La Fortalesa Dels Vilars D'arbeca. Estudi Dels Recursos Hídrics: Model

ESCOLA TÈCNICA SUPERIOR D’ENGINYERIA AGRÀRIA

Projecte Final de Carrera ENGINYERIA FORESTAL

La fortalesa dels Vilars d’Arbeca. Estudi dels recursos hídrics: model hidrològic actual i model paleohidrològic.

AUTOR: Roger Sosa Vallverdú

TUTOR: Josep Carles Balasch Solanes

La fortalesa dels Vilars d’Arbeca. Estudi dels recursos hídrics: model hidrològic actual i model paleohidrològic.

UNIVERSITAT DE LLEIDA

ESCOLA TÈCNICA SUPERIOR D’ENGINYERIA AGRÀRIA

ENGINYERIA FORESTAL

PROJECTE FINAL DE CARRERA

Roger Sosa Vallverdú

Juliol del 2012

Font de la imatge de portada: somgarrigues.cat

AGRAÏMENTS

L’autor del treball vol agrair la col·laboració a les següents persones:

Als professors del DMACS Josep Carles Balasch, per la seva paciència en alguns moments, en Damià Vericat i a la Rosa Mª Poch, a pesar de que no estigui com a tribunal del projecte; del EAGROF en Lluís Cots; de Matemàtica en Joan Cecilia i en Josep Gelonch; i a en Ricardo Blanco per l’ajuda en el moment de calcular les ratxes. També agraïments als membres que composen el tribunal. A en Emili Junyent per la seva dedicació a passar-me informació sobre la fortalesa.

Als companys de pis Javier Campos, Chao Bay, Béné Real i Victor Bataller, per ajudar a mantindre un bon ambient en tot aquest període, i als companys projectistes de la biblioteca per les llargues hores de treball i recolzament entre nosaltres, en especial a la Nati, Neus, Aniol, Lucas, Ricart, Iñaki i un llarg etcètera.

Finalment agrair la dedicació que ha tingut els amics del poble per aguantar certes hores d’atabalament i especialment a la gent de casa, per les hores invertides i els sacrificis fets per aquest projecte i per tota la meva vida d’estudiant.

Moltes gràcies a tots!

ÍNDEX

1. INTRODUCCIÓ ...... 14 1.1 Presentació del problema ...... 15 1.2 Antecedents ...... 15 1.3 Objectius ...... 16

2. ELS VILARS I EL SEU ENTORN ...... 18 2.1 La fortalesa ...... 18 2.1.1 Emplaçament del poblat ...... 18 2.1.2 Desenvolupament temporal ...... 18 2.1.3 L’urbanisme de la fortalesa ...... 20 2.1.4 El sistema defensiu ...... 21 2.1.5 Economia i societat ...... 23 2.1.6 Aristocràcia i poder ...... 24 2.1.7 La cisterna-pou ...... 24 2.1.8 L’abastament d’aigua ...... 25 2.2 L’{rea de l’estudi: torrent de l’Aixaragall i torrent de lo Pedroell ...... 26 2.2.1 Situació geogràfica i administrativa ...... 26 2.2.2 Usos i cobertes ...... 27 2.2.3 Geologia i edafologia ...... 30 2.2.4 Caracterització morfològica de la conca ...... 31 2.2.4.1 Variables lineals ...... 31 2.2.4.2 Variables areals ...... 34 2.2.4.3 Variables de relleu ...... 36 2.3 Dades paleoclimàtiques ...... 41 2.3.1 Introducció ...... 41 2.3.2 Estudi sobre les restes de cereals ...... 42 2.3.3 Estudis sobre les restes de fusta carbonitzada ...... 42 2.3.4 Crítiques a les estimacions ...... 43

3. MATERIAL I MÈTODES ...... 45 3.1 Dades meteorològiques ...... 45 3.2 Mesura de cabals i conductivitat elèctrica de l’escolament ...... 47 3.3 Base de dades hidrològiques del “Centro de Estudios y Experimentación” (CEDEX) .... 50

3.3.1 Introducció ...... 50 3.3.2 Valoració de les dades ...... 50 3.3.3 Modelització ...... 51 3.3.4 Usos ...... 52 3.4 Tractament cartogràfic de les dades mitjançant programari SIG ...... 55 3.4.1 Introducció ...... 55 3.4.2 Model Digital del Terreny MDT ...... 55 3.4.3Mapa de substrats litològics i mapa de cobertures o usos del sòl ...... 56 3.4.4 Creació dels polígons de Thiessen ...... 56 3.4.5 Delimitació de les conques i els torrents ...... 57 3.4.6 Tractament dels ràsters del cedex ...... 57 3.5 Model hidrològic semidistribuït TOPMODEL ...... 59 3.5.1 Funcionament del model ...... 59 3.5.2 Aplicació del model ...... 61 3.6 Model hidrològic global “Mòdeles Hydrologiques du Génie Rural” CEMAGREF...... 64 3.6.1 Introducció ...... 64 3.6.2 Descripció matemàtica ...... 64 3.6.3 Ús del model ...... 65 3.6.4 Valors de sortida ...... 66 3.7 Anàlisi de les sequeres ...... 67 3.7.1 Introducció ...... 67 3.7.2 Anàlisis de ratxes ...... 67 3.7.2 Índex Estandaritzat de Precipitació ...... 67

