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EL CAUDAL MÍNIMO MEDIOAMBIENTAL DEL TRAMO INFERIOR DEL RÍO EBRO

Josep Maria Franquet Bernis



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CAPÍTULO 9. DETERMINACIÓN DE VELOCIDADES Y CAUDALES MEDIOAMBIENTALES EN DIFERENTES SECCIONES

1. INTRODUCCIÓN

En el trabajo titulado “Determinación de los perfiles de velocidades del Bajo Ebro entre Tortosa y Amposta”, citado en la bibliografía, llevado a cabo por el Departamento de Hidráulica de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politécnica de Cataluña (Barcelona, mayo de 1985) se realizó un interesante estudio acerca del comportamiento de nueve secciones transversales o perfiles del tramo final del río Ebro comprendidos entre las capitales de las comarcas del Baix Ebre y del Montsià, respectivamente Tortosa y Amposta, en relación a la estabilidad del dragado del cauce como consecuencia de la ejecución material del proyecto de navegabilidad de aquel sector fluvial. Su emplazamiento se corresponde con parte de los subtramos II y III de nuestro trabajo.

En el Anexo nº: 2 de nuestro Informe se reproducen, para cada uno de los perfiles analizados, dos secciones transversales del cauce, siendo el superior el obtenido en un estudio del año 1983 y el inferior el año 1985. Sobre el primero de ellos se representan los caudales mínimos medioambientales que se deducen de nuestro estudio (Q = 269-265 m3/seg.) contrastándose con los previstos en el Plan Hidrológico de la Cuenca del Ebro (Q = 100 m3/seg.) y su efecto sobre dichas secciones. Sobre el segundo se representan las velocidades en cada vertical de medida, mediante segmentos de recta proporcionales a las velocidades, con un factor de proporcionalidad: 1 cm. = 0’30 m/seg. en la escala original. Estos segmentos se dibujan abatidos sobre el plano del papel. Uniendo los extremos de los segmentos se traza para cada vertical el correspondiente perfil de las velocidades del agua a diferentes profundidades. La vista de esos perfiles es siempre desde aguas abajo, de tal modo que la margen derecha del río queda siempre a la izquierda del papel y recíprocamente.

Integrando gráficamente los perfiles de velocidades hallados se puede obtener, con cierta exactitud, el valor del caudal circulante. Con este procedimiento se ajusta satisfactoriamente el caudal cuando el número de puntos de medida de la velocidad es elevado y cuando el perfil del fondo del cauce no es muy irregular. Estos resultados muestran que el régimen del río Ebro en el tramo estudiado Tortosa-Amposta, al menos durante los días que se efectuó la correspondiente campaña hidrométrica, se puede considerar similar al valor medio del módulo anual registrado en la estación foronómica EA-027 de Tortosa.

En cuanto a la variación horaria que se observa en la tabla anterior, se debe sin duda a la explotación hidroeléctrica del embalse de Ribarroja, situado a unos 80 km. aguas arriba de Tortosa. Esta variación horaria repercutía en una oscilación de niveles notable en el tramo de estudio (concretamente, en el embarcadero de Amposta, entre las 9 y las 18 h., se alcanzaron casi 50 cm., mientras que en Flix se registraron caudales máximos y mínimos de 872 y 175 m3/seg.). También fueron de notar las altas velocidades del agua observadas en algunas secciones, especialmente las 7, 8 y 16, próximas a Tortosa, donde se llega incluso a alcanzar en superficie un valor de 1’67 m./seg.

La especificación geográfica o situación de los perfiles mencionados puede verse en la siguiente figura:

Fig. 4. Emplazamiento de los 9 perfiles transversales analizados.

Las medidas de velocidades se realizaron con un molinete marca A.OTT modelo C 31 suspendido de torno, desde la borda de una barca tipo ZODIAC. EL molinete se estabilizaba con una aleta doble horizontal y vertical colocada en la prolongación del cuerpo del molinete y con un lastre de 15 Kg. suspendido de su eje. Con ambos dispositivos, se comprobó que la orientación, tanto vertical como horizontal de la hélice, se mantenía correctamente. La distancia entre el eje del molinete y el punto inferior del lastre era de unos 20 cm., lo que determinó la mínima distancia del fondo del río a la que se pudo medir la velocidad.

