La gestió del sediment al riu i al delta de l’Ebre
Jornada “La lluita contra el canvi climàtic al Delta de l’Ebre: Mesures d’adaptació i mitigació”Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya, 25 de maig de 2018
Albert RoviraCoordinador tècnic del projecte LIFE+ EBRO - ADMICLIM
IRTA – Aigües Marines i ContinentalsE-mail: [email protected]
Per què cal gestionar el sediment al riu Ebre i al seu Delta?
Principals elements per a la formació d’un delta:
Marees de baixa intensitat
Corrents marines poc intenses
Gran aportació de sediments fluvials
Subsidència
Compactació dels paquets sedimentaris pel seu propi pes
Acreció
Recreixement del sòl per l’aportació de matèria orgànica i inorgànica
Aigües someres
Com evoluciona el delta en condicions “naturals”?
Que passa quan modifiquem algun d’aquests elements?
i el delta de l’Ebre, com està?
Dèficit sediment Increment del nivell del mar
Enfonsament deldelta
Embassaments Canvi climàticSubsidència +
Erosió
Erosió
Acumulació
Acumulació
1956
1995
2018
Que podem fer?
Enginyeria clàssica
Inversió inicial
Manteniment
No s’ataca l’origen del problema
Enginyeria ecològica
Restaurar el flux de sediment
Aplicació de l’enginyeria ecològica en el riu Ebre i el seu Delta: cas 1
Objectiu
Dissenyar un nou regim de cabal líquid (aigua) i sòlid (sediment) per al tram baix del riu Ebre i el seu Delta
El projecte LIFE+ EBRO-ADMICLIM
• Definició dels llocs d’estudi
• Recopilació d’informació
• Construcció d’un model hidrodinàmic
• Construcció i acoplament d’un model sedimentològic
• Realització de simulacions
Primera fase
Móra d’Ebre Benifallet
Número de punts: 4Tram cobert: 1400 m.Selección punts: inspecció visual (canvis granulometria del llit fluvial)
Número de punts: 6Tram cobert: 2700 m.Selecció punts: inspecció visual (canvisgranulometría del llit fluvial)
Definició dels llocs d’estudi i recopilació d’información al camp: caracterització de la rugositat del llit del riu
Móra d’Ebre Benifallet
Tram cobert: 3000 m
Tram cobert: 8000 m
Batimetria dels trams d’estudi
Móra d’Ebre Benifallet
Tram cobert: 3800 mNúmero de perfils: 15Mètode: Mesures en continuo (ADV) i puntuals (ADP)
Tram cobiert: 4000 mNúmero de perfils: 16Mètode: Mesures en continuo (ADV) i puntuals (ADP)
Mesures de la velocitat de l’aigua en els trams d’estudi
Exemple del camp de velocitat en una secció transversal al tram de Móra d’Ebre
Simulació de la capacitat de transport del riu per a determinades condicions
Cabal circulant pel riu: 400 m3/sConcentració de sediment injectada: 2 g/lDurada de la injecció: 7 minuts
Segona fase: Disseny i realització de probes pilot
Barcassa
Barques
Volum injectat: 20 m3
Temps injecció: 7-10 minuts
Cabal circulant:
Mòra: 400 m3/s (600 m3/s)
Benifallet: 400 m3/s (290 m3/s)
Número d’injeccions: 4
Segona fase: Disseny i realització de probes pilot
0
1
2
3
4
5
6
7
0,1
2,8
5,4
8,1
10
,8
13
,4
16
,1
18
,8
21
,4
24
,1
26
,8
29
,4
32
,1
34
,8
37
,4
40
,1
42
,8
45
,4
48
,1
50
,8
Turbidez (NTU) vs tiempo (minutos)
Fase 3: Processat de dades i calibració del model
Fase 4: Simulacions d’injecció de sediment sota diferents escenaris
Móra d’Ebre Benifallet
Planta potabilitzadora
Tenim una altra font de sediment!...
Aplicació de l’enginyeria ecològica en el riu Ebre i el seu Delta: cas 2
Objectiu
Avaluar la capacitat de transport dels canals per a transportar el sediment de la planta potabilitzadora cap als arrossars
El projecte LIFE+ EBRO-ADMICLIM
1) Construcció del model hidrodinàmic 1D per la xarxa de rec i obtenció de dades de camp dels paràmetres hidràulics i caracterització del sediment (p.e.: tendència a la floculació, precipitació, etc.) al laboratori
Passos fets:
3) Calibració, reajustament i validació del model
2) Definició del disseny experimental i obtenció de dades de camp del transport del sediment
4) Realització de simulacions sota diferents escenaris de cabal i de concentració de sediment
Fase 1) Construcció del model hidrodinàmic per la xarxa de rec i acoblament d’un model de transport de substàncies en l’aigua
Recopilació d’informació necessària per a fer córrer el model:
- Topografia, batimetria i pendent de la xarxa de canals.- Pendent i secció dels canals.- Coeficients de rugositat.- Etc. t0 £ t £ t :
c(x, t) =c0
2e
u(x-x0 )
2E(1-G )
×erfcx- x0 -U(t - t0 )G
2 E(t - t0 )
æ
èçç
ö
ø÷÷+ e
u(x-x0 )
2E(1+G )
×erfcx- x0 +U(t - t0 )G
2 E(t - t0 )
æ
èçç
ö
ø÷÷
é
ë
êê
ù
û
úú
G = 1+ 4h h =kE
U 2
t > t :
c(x, t) =c0
2e
u(x-x0 )
2E(1-G )
× erfcx- x0 -U(t - t0 )G
2 E(t - t0 )
æ
èçç
ö
ø÷÷- erfc
x- x0 -U(t - t0 -t )G
2 E(t - t0 -t )
æ
èçç
ö
ø÷÷
é
ë
êê
ù
û
úú+...
