Variabilitat espai-temporal del transport de sediment dissolt a una conca mediterrània mitjana (riu Anoia)

Abstract

La tesi que es presenta té com a objecte d’estudi el transport del sediment dissolt a les aigües superficials del riu Anoia. Es tracta d’una conca d’escala mitjana, amb 926 km2 de superfície, situada al nord-est de la península Ibèrica. És afluent del riu Llobregat, i es troba en una regió de clima mediterrani i de litologia molt variada, essent en general més sedimentària a la capçalera, calcària i granítica al centre, i abundant en margues i gresos al final del curs.

El treball de camp comportà un mostreig quinzenal d’aigües superficials a cinc punts repartits de la conca, durant els anys hidrològics 2011-12 i 2012-13. Al final del període s’obtingué un total de 240 mostres, de les quals s’analitzaren diferents paràmetres fisicoquímics. Al camp es mesuraren el cabal instantani (Qi) i la temperatura (T) del riu a cada secció.

Les mesures del pH, la conductivitat elèctrica (CE), el pes del sediment sediment en suspensió (SS), el contingut en sals (NaCl) i les concentracions de bicarbonats (HCO3-), clor (Cl-), nitrats (NO3-), nitrits (NO2-) i fosfats (PO43-) es feren al laboratori de Geografia Física de la Universitat de Barcelona. Els ions de calci (Ca2+), sodi (Na+), magnesi (Mg2+), potassi (K+), sulfats (SO42-), manganès (Mn2+), ferro (Fe2+), silici (Si-), zinc (Zn2+), alumini (Al3+) i fòsfor total (P3-) es dugueren a analitzar als Centres Científics i Tecnològics de la UB mitjançant la tècnica ICP-MS.

Les dades permeten distingir diferents tipus d’aigua en cada secció, confirmar la hipòtesi que el grau de mineralització disminueix en augmentar l’aportació, trobar relacions entre paràmetres mitjançant anàlisis estadístiques simples i multivariants, determinar la qualitat ecològica i la potabilitat de la mateixa, i finalment estimar el pes total de la càrrega dissolta transportada per anys.

Els resultats obtinguts posen de manifest l’elevada salinitat natural del riu i han permès detectar la gran variabilitat existent entre el total de sediment dissolt transportat a cada punt, així com les variacions registrades dels paràmetres fisicoquímics en els mateixos

indrets. Malgrat que el total de càrrega dissolta en aigua és major a la capçalera que a qualsevol altre lloc, amb uns valors mitjans de 1576 mg·l-1, a la desembocadura la concentració de soluts és de 1076 mg·l-1. El total de càrrega dissolta que es vessa al Llobregat ha resultat, de mitjana, de 33000 tones per any.

L’efecte del cabal en la dilució dels minerals, la importància del clima i la litologia, així com els usos del sòl, són factors que s’han detectat a tots els punts de mostreig, en graus diferents. A la capçalera, el substrat és el factor més decisiu en la composició química de les aigües, donada la seva erosivitat. A les rieres, l’aqüífer de Carme-Capellades del qual sorgeixen les aigües els confereix unes propietats hidroquímiques específiques, que responen al cabal només en episodis de crescuda importants. A St. Sadurní i a Martorell la composició de les aigües és més sensible al cabal que els altres punts, però estan més afectades per l’impacte antròpic.

The thesis presented aims to study the transport of dissolved solids in stream water of the Anoia river. It is a medium-sized basin with 926 km2 of surface, located in the northeast of the Iberian Peninsula. It is a tributary of the Llobregat river, and it is found in a region of Mediterranean climate and varied lithology.

The fieldwork involved biweekly sampling of stream water in five points distributed throughout the basin during the hydrological years 2011-12 and 2012-13. At the end of the period it was obtained a total of 240 samples, from which different physicochemical parameters were analyzed. In the field it was measured the instantaneous discharge (Qi) and temperature (T) in each section of the river.

The measurements of pH, electrical conductivity (CE), the weight of the suspended sediment (SS), salt content (NaCl) and the concentrations of bicarbonates (HCO3-), chlorine (Cl-), nitrates (NO3-), nitrites (NO2-) and phosphates (PO43-) were done at the laboratory of Physical Geography of the University of Barcelona. The calcium ions (Ca2+), sodium (Na+), magnesium (Mg2+), potassium (K+), sulfates (SO42-), manganese (Mn2+), iron (Fe2+), silicon (Si-), zinc (Zn2+), aluminum (Al3+) and total phosphorus (P3-) were analyzed at the Scientific and Technical Centers of the UB by ICP-MS technique.

The data set allow to distinguish different types of water in each section, confirm the hypothesis that the degree of mineralization decreases with increasing flow, find relationships between parameters using simple and multivariate statistical analyzes, determine the ecological quality and drinkability of it, and then estimate the total weight of the dissolved loads transported up for years.

The results show the high natural salinity of the river and have allowed to detect the great variability between the total dissolved solids transported at every point, while finding temporal variations of physicochemical parameters recorded in the same places. Although the total solutes concentration in water is greater at the headwaters than elsewhere, with average values of 1576 mg·l-1, at the outlet the mean mineralization is 1076 mg·l-1. The total dissolved loads transferred to the Llobregat river has been an average of 33000 tons per year.