4. RESULTATS I DISCUSSIÓ ...... 69 4.1 Model semidistribuït TOPMODEL ...... 69 4.1.1 C{lcul de l’Índex Topogr{fic ...... 69 4.2 Model hidrològic global GR1A (Cemagref) ...... 71 4.2.1 Introducció ...... 71 4.2.2 Aplicació del model a les dades del CEDEX ...... 71 4.2.3 Simulació de cabals amb el model GR1A i discussió ...... 73 4.3 Recursos de la conca ...... 77 4.3.1 Precipitació ...... 78 4.3.1.1 Precipitació anual mesurada en les estacions (XAC) ...... 78 4.3.1.2 Precipitació mensual mesurada a les estacions (XAC) ...... 78

4.3.1.3 Precipitació anual interpolada (CEDEX) ...... 80 4.3.1.4 Discussió ...... 82 4.3.2 Evapotranspiració potencial ...... 82 4.3.2.1 Evapotranspiració potencial anual mesurada a les estacions (XAC) ...... 82 4.3.2.2 Evapotranspiració potencial mensual mesurada a les estacions (XAC) ...... 83 4.3.2.3 Evapotranspiració potencial anual simulada (CEDEX)...... 84 4.3.2.4 Discussió ...... 86 4.3.3 Cabal ...... 87 4.3.3.1 Cabal mensual i cabal mitj{ anual mesurat al torrent de l’Aixaragall ...... 87 4.3.3.2 Cabal anual simulat (CEDEX) ...... 88 4.3.3.3 Cabals mensuals simulats (CEDEX) ...... 90 4.3.3.4 Discussió ...... 93 4.4 Corbes de regressió ...... 95 4.5 Demandes de la fortalesa ...... 97 4.5.1 Demanda anual del fossat ...... 97 4.5.2 Demanda de la població ...... 98 4.5.3 Demanda total de la fortalesa ...... 99 4.5.4 Anàlisis de les ratxes ...... 100 4.5.4.1 Anàlisis de ratxes anuals ...... 101 4.5.4.2 Anàlisi de ratxes mensuals ...... 101 4.5.5 Índex de precipitació estandarditzat (SPI)...... 103 4.5.5.1 Capacitat del sistema cisterna-pou ...... 104

5. CONCLUSIONS ...... 107

6. BIBLIOGRAFIA ...... 110

Annex I: Mapa de situació (1:50.000)...... 115 Annex II: Mapa de relleu ...... 117 Annex III: Cursos segons Strahler ...... 119 Annex IV: Mapa d’usos del sòl ...... 121 Annex V: Mapa de substrats litològics ...... 123 Annex VI: Sèries de precipitació i evapotranspiració potencial mesurades a les estacions (XAC) ...... 125 Annex VII: Sèrie de precipitació, evapotranspiració potencial i cabal anuals del CEDEX i índex SPI (1950-2009) ...... 128 Annex VIII: Sèrie de cabals mensuals simulats pel mètode del CEDEX (1950-2009) ...... 132 Annex IX: Annex fotogràfic ...... 140 Annex X: El Fossat...... 150

ÍNDEX DE FIGURES

Figura 1.- Situació de la comarca de les garrigues 14 Figura 2.- situació del municipi d'arbeca 14 Figura 3.- Corba hipsomètrica del barranc de l'Aixaragall 38 Figura 4.- Corba hipsomètrica del barranc de lo Pedroell 38 Figura 5.- Perfil longtudinal del barranc de l'Aixaragall 39 Figura 6.- Perfil longitudinal del barranc de Lo Pedroell 39 Figura 7.- Polígons de thiessen 46 Figura 8.- Detall de la situació dels punts de mostreig 48 Figura 9.- Ràster d'escolament (mm) de l'any 1994 53 Figura 10.- Ràster d’evapotranspiració potencial (mm) de l’any 1994 53 Figura 11.- Ràster de precipitació (mm) de l'any 1994 54 Figura 12.- Discretització del terreny segons topmodel (Singh, 1995) 60 Figura 13.- Elements d'emmagatzematge d'aigua considerats a topmodel (Singh, 1995) 61 Figura 14.- Encapçalament original 62 Figura 15.- encapçalament modificat 62 Figura 16.- Sortida topmodel aixargall 70 Figura 17.- sortida topmodel lo pedroell 70 Figura 18.- Correlació de cabals 74 Figura 19.- Evolució anual del cabal simulat i observat 75 Figura 20.- Distribució mensual de la precipitació a les estacions del XAC 79 Figura 21.- Freqüència de precipitació anual interpolada pel CEDEX 81 Figura 22.- Freqüència acumulada de la precipitació anual interpolada pel CEDEX 81 Figura 23.- Distribució mensual de l'ETP a les diferents estacions 84 Figura 24.- Freqüència d'ETP anual simulada pel CEDEX 85 Figura 25.- Freqüència acumulada d'ETP anual simulada pel CEDEX 86 Figura 26.- Distribució del cabal mensual a l'any 2011 88 Figura 27.- Cabal anual simulat pel CEDEX per a cada any 89 Figura 28.- Freqüència absoluta de cabal anual simulat pel CEDEX 89 Figura 29.- Freqüència acumulada del cabal anual simulat pel CEDEX 90 Figura 30.- Diagrama de caixa dels cabals mensuals simulats pel CEDEX 91 Figura 31.- Freqüència absoluta dels cabals mensuals simulats pel CEDEX 92 Figura 32.- Freqüència acumulada dels cabals mensuals simulats pel CEDEX 93 Figura 33.- Regressió lineal entre el cabal i la precipitació 95 Figura 34.- Imatge aèria del poblat. (Font: descobrir.cat) 140 Figura 35.- Part nord de la Fortalesa. (font: pròpia) 140 Figura 36.- Detall dels habitatges. (Font: pròpia) 141 Figura 37.- Detall del camp frisó i la muralla. (Font: pròpia) 141 Figura 38.- Detall del sistema cisterna-pou. (Font: pròpia) 142 Figura 39.- Detall de la rampa del sistema cisterna-pou. (Font: pròpia) 142 Figura 40.- Detall del sud del fossat. (Font: pròpia) 143 Figura 41.- Detall del mur exterior del fossat. (Font: pròpia) 143 Figura 42.- Detall de l'est del fossat i de Vilars IV. (Font: pròpia) 144 Figura 43.- Punt de mesura del cabal, punt C de la figura 8. (Font: pròpia) 144 Figura 44.- Detall de la surgència. (Font: pròpia) 145 Figura 45.- Pas per sota del Canal d'Urgell (Est), punt A de la figura 8. (Font: pròpia) 145