El molinete así dispuesto se contrastó con otro portátil dispuesto sobre una barra, marca A.OTT, modelo C 20, perfectamente calibrado, dando un ajuste satisfactorio. Por lo que se refiere a la profundidad de estacionamiento del molinete fue previamente graduado para dar directamente la lectura en centímetros de la distancia entre la superficie del agua y el eje del molinete.

Una vez identificada la sección de estudio y tomado el perfil transversal del fondo mediante ecosonda, se escogían un número determinado de verticales, entre tres y cinco, donde se anclaba la barca. La elección se hacía atendiendo a las particularidades del perfil del fondo y a una mínima regularidad en el espaciamiento. En cada posición se determinaba, mediante un distanciómetro (estadímetro), la distancia de la vertical elegida con respecto a los márgenes del río y el calado mediante la ecosonda. En cada vertical se tomaba la velocidad en un número variable de puntos según el calado, oscilante de 3 a 7 puntos, el primero en su superficie y el resto regularmente repartidos pero de manera que en las proximidades del fondo se tomaran más lecturas.

Se emplearon para efectuar el trabajo los siguientes elementos: un contador mecánico y un cronómetro, y en las últimas secciones un contador eléctrico de impulsos. Cada medida de la velocidad consistía en obtener el tiempo necesario para registrarse 200 revoluciones de la hélice en el contador, salvo en algunos lugares con escasas velocidades, donde se redujo esta cifra. En cada punto de medida se hacía una lectura, salvo cuando se observaba alguna anomalía en la regularidad esperada de la distribución de velocidades en una vertical. En numerosas secciones, no obstante, se tomaron 2 lecturas por punto de medida .

A partir de los tiempos registrados se calcularon las velocidades con la ecuación de tarado en la hélice (ver tabla correspondiente del Anexo nº: 2), del siguiente modo:

V = 0’2590 n + 0’005 si n > 1’51

V = 0’2517 n + 0’016 si n < 1’51

donde: V = velocidad (m/seg.) y n = nº de revoluciones/seg.

En un río cualquiera, como es el caso del Ebro, para determinar el caudal que pasa por una sección transversal determinada, se requiere, a su vez, saber el caudal que pasa por cada una de la subsecciones en que se divide la expresada sección transversal. Para eso, se realiza el siguiente procedimiento para registrar las observaciones y calcular las velocidades y caudales. A saber:

1. La sección transversal del río donde se va a realizar el aforo se divide en varias subsecciones. El número de subsecciones depende del caudal estimado que podría pasar por la sección: en cada subsección, no debería pasar más del 10% del caudal estimado que pasaría por la sección. Otro criterio a tener en cuenta es que, en cauces grandes, el número de subsecciones no debe ser menor de 20.

2. El ancho superior de la sección transversal (superficie libre del agua) se divide en tramos iguales, cuya longitud es igual al ancho superior de la sección transversal dividido por el número de subsecciones calculadas.

3. En los límites de cada tramo del ancho superior del cauce, se trazan verticales, hasta alcanzar el lecho o fondo. La profundidad de cada vertical se puede medir con la misma varilla del correntómetro que está graduada. Las verticales se trazan en el mismo momento en que se van a medir las velocidades.

4. Con el correntómetro se mide la velocidad que tiene lugar a dos profundidades en la misma vertical a 0.2 y a 0.8 partes de la profundidad de la vertical, para lo cual se toma el tiempo que demora el correntómetro en dar 100 revoluciones y se calcula el número de revoluciones por segundo; con este dato, se calcula la velocidad del agua en cada una de las profundidades utilizando la fórmula correspondiente, según el número de revoluciones por segundo (n), que hemos expresado anteriormente para nuestro caso. Se obtiene, a continuación, la velocidad promedio del agua en cada vertical. La velocidad promedio del agua en cada subsección es el promedio de las velocidades promedio de las verticales, que encierran la subsección (ver anexo 2).

5. El área de cada subsección se calculará fácilmente considerándola como un paralelogramo cuya base (ancho del tramo) se multiplica por el promedio de las profundidades que delimitan dicha subsección.

6. El caudal de agua que pasa por una subsección se obtiene multiplicando su área por el promedio de las velocidades medias registradas, en cada extremo de dicha subsección.

7. El caudal de agua que pasa por el río es la suma de los caudales que pasan por todas las subsecciones.


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