Análisis de la influencia de las descargas continentales en la hidrodinámica y las propiedades físicas del agua en la zona litoral

Abstract

[ANGLÈS] The knowledge of the behaviour of the physic and hydrodynamic parameters of the sea water is of particular importance, given that the waves and the currents which are present there fall on the coastal zone infrastructures. These infrastructures are dedicated to socioeconomic activities and may be altered causing big economic impacts. In this minor thesis two data measurement campaigns are described, the first one was carried out between November, 11th 2010 to January, 18th 2011 and the second one between March, 11th 2011 to April, 18th 2011, on the Barcelona’s city coastal zone. The measured data along the two campaigns are diverse wave parameters, current speed and direction of different water columns, physical water properties such as temperature, salinity and density in normal conditions and after the arrival of a storm, parameters of meteorological processes and Besos and Llobregat river flows. Once all the data have been acquired, results have been filtered to disregard errors that have occurred during sampling and thus ensure data quality. An analysis of the main data characteristics reports that the behaviour of the parameters is different in the campaigns. For both campaigns, the waves are from the sectors which are among the East and the South and the significant wave height is about 0.7 m. As regards current speed, wind speed and river flows, in the spring campaign are mostly greater than the winter campaign. As to physical water parameters, the post-rain conditions measurements have higher values of salinity and density than the normal condition, and the values of temperature are lower. This is followed by an analysis of the different processes observed to see if there is any relationship between them. So we try to find a relationship between waves and currents, waves and wind, currents and wind, rainfall and river flows, currents and river flows, density gradients and currents and density and river flows. The correlation results obtained in the spring season are slightly higher than the previous year, indicating that the processes are relatively independent of each other, with the exception of rainfall that cause changes in river flows and density gradients near the mouth of the Besos river, that are caused by that discharge of the river itself. Moreover, speed current profiles along the water column are described for different selected events, showing that results vary according to season, event and point analyzed. In general, the profiles are quite lineal and the surface speed currents are more intense than others, decreasing as they descend through the water column. As a general conclusion, one can say that the hydrodynamics of the coastal area of Barcelona is very complex and current patterns are determined by the influence of different factors but none is predominant.

[CASTELLÀ] El conocimiento del comportamiento de los parámetros físicos e hidrodinámicos del agua de mar es de especial importancia, dado que el oleaje y las corrientes que se presentan inciden en las infraestructuras de las zonas costeras. Estas infraestructuras están dedicadas a actividades socio-económicas y se pueden ver alteradas causando grandes repercusiones económicas. En esta tesina se describen dos campañas de medición de datos, la primera que transcurre desde el 11 de Noviembre de 2010 hasta el 18 de Enero de 2011 y la segunda entre el 11 de Marzo de 2011 y el 18 de Abril de 2011, en la zona litoral de la ciudad de Barcelona. Los datos medidos a lo largo de las dos campañas son diversos parámetros de oleaje, dirección y velocidad de corriente en diferentes columnas de agua, propiedades físicas del agua tales como la salinidad, la temperatura y la densidad en condiciones normales y en condiciones después de la llegada de un temporal, parámetros de los procesos meteorológicos y caudales de los ríos Besós y Llobregat. Una vez se han adquirido todos los datos, se ha realizado un filtrado de los mismos para despreciar los errores que se han presentado durante el muestreo y así garantizar la calidad de los datos. Un análisis de las principales características de las magnitudes medidas indica que el comportamiento observado en las dos campañas es diferente. En ambos periodos el oleaje procede de los sectores que se encuentran entre el Este y el Sur y la altura de ola significante es del orden de 0.7 m. Por lo que hace a las velocidades de las corrientes, a las velocidades del viento y a los caudales de los ríos, durante la campaña de primavera, en general, se presentan valores más altos. En cuanto a las propiedades físicas del agua, los muestreos en condiciones post-lluvia presentan valores de salinidad y densidad más altos que en condiciones normales, mientras que los valores de temperatura son más bajos. A continuación se procede a un análisis de los distintos procesos observados para ver si existe alguna relación entre ellos. Así pues, se intenta buscar una relación entre oleaje y corrientes, viento y oleaje, viento y corrientes, precipitaciones y caudales de los ríos Besós y Llobregat, caudales de los ríos y corrientes, gradientes de densidad y corrientes y gradientes de densidad y caudales de los ríos. Los resultados de correlación obtenidos, que en la campaña de primavera son ligeramente superiores a los de la campaña anterior, indican que los procesos son relativamente independientes entre sí, a excepción de las precipitaciones que causan las variaciones de los caudales de los ríos y de los gradientes de densidad en la zona de la desembocadura del río Besós, que viene provocado por las descargas del propio río. También se describen los perfiles de velocidades en la columna de agua en diferentes eventos seleccionados y se aprecia que los resultados obtenidos varían según la campaña, el evento y el punto analizado. En general, los perfiles son bastante lineales y las corrientes superficiales son más intensas que el resto y van disminuyendo a medida que se desciende por la columna de agua. Como conclusión general, se puede decir que la hidrodinámica de la zona costera de Barcelona es muy compleja y los patrones de las corrientes vienen determinados por la influencia de distintos factores sin que ninguno sea predominante.