Figura 46.- Pas per sota del Canal d'Urgell (Oest). (Font: pròpia) 146 Figura 47.- Començament de la canalització, punt B de la figura 8. (Font: pròpia) 146 Figura 48.- Procés de mesura del cabal. (Font: pròpia) 147 Figura 49.- Procés de mesura del cabal. (Font: pròpia) 147 Figura 50.- Procés de mesura de la conductivitat. (Font: pròpia) 148 Figura 51.- Vista en planta del fossat 150 Figura 52.- tall 12A 151 Figura 53.- Tall 12C 151 Figura 54.-Tall 12D 152 Figura 55.- Tall 12E 152 Figura 56.- Tall 12H 153

ÍNDEX DE TAULES

Taula 1.- Desenvolupament de la fortalesa 19 Taula 2.- Usos de la conca de l'Aixaragall 28 Taula 3.- Usos de la conca de Lo Pedroell 29 Taula 4.- Característiques de les dos conques 31 Taula 5.- Índex de bifurcacions del barranc de l'Aixaragall 32 Taula 6.- Índex de bifuracions del barranc de Lo Pedroell 32 Taula 7.- Longitud mitjana del curs de cada conca (m) 33 Taula 8.- Coeficient de gravelius de cada conca 34 Taula 9.- Densitat de drenatge de cada conca (km-1) 35 Taula 10.- Freqüència de cursos de cada conca (nº cursos/km) 36 Taula 11.- Desnivell màxim de cada conca (m) 37 Taula 12.- Temps de concetració de cada conca (h) 37 Taula 13.- Pendent mitjà del curs principal per cada barranc 40 Taula 14.- Resultats en l'estudi de les restes de cereals 42 Taula 15.- Resultats en l'estudi de les restes de fusta de pi blanc 43 Taula 16.- Característiques de les estacions 45 Taula 17.- Relació dels dies de mesura de cabal 47 Taula 18.- Conductivitat mesurada el dia 19 de març de 2011 48 Taula 19.- Índex estandaritzat de precipitació 67 Taula 20.- Dades del període 1977-2002 71 Taula 21.- Dades d'entrada del model GR1A 72 Taula 22.- Criteris de nash (%) 73 Taula 23.- Dades del cabal simulat 73 Taula 24.- Valors mitjans del XAC i cabal mesurat de l’any 2011 77 Taula 25.- Valors mitjans anuals de la sèrie del CEDEX 77 Taula 26.- Precipitació mitjana de les estacions del XAC 78 Taula 27.- Precipitació mensual simulada pel CEDEX 79 Taula 28.- Classes de precipitació anual interpolada 80 Taula 29.- ETP anual mitjana de les estacions 83 Taula 30.- Valors mitjans mensuals d’ETP mesurats a les estacions del XAC 83 Taula 31.- Classes d'ETP anual simulada pel CEDEX 85 Taula 32.- Dies de mesura i dades mesurades 87 Taula 33.- Dades de cabal mensual i anual interpolades 87 Taula 34.- Estadístics dels cabals mensuals simulats pel CEDEX 90 Taula 35.- Anys de la sèrie del CEDEX amb precipitació pròxima al 2011 94 Taula 36.- Variació de l'escenari 96 Taula 37.- Any mitjà 96 Taula 38.- Dades del fossat 97 Taula 39.- Pèrdues del fossat 98 Taula 40.- consum dels Habitants del poblat 98 Taula 41.- Consum del bestiar 99 Taula 42.- Consum total 99 Taula 43.- Demanda total de la fortalesa 100 Taula 44.- Criteris de llindar per a considerar un any com a sec 100 Taula 45.- Resum de les ratxes anuals 101

Taula 46.- Anys que no compleixen amb la demanda de la Fortalesa 101 Taula 47.- Resum de les ratxes mensuals 102 Taula 48.- Ratxes mensuals segons el criteri de la demanda 102 Taula 49.- Índex de Precipitació Estandarditzat (SPI) 103 Taula 50.- Ratxes d'un any normal segons SPI 103 Taula 51.- Ratxes d'un any severament sec segons SPI 104 Taula 52.- Dades del pou 104 Taula 53.- Mesos que compleixen el criteri del sistema cisterna-pou 105

1. INTRODUCCIÓ

Els Vilars d’Arbeca és una fortalesa Ibera de la tribu dels Ilergets situada al municipi d’Arbeca a les Garrigues, a uns 4 quilòmetres del nucli urbà, vegeu figures Figura 1 i Figura 2, i annex 1. Diferents característiques insòlites d’aquest assentament, tals com el fossat i el camp frisó, el fan un conjunt de restes d’aquesta època únic a la Península Ibèrica.

