estreps) importants, associats a grans avingudes.

3.2 PUNTS SINGULARS MORFODINÀMICS

El llistat i les fitxes de punts singulars es troben al resum de la diagnosi.



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

APÈNDIX 2.B.1.- MORFODINÀMICA GENERAL



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

APÈNDIX 2.B.2.- ESTUDI DE LA CONFLUÈNCIA BRUGENT – FRANCOLÍ



030

12

_02

B_A

X_M

orf

odin

am

ica_v2.d

oc

APÈNDIX 2.B.3.- ANÀLISI DE LA TORRENCIALITAT

1 INTRODUCCIÓ I OBJECTIUS 3 2 CONTINGUT DE...

Documents

Transcript of 1 INTRODUCCIÓ I OBJECTIUS 3 2 CONTINGUT DE...