Per saber el cabal que porten els rius i la seva qualitat, l’ACA disposa de la xarxa automàtica de control de l’Agència Catalana de l’Aigua (ACA), formada per un conjunt de punts de control distribuïts per totes les conques del territori (a la part catalana de l’Ebre l’objectiu és el control de la qualitat). En aquests punts es mesuren i s’enregistren diferents paràmetres relacionats amb l’aigua, que s’envien, majoritàriament en temps real, al centre de procés de dades de l’ACA.
En aquests punts es mesuren paràmetres relacionats amb la quantitat i la qualitat de l’aigua, de les aigües superficials i subterrànies. Així, per exemple, podem mesurar des del nivell d’un aqüífer subterrani a la qualitat de l’aigua que un riu té a la seva desembocadura abans d’arribar al mar. En total, l’ACA disposa de prop de 160 punts de control operatius.
Centrant-nos en la mesura de la quantitat de l’aigua, l’ACA disposa de més de 70 estacions d’aforament a riu i també disposa d’altres punts de control a canals de derivació on mesuren les derivacions cap a altres usos com el regadiu, l’abastament o els aprofitaments hidroelèctrics. Disposem també de controls als nostres embassaments i en d’altres preses que intervenen en la gestió de l’aigua a Catalunya on, també mesurem els usos que se’n deriven d’elles o altres paràmetres com el nivell, el volum embassat o el cabal de sortida dels òrgans de desguàs.
Estació d’aforament EA060_La Cellera de Ter_Pasteral al riu Ter
Com es mesura el cabal circulant pel riu?
La quantitat d’aigua que circula per una secció d’un riu (làmina lliure) en un temps determinat és el cabal d’aigua (pe: unitat m3/s) i, és igual a la velocitat de l’aigua (pe: unitat m/s) en la secció on estem mesurant per l’àrea d’aquesta secció (pe: unitat m2) o, el que és el mateix, la multiplicació de l’amplada de la secció per la seva profunditat.
El cabal circulant pels rius, generalment, es mesura a les estacions d’aforament de forma indirecta. És a dir, mesurem directament, mitjançant sensors automàtics, el nivell de l’aigua i, aquest nivell el relacionem amb el cabal circulant mitjançant modelitzacions hidràuliques o fórmules associades a dissenys de sobreeixidor dissenyats a laboratori, generant la corresponent corba de cabals. El cabal també es pot mesurar directament mitjançant cabalímetres electrònics que mesuren l’alçada i la velocitat de l’aigua i calculen el cabal resultant. Aquest tipus de mesura és més fiable en canals, on la secció de mesura i el règim de cabals són més uniformes.
Les estacions d’aforament es dissenyen en base al nivell de qualitat i disponibilitat de les dades requerit per al rang de cabals de disseny i l’ús de les dades. Els criteris bàsics de disseny, que en molts casos són compartits, són:
– Per a la mesura de cabals baixos (sequera) o ordinaris: disposen d’infraestructura de mesura al riu per augmentar la precisió de la mesura.
– Per a la mesura de cabals alts o episodis d’avinguda (marcs de control): no disposen d’infraestructura de mesura i, s’acostumen a ubicar aprofitant la presència de ponts o rescloses al riu.
Estació d’aforament EA060_La Cellera de Ter (sota el primer pont) durant l’episodi Glòria de gener 2020
Les estacions d’aforament estan distribuïdes per tota la conca i mesuren els cabals de la conca alta, les entrades i les sortides dels embassaments, els principals afluents i els trams finals dels rius abans de la desembocadura.
Els punts de control de la xarxa bàsica per episodis d’avinguda o gestió del recursos, tenen comunicació de dades en temps real (alta disponibilitat). Els de la xarxa de suport o de coneixement del medi, disposen de comunicació diària (baixa disponibilitat).
Les dades mesurades i enregistrades, quan s’utilitzen en temps real, s’analitzen de forma integral per la presa de decisions en la gestió dels recursos hídrics o episodis d’avinguda, on també formen part de les eines de predicció hidrològica de cabals. Posteriorment, aquestes dades validades s’utilitzen per l’anàlisi de la gestió hidrològica i formen part de documents de gestió de les conques, projectes (constructius o d’investigació) i altres estudis.
Podeu consultar la informació hidrològica a la web de l’ACA als següents aplicatius:
Temps real:
Dades històriques:
Com es fan les mesures directes de cabal (aforaments)?
La mesura directa del cabal es realitza mitjançant el que denominem aforaments, que es basen en procediments definits a diferents normes internacionals de referència (ISO), on es defineix la metodologia d’execució, els equips i, el càlcul de resultats i incerteses associades a la mesura. Aquesta mesura consisteix, bàsicament, en mesurar la velocitat i la profunditat de l’aigua en diferents punts representatius de la secció de mesura, per obtenir un núvol de mesures significatives i, coneixem l’àrea de la secció, poder calcular el cabal resultant.
Un dels objectius principals dels aforaments és el control i el calibratge de les corbes de cabals de les estacions d’aforament. Altres objectius són: el control dels cabals de manteniment i de les concessions per derivacions d’aigües superficials (centrals hidroelèctriques, regadiu, abastament…), coneixement del medi i el règim fluvial, gestió dels recursos hídrics (escenaris de normalitat, sequera o avingudes), avaluació relació aigües superficials – subterrànies i, estudis puntuals.
Per dur a terme la mesura directa del cabal fem servir diferents instruments i metodologies en base a les característiques del punt de mesura (amplada, profunditat, velocitat, accessibilitat…):
- Equips amb barres dins de la llera del riu: es mesura el camp de velocitats de la secció mitjançant molinets hidromètrics d’eix rotatori, aforadors electromagnètics o de tecnologia doppler acoblats a una barra graduada. Aquest tipus de mesura és estàtica, o el que és el mateix “secció a secció”, mesurant la velocitat en un número determinat de punts en cada vertical de mesura.
 |
 |
Aforament amb barres dins de la llera del riu mitjançant tecnologia doppler
- Catamarà doppler: l’aforament es realitza des de fora del riu (passarel·la o marges) i es mesura el camp de velocitats mitjançant un catamarà proveït amb tecnologia doppler, que realitza una batimetria de la secció i la mesura de les velocitats en un número de cel·les predefinit. Aquest tipus de mesura pot ser estàtica o dinàmica mitjançant arrossegament del catamarà.
Aforament amb catamarà doppler
Amb flotadors: en situacions d’avinguda, quan no és factible utilitzar una altra tecnologia, es poden emprar flotants biodegradables i mesurar el temps de trànsit, per exemple, entre dos ponts. Mitjançant la mesura de la velocitat i el coneixement de l’àrea mullada, es pot fer una aproximació del cabal circulant. Aquesta metodologia, a priori, té una incertesa superior a les altres metodologies descrites.
Amb aquest post s’evidencia que es tracta d’un feina exigent i sense descans, a la qual l’Agència li dona una gran importància i on grans professionals hi treballen per donar un bon servei a la ciutdania.
Més informació al vídeo sobre aquesta temàtica al canal de Youtube de l’Agència.