FIGURA 1.- SITUACIÓ DE LA COMARCA DE LES GARRIGUES

FIGURA 2.- SITUACIÓ DEL MUNICIPI D'ARBECA

Les primeres notícies sobre el jaciment són a l’any 1974, quan un jove porta unes peces de cer{mica ibèrica a les mans d’Emili Junyent, actualment catedràtic i professor per la Universitat de Lleida i director de l’excavació d’Els Vilars. En aquell temps no hi havia recursos per intervenir-hi i es va haver d’esperar fins l’any 1985, quan es van tindre els fons necessaris per a començar l’excavació.

Per trobar l’origen de la Fortalesa ens hem de remuntar ara fa uns 2800 anys, a principis de la Primera Edat del Ferro, per ser abandonada sense explicacions suficientment provades, als volts del 300 a.n.e. Així que els antics ciutadans de la Fortalesa aprofitaven els recursos existents en el Barranc de l’Aixaragall i els terrenys que l’envolten.

Es sap per estudis paleoclimàtics realitzats per diferents investigadors (Voltas et al., 2008) que les condicions meteorològiques d’aquella època eren més favorables que les actuals pel que fa a precipitació. Així que els recursos presents a la zona, tant hídrics com vegetals, eren majors que els actuals. Informació útil per entendre la situació de la Fortalesa.

1.1 PRESENTACIÓ DEL PROBLEMA

A dia d’avui encara es desconeix si els recursos hídrics originats en els torrents de l’Aixaragall i lo Pedroell podien garantir les necessitats del preuat recurs, l’aigua, en la vida de la fortalesa. Aquesta s’usava per omplir el fossat i molt més que probablement, per la resta d’usos quotidians, tals com l’ús de boca, ús sanitari i ramader o agrícola. El fet de que la fortalesa es mogui al voltant de l’aigua, com és el cas del fossat que la fa única, fa que el recurs de l’aigua tingui certa import{ncia en tot el conjunt.

1.2 ANTECEDENTS

A l’any 2008 es va fer un treball pràctic tutorat (TPT) a l’Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Agr{ria (ETSEA) de la Universitat de Lleida que estudiava els recursos hídrics provinents del torrent de l’Aixaragall mitjançant mètodes indirectes per a l’abastament

dels Vilars. Es concloïa que es podia omplir el fossat uns 2 cops per any, però el nivell d’incertesa d’aquesta aproximació era molt elevat.

Al llarg dels últims anys s’han fet estudis de reconstrucció paleoclim{tica en diferents regions d’Europa, ja sigui per an{lisi dels isòtops de carboni (Ferrio et al., 2006) com per anàlisis de sediments (Sancho et al., 2003). Altres estudis realitzats en poblats de característiques similars del mateix període i els canvis de la morfologia dels rius, aporten hipòtesis sobre l’abandonament de viles, per exemple a Poviglio Santa Rosa (Cremaschi et al., 2006).

1.3 OBJECTIUS

1. Estimar la resposta hidrològica en forma de producció de recursos hídrics dels torrents de l’Aixaragall i lo Pedroell mitjançant l’ús d’un model global (GR1, Cemagref) i d’un model semidistribuït (Topmodel) i valorar la capacitat de predicció d’aquests mètodes.

2. Estimar la producció de recursos hídrics de les conques de l’Aixaragall i lo Pedroell a partir de la base de dades climàtiques i hidrològiques del CEDEX (2010).

3. Estimar les demandes hídriques del sistema fortalesa i assentament del Vilars.

4. Distribuir la variabilitat del funcionament de la fortalesa i assentament dels Vilars a partir de la producció hidrològica actual simulada i adaptació paleoclim{tica a l’escenari dels segles V-III a.n.e.

2. ELS VILARS I EL SEU ENTORN

2.1 LA FORTALESA

2.1.1 EMPLAÇAMENT DEL POBLAT

La fortalesa dels Vilars d’Arbeca, construïda fa 2800 anys, a inicis de la primera edat del ferro, i emprada des del 750 a.n.e al 325 a.n.e, és un conjunt arqueològic insòlit i amb unes característiques defensives que la feien inexpugnable, ja sigui per les 12 torres i la seva muralla, el camp frisó o el seu fossat, vegeu Figura 34 de l’Annex IX. Era una expressió de poder davant de les comunitats veïnes i, molt possiblement, la residència d’un cabdill i príncep.

La fortalesa es decideix construir en una plana al·luvial rodejada de riques terres fèrtils de cultiu regades pel barranc de l’Aixaragall. El fet de posicionar una fortalesa en una plana i no en un emplaçament elevat per aprofitar-ne les característiques defensives inherents al lloc, fa pensar que la import{ncia de l’emplaçament és l’aigua, ja que s’hi pot detectar clarament el seu ús per a omplir el fossat, amb el requeriment d’un gran volum d’aigua que en apartats posteriors de l’estudi es projecta, i pel regadiu de les terres cultivables que la rodejaven. Els materials per la construcció de la fortalesa segurament s’agafaven de la zona de la Serra del Tallat, la part alta de la conca de l’Aixaragall, aquest fet també indica la import{ncia d’emplaçar la fortalesa a la plana.

El perquè de l’abandonament segueix essent una incògnita degut a la no const{ncia de possibles batalles i guerres en les quals intervingués la fortalesa.

2.1.2 DESENVOLUPAMENT TEMPORAL

Els estudis arqueològics sobre les restes construïdes i els conjunt de materials arqueològics que s’hi ha trobat, ha permès descobrir i senyalar cinc fases de desenvolupament urbanístic, vegeu Taula 1:

TAULA 1.- DESENVOLUPAMENT DE LA FORTALESA

Etapa Època Vilars 0 750 - 650 Vilars I 650 - 550/525 Vilars II 550/525 - 450 Vilars III 450/425 - 350 Vilars IV 350 - 325

La fundació, l’ocupació i l’abandó de la fortalesa té com a marc temporal tres horitzons culturals diferents. Els diferents canvis urbanístics i arquitectònics detectats al llarg de cinc fases afecten especialment a l’espai intern i de manera puntual al sistema defensiu, sense implicat una ampliació de l’espai habitat a la zona extramurs.