é
ë
êê
ù
û
úú
....+eu(x-x0 )
2E(1+G)
× erfcx- x0 +U(t - t0 )G
2 E(t - t0 )
æ
èçç
ö
ø÷÷- erfc
x- x0 +U(t - t0 -t )G
2 E(t - t0 -t )
æ
èçç
ö
ø÷÷
é
ë
êê
ù
û
úú
ù
û
úú
𝜕 𝐴𝐶
𝜕𝑡+𝜕 𝐴𝑈𝐶
𝜕𝑥=
𝜕
𝜕𝑥𝐸𝐴
𝜕𝐶
𝜕𝑥
Canal principal
Canal secundari
Fase 1) Definició dels llocs d’estudi
Fase 1) Obtenció de dades de camp de paràmetres hidràulics
Fase 1) Assajos de sedimentació i resuspensió realitzats al laboratori
Oscillation speed rectangular container
(rpm)
Sludge concentration (g l-1)
Oscillation speed circular container (rpm)
Sludge concentration (g l-1)
35 ND 60 0.004
40 0.031 65 0.022
42 0.318 70 0.627
44 0.551 75 0.804
45 0.580 80 0.870
0 1 2 3 4 5 60
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Tiempo(h)
C/C
o
np=300;Q=7m3/s; E=0.001;Tver=15 min
punto vertido
420m
1000m
1500m
2900m
5400m
6200m
0 1 2 3 4 5 60
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Tiempo(h)
C/C
o
np=300;Q=7m3/s; E=0.001;Tver=30 min
punto vertido
420m
1000m
1500m
2900m
5400m
6200m
0 1 2 3 4 5 6 70
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Tiempo(h)
C/C
o
np=300;Q=7m3/s; E=0.001;Tver=1hora
punto vertido
420m
1000m
1500m
2900m
5400m
6200m
0 1 2 3 4 5 6 7 80
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Tiempo(h)
C/C
o
np=300;Q=7m3/s; E=0.001;Tver=2 horas
punto vertido
420m
1000m
1500m
2900m
5400m
6200m
Inyección15 min
Inyección30 min
Inyección1 hora
Inyección2 horas
2) Definició del disseny experimental: Simulacions numèriques
CP 3
CP 2
Injecció del sediment
CP 1
CP 4
Fase 2) Definició del disseny experimental: localització del punt de monitoreig i injecció de sediment
Fase 2) Realització de probes pilot
Fase 2) Realització de probes pilot
Monitoreig del sediment injectat
Fase 2) Realització de probes pilot
Seguiment de la ploma al llarg del tram d’estudi
Fase 3) Calibració i validació del model
0 20 40 60 80 100 120 1400
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Inyección 1 (Q=4.6m3/s)
Pto 1
Pto 2
Pto 3
Pto 4
Ptos laboratorio
0 20 40 60 80 100 120 1400
10
20
30
40
50
60
70
80Inyección 2 (Q=4.6m3/s)
Pto 1
Pto 2
Pto 3
Pto 4
Ptos laboratorio
0 20 40 60 80 100 1200
5
10
15
20
25
30
35
40Inyección 3 (Q=6.3 m3/s)
Pto 1
Pto 2
Pto 3
Pto 4
Ptos laboratorio
0 20 40 60 80 100 120 1400
5
10
15
20
25Inyección 5 (Q=5.6 m3/s)
Pto 1
Pto 2
Pto 3
Pto 4
Ptos laboratorio
0 20 40 60 80 100 120 1400
5
10
15
20
25Inyección 6 (Q=5.6 m3/s)
Pto 1
Pto 2
Pto 3
Pto 4
Ptos laboratorio
0 20 40 60 80 100 1200
5
10
15
20
25
30
35
40Inyección 4 (Q=6.3 m3/s)
Pto 1
Pto 2
Pto 3
Pto 4
Ptos laboratorio
Tiempo desde la inyección (min)
Turb
idez
(N
TU)
Disseny d’un nou sistema de reinjecció de sediment des de la planta del CAT
Emmagatzematge isecat dels fangs
Càrrega I transport dels fangs
Reducció dels costosenergètics
Reducció procés de deshidratació dels fangs
Beneficis
CAT
Delta Mitigació de la subsidencia
Entrada de nutrients als arrossars
Reducció de les emissions de GEI
Beneficis
Gràcies per la vostra atenció
Fase 2) Realització de probes pilot
Top Related