- Primera Edat del Ferro

Comprèn la fundació ex novo del poblat fortificat (Vilars 0) i una primera refacció urbanística que afecta exclusivament a la modulació dels habitatges (Vilars I). Des de la construcció inicial, l’assentament es dota d’un impressionant sistema defensiu format per una muralla torrejada, un camp de frisó i un fossat. L’accés al recinte s’efectua per les portes de ponent i llevant.

- Període Ibèric Antic

Correspon a Vilars II. S’anul·la la poterna oest i es construeix la porta nord, el camp de frisó va quedant inutilitzat pel creixement del fossat. Els habitacles presenten una major compartimentació i doblen la seva superfície d’habitabilitat.

- Període Ibèric Ple

Comprèn les fases Vilars III i Vilars IV, conservades quasi exclusivament a la estreta franja de terreny que separava dues propietats diferents abans del inici de les excavacions, vegeu Figura 42.- Detall de l'est del fossat i de Vilars IV. (Font: pròpia) de l’Annex IX. La primera és una remodelació urbanística que afecta a la distribució i orientació general dels espais de circulació i es constitueix també la cisterna-pou. A l’exterior, s’excava un gran fossat a expenses de l’anterior, folrant els talussos amb un doble mur escalonat. Vilars IV és l’ocupació que precedeix l’abandonament d’aquesta; es tracta de la pitjor fase coneguda, on es relacionen petites refaccions domèstiques i el tancament intencionat de la cisterna-pou.

La datació proposada per la fase fundacional podria resultar controvertida per la seva sorprenent antiguitat, tenint en compte la complexitat i envergadura de la impressionant fortalesa i les implicacions d’ordre social, polític i de tot tipus que la seva existència posa en relleu.

2.1.3 L’URBANISME DE LA FORTALESA

La planta del recinte, traçada amb forma de cordill, presenta una forma amb tendència ovalada constituïda per dues circumferències secants dissenyades a partit d’un mateix eix. El seu diàmetre (nord-sud) mesura 44,4 metres i la longitud total en sentit oposat supera els 60m i amb uns 2.164 m2 de superfície habitable. A l’interior de la fortalesa, l’espai és reduït i est{ aprofitat al m{xim; les cases atapeïdes i els carrerons estrets, produïen una sensació d’amuntegament, vegeu Figura 36 de l’annex 9. En les diferents etapes de desenvolupament es pot observar la superposició de diferents cases de diferents èpoques.

Actualment es coneixen dues portes d’accés a la fortificació que estiguessin en funcionament a les darreries i una potema. La porta més antiga és la porta est (Vilars 0); és de tipus frontal i compta amb un corredor d’accés format per gruixuts murs de dos metres d’ample. La segona, pertanyia a l’Època Ibèrica Plena i s’ubica al nord (Vilars II), flanquejada per dues de les torres: una correspon a la fase fundacional i l’altra construïda ex novo en una posició lleugerament avançada; és una porta estreta, de tal manera que defineix un corredor amb un lleuger biaix respecte a l’eix frontal de l’obertura. I, a més a més, una petita potema s’obre a l’oest, datada també a la fase fundacional, protegida en el seu flanc sud per un bastió o torres quadrangular de dimensions menors a les de la resta d’estructures similars aparegudes. Amb un eix m{xim de cinquanta metres, a l’interior de la superfície tancada hi devien viure aglomerades unes 150 persones, més que suficients per a fer les tasques socials i militars, vegeu Apartat 4.5 Demandes de la fortalesa.

La xarxa viària presenta un traçat simple, estructurant-se en funció d’una artèria principal que discorre paral·lela a la muralla, definint dos nuclis d’habitatges a ambdós costats, com de fileres de cases que se situen entre la plaça i la muralla, separades per un carrer empedrat paral·lel a aquesta. El primer conjunt d’habitatges, constituït per cases recolzades pel darrere de la muralla i un segon complex d’edificacions a la banda oposada, format per construccions de funcionalitat encara no definida, entre el carrer i la plaça

central. Aquest esquema enllaçava el carrer de circumval·lació amb la plaça i les portes d’accés al poblat; la cruïlla d’aquest amb la que enfila la porta d’entrada oberta al nord i el retrocés d’unes façanes origina una petita plaça on hi funcionava un forn. La porta nord va ser oberta a finals del segle VI a.n.e. (Vilars II), després de tancar la potema oest; les reduïdes dimensions d’aquesta fan suposar l’existència d’una primera porta d’accés a la fortalesa encarada a sol naixent, a l’{rea encara no excavada. Es tracta, per d’altra banda, de carrers estrets l’amplada la qual supera molt rarament els 1,7 metres, però amb un relatiu grau d’elaboració, al que s’observen enllosats curosament disposats, sistemes de drenatge a base de petites rases de perfil còncau i inclús voreres incipients.

Les cases són de planta rectangular, molt allargada, i comparteixen els murs laterals. La seva evolució és complexa al llarg de diferents fases, sense que pugui establir- se un model evolutiu lineal pel que fa respecte a un major o menor grau de sofisticació en l’organització de l’espai interior o en la distribució de les estructures domèstiques presents. Es coneix la seqüència completa d’una bateria de cases a llarg d’uns 25 metres a la part sud del jaciment.

També hi ha la presència d’un forn de reducció de ferro en una data similar a la cronologia dels Vilars de segle VIII a.n.e., el qual invalida la hipòtesis de la seva introducció a través del comerç fenici i reforça la idea de renovats contactes transpirinencs durant aquest període.

Entre les restes es pot identificar un habitatge orientat a un caràcter cultural, de forma de pell de toro estesa i, voltant la paret, una lleixa de fang que sobresortia uns 10 centímetres. Sembla un habitatge ideal per a possibles ofrenes. A més, s’han trobat indicis de que aquesta estança s’emblanquinava periòdicament perquè el sutge ho enfosquia tot, possiblement el sutge té l’origen en una flama ritual. Al centre s’hi ha trobat vestigis del que podria ser un altar i una tenalla clavada al terra dintre de la qual va aparèixer una cadena de bronze.

2.1.4 EL SISTEMA DEFENSIU

Durant l’època preibèrica, Vilar 0 i Vilars I, es va consolidar l’espectacular recinte definit per una potent muralla, d’uns 172 metres de longitud, torrejada de cinc metres d’ampl{ria, dotze torres i un bastió, en la que inicialment s’obriren dues portes encarades a ponent i llevant respectivament, vegeu figures Figura 35 i Figura 37 de l’Annex IX. La

primera, protegida per dues torres, aviat va ser tapiada, mentre que la segona, convertida en una veritable torre-porta, funcionava durant Vilars II, quan es va obrir la porta nord, destinada a convertir-se durant les fases següents en la principal entrada a la fortificació.

Un camp frisó o barrera de pedres dretes envoltava la fortificació, constituint un element defensiu i intimidador, interpretació recollida en els treballs recents sobre la dispersió, la cronologia i la funcionalitat dels chevaux-de-frise (Alonso et al., 2003), vegeu Figura 37 de l’Annex IX. El camp frisó no existia en el primer moment, quan la muralla es reduïa a un mur d’un metre d’amplada i una dotzena de torres o bastions rectangulars adossats, i es va construir quan ja s’havia aixecat el segon parament, folrat les torres i afegit el tercer parament; un moment avançat dels Vilars I.

Durant l’època ibèrica antiga, Vilars II, la fortalesa i les seves defenses encara conservaven part dels seus trets definitoris originals (Junyent et al., 2008), però es varen prendre dues decisions significatives. La primera, com s’ha dit anteriorment, obrir la porta nord i fortificar-la amb estructures de flanqueig, torre buida i bastió, i, la segona, construir un fossat que va significar la destrucció del camp frisó, vegeu figures Figura 34, Figura 35, Figura 40, Figura 41 i Figura 42 de l’Annex IX. Actualment es treballa amb l’hipòtesi que el primer fossat va ser excavat durant Vilars II coincidint amb la construcció de la porta nord. D’aquest primer fossat es coneix tant sols les restes d’un tram paramentat d’escarpa interna a l’est de l’accés nord sota de l’escarpa superior. Aquesta escarpa, dels segles V i IV a.n.e, hauria estat paramentada únicament als costats de la porta nord i envoltaria la fortalesa com un simple talús de terra resultat de l’excavació, reforçat puntualment per murs de contenció, que amortitzarien algunes pedres del camp frisó tapant-les. És possible que el camp de frisó situat entre les muralles i el fossat encara fossin operatius durant el segle VI a.n.e., abans de ser coberts.

És a finals del segle V a.n.e, en l’època ibèrica plena, quan la fortificació assoleix tota la seva complexitat i l’aspecte que es va mantindre fins a l’últim moment d’ocupació. Durant Vilars III i IV, la fortificació va experimentar transformacions que afectaren especialment les defenses, amb la construcció del gran fossat inundable i l’accés fortificat que permetia travessar-lo i accedir a la porta nord, al mateix temps que en l’interior del recinte es bastia la gran cisterna-pou. Molt probablement, el fossat que doblava el gran fossat a un i altre costat de l’accés nord també pertany a aquest període.

L’excavació del fossat va obligar a crear un enginy per a poder entrar per la porta nord, garantint al mateix temps el caràcter inexpugnable de la fortalesa. La rampa i la possible contragu{rdia són d’una complexitat fins ara desconeguda en el món ibèric

(Junyent et al., 2008). La solució enginyosa va ser la de no excavar el sector del fossat situat davant de la porta nord i construir al damunt una rampa d’accés definida lateralment per dos murs i defensada per dos fossats travessers de paret a paret que en cas de necessitat tallaven el pas i, molt probablement, una contraguàrdia que protegiria l’únic punt d’accés fora del fossat. Aquesta contragu{rdia crea molts dubtes de difícil solució fins que no es pugui excavar la part nord dels Vilars.

2.1.5 ECONOMIA I SOCIETAT

Els Ilergets basaven la seva economia en activitats del sector primari, majorit{riament la ramaderia i l’agricultura. La població treballava més amb els estris del camp que no amb les armes, que es prenien quan hi havia algun conflicte enmig dels períodes de pau. Era una societat de pagesos, artesans, comerciants, guerrers, sacerdots i aristòcrates.

L’etapa ibèrica va significar un canvi important en l’explotació de la terra i al tradicional cultiu de cereals i lleguminoses es van afegir els mills, l’alfals i la civada, mentre que la vinya prenia import{ncia i apareixia una agricultura incipient d’horta i d’arbres fruiters. El conreu es basava en cereals d’hivern com l’ordi vestit i el blat comú, aquests dos es saben per les restes de pol·len i llavors que s’hi ha trobat.

L’instrumental agrícola de ferro, més resistent i eficaç i altament especialitzat, responia a les noves necessitats. Als Vilars els procés està il·lustrat pel magall (dolabre), aparegut en una casa d’època ibèrica a on hi funcionava el forn destinat a la forja.

La ramaderia b{sicament estava constituïda per ramats d’ovic{prids mixtos de cabres i ovelles. Al 1998 va aparèixer en una de les cases de la fortalesa el que semblava un enterrament ritual constituït de restes d’ossos corresponents a un fetus equí de no més de deu mesos. A partir de aleshores hi ha comptabilitzats 14 fetus equins. Una cosa poc habitual ja que els cadàvers dels animals es dipositaven a les escombraries o com a molt a la necròpolis. A més a més, els carrers dels Vilars no podien assegurar l’accés als cavalls degut a les seves dimensions. Tot això fa pensar que la cria de cavalls era la principal activitat econòmica de la fortalesa, ja que el cavall simbolitzava un estatus social elevat. És una hipòtesis que pren força tot i que no s’hagin trobat els estables pels voltants de la fortalesa.

2.1.6 ARISTOCRÀCIA I PODER

La hipòtesi de les impressionants defenses és la d’un grup for{ protegint-se d’un entorn hostil, perquè la cultura material, les estratègies econòmiques i els tècniques constructives, fins i tot les dades escasses sobre els costums quotidians, les creences i el món simbòlic en general, són decididament autòctons i s’arrelen en velles tradicions locals. Per esbrinar el sentit últim de la plaça fortificada cal preguntar-se pels recursos que explotaven, terra i aigua, els excedents i la riquesa que guardaven o el poder que materialitzaven i, alhora, exhibien de forma simbòlica i ostentosa.

Es tractava d’un assentament amb una societat i un territori jerarquitzats. Es creu que les muralles, el fossat i el camp frisó jugaven un doble paper de protecció de cara endins i de coerció sobre el territori i altres comunitats.

El fet de trobar dins de la fortalesa les cases de dimensions i tipologia iguals fa pensar als historiadors que als Vilars hi vivia un príncep o cabdill, al seva família i un grup de persones amb lligams de parentiu real o fictici (Saez i Junyent 2010).

2.1.7 LA CISTERNA-POU

La cisterna-pou dels Vilars, per la seva amplada, fondària i característiques estructurals i constructives, al igual que el fossat és excepcional en el context ibèric, tot i que guarda certes similituds amb altres construccions ibèriques conegudes, vegeu Figura 38 de l’Annex IX. Aquesta cultura de l’aigua, la recollida i l’emmagatzematge, ja era usat en diferents comunitats de la conca de l’Ebre, tan en la primera edat del ferro com a l’època ibèrica.

El pou central o cisterna fou construït al segle V a.n.e. (Vilars III), datat a partir de restes de cer{mica i l’estratigrafia. La forma del pou és ovalada quasi arrodonida, de 6 per 7 metres, amb un gruixut parament atalussat que folra el retall excavat. Es conserva una elevació m{xima d’uns 5 metres, que significarien uns 7 metres d’elevació respecte al sòl d’ús. Es manté una rampa de baixada que és estreta per a garantir el pas d’animals, igual que els carrers de la fortalesa, així que no s’usava per a proveir d’aigua a les bèsties, vegeu Figura 39 de l’Annex IX.

Pel que fa al seu funcionament hi ha diferents hipòtesis defensades per diferents col·lectius. Una de les hipòtesi que defensa per Junyent (Junyent et al., 2008), és que és molt possible que la cisterna-pou estigués protegida per un sistema de coberta per mantenir-la neta i evitar l’eutrofització per l’excés de llum solar. La rec{rrega de la mateixa es feia a partir de les aigües de pluja i del nivell fre{tic. L’altra hipòtesi defensada per Balasch i Poch (Junyent et al., 2008), indica que un horitzó de graves present en el sòl, crea una capa permeable enmig de capes de margues i argiles impermeables. Aquest horitzó es talla en el fossat i el pou-cisterna, mantenint-se intacte en la resta de fortalesa, així que l’aigua es filtrava per les graves i alimentava el pou-cisterna, indicant així la import{ncia que tenia el fossat per l’abastament d’aigua a la fortalesa. Actualment es pot comprovar que el pou i el sistema de fossat està ple d’aigua que sorgeix de nivell fre{tic, ja sigui per efecte del reg en que estan sotmeses les parcel·les veïnes del fossat, o bé per microfisures presents en les argiles, creant així una via de surgència de l’aigua fre{tica.

Estudis que s’han fet sobre les restes d’algues i altres microorganismes presents en les parets del pou-cisterna i els materials detrítics que omplien el fons del mateix (Ramon Julià (CSIC), Santi Riera (UB) i Andrés Currás (UB)) indicaven l’absència de fongs copròfils, indicadors de descomposició de matèria org{nica. L’absència també d’algues diatomees i ostracodes, indicadors de salinitat atribuïts al tipus de sediment, indica una aigua neta, apte pel consum humà (Currás et al., 2010).

2.1.8 L’ABASTAMENT D’AIGUA

El fossat s’abastia dels curs d’aigua que presumiblement hi havia al nord de la fortalesa, l’actual fondo de l’Aixaragall. Encara no es coneixen els sistemes d’entrada d’aigua al fossat, suposadament canalitzat de manera que l’embocadura no s’exposés a empassar-se les possibles rubinades o crescudes sobtades, inundant així el fons en direcció sudoest on les basses de la fossa externa la retindrien en època de sequera.

La localització de l’antic curs de l’Aixaragall i la recerca de la connexió amb el fossat i de les defenses avançades de la façana nord es situarien en una finca particular al nord de la fortalesa. Es va fer, marcat pel Pla Director Vilars 2000, una prospecció geofísica, els resultats de la qual no va identificar el curs antic de l’Aixaragall per culpa de la poca superfície a investigar. Es va poder detectar el possible curs del canal que abastia el fossat, a falta del necessari contrast arqueològic.

2.2 L’ÀREA DE L’ESTUDI: TORRENT DE L’AIXARAGALL I

TORRENT DE LO PEDROELL

L’{rea d’estudi en la qual es centra el treball són les conques hidrològiques de l’Aixaragall i la de lo Pedroell. Aquesta zona s’ha fixat aigües amunt des del punt on hi ha el Canal d’Urgell, vegeu punt A de la Figura 8 (pàgina 47), mentre que del mateix Canal fins a la fortalesa, vegeu punts B i C de la Figura 8, al estar conduït per tubs soterrats s’ha menyspreat, ja que aquest tram no influeix en la dinàmica de les conques. Aquesta part es troba més detallada a l’Apartat 3.2 Mesura de cabals i conductivitat elèctrica de l’escolament.

Un punt important a remarcar és que el paisatge, i alhora les característiques intrínseques de la conca, han variat molt al llarg dels anys, ja sigui per motius naturals (variacions climàtiques, fenòmens geològics, ...) o bé per motius antròpics (conreus, urbanització, ...). Aquests canvis són difícils de quantificar i per tant aquest apartat es centra en l’estudi de l’estat actual de la conca i el seu entorn, mencionant els possibles canvis que s’han produït en el llarg del temps.

2.2.1 SITUACIÓ GEOGRÀFICA I ADMINISTRATIVA

La conca de l’Aixaragall i la conca de Lo Pedroell es troben situades a cavall entre les comarques Lleidatanes de les Garrigues i l’Urgell. La conca de l’Aixaragall avarca els termes municipals d’Arbeca, Belianes, Maldà i els Omells de Na Gaià, mentre que la conca del barranc de lo Pedroell, al nord del barranc de l’Aixaragall, es troba situada en els termes d’Arbeca, Belianes i Mald{.

Geogr{ficament, l’{rea d’estudi, es troba en una {rea de transició entre la Depressió Central i la Serralada Prelitoral i a la conca hidrogr{fica de l’Ebre.

La conca de l’Aixaragall limita pel Nord amb la Serra de Montpl{, per la part central amb la Serra dels Plans juntament amb el Tossal del Puig (44 m). Pel sud-est hi ha Puig de les Collades, el Coll de Traginers i el Tossal dels Solans (653m), que és el punt més alt de la conca, i pel sud-oest el Coll de Batallots. Ja per l’oest limita pel Tossal de la Pleta i el Tossal de Balaguer. La conca de Lo Pedroell limita pel sud per la Serra de Montplà i pel sud-oest

pel Tossal de la Pleta, per l’est la Serra dels Plans i el Coll d’Arboç, i pel nord limita amb los Planots, vegeu annex 1.

El traçat del torrent del barranc de l’Aixaragall es veu modificat en el tram que toca amb el Canal d’Urgell, a on s’ha buscat el nivell fre{tic per tal de poder canalitzar-lo. El cas del torrent de lo Pedroell és diferent, és concentra en les dipòsits Pedroell. Aigües avall dels dipòsits, quan el torrent ja ha passat el Canal, el torrent s’ajunta amb el torrent de l’Aixaragall. A partir d’aquest pas, el torrent està canalitzat per tubs soterrats fins a la fortalesa dels Vilars, a on sorgeix de nou per després tornar-se a canalitzar.

Una part de la conca del barranc de l’Aixaragall est{ sota protecció per la Xarxa Natura 2000 en el nom de Secans de Belianes-Preixana i també és necessari tenir constància de que la fortalesa ibèrica dels Vilars d’Arbeca va ser declarada com a Bé Cultural d’Interés Nacional l’any 1998.

2.2.2 USOS I COBERTES

Les dos conques que s’estudien es troben situades a les unitats de paisatge de les Garrigues Baixes i Vall de Riu Corb, Secans de Belianes i d’Ondara i Plana d’Urgell, aquestes tres unitats de paisatge s’han extret del Cat{leg de Paisatge de les Terres de Lleida. La majoria de la superfície cau en la primera unitat, la segona unitat abasta les parts altes d’ambdues conques, mentre que la tercera escau en el tram de regadiu que hi ha passat el Canal d’Urgell.

En la conca de l’Aixaragall, hi trobem que tal com indica el Catàleg de Paisatge sobre la unitat de les Garrigues Baixes i Vall del Riu Corb, l’element majoritari en aquestes terres són els cultius de secà, siguin llenyosos (ametller i olivera) o bé herbacis (cereals), la superfície que ocupen és lleugerament superior a la meitat de la superfície total, un 54%. En el cas de la conca de l’Aixaragall, es troben en diferents parcel·les escampades per arreu. Les coníferes (pi blanc) ocupen una superfície molt important en les parts altes de la conca, quasi un 35% del total, mentre que els matolls i prats, que ocupen un 10%, queden repartits per tota la conca, ja en parcel·les més petites. Pel que fa la resta de cobertures no són significants al ocupar superfícies molt petites. Vegeu Taula 2.

TAULA 2.- USOS DE LA CONCA DE L'AIXARAGALL

Usos Superfície (ha) % Coníferes 731.99 34.20 Frondoses 8.98 0.40 Conreus regadiu 0.51 0.00 Conreus secà 541.14 26.40 Fruiters de secà 568.42 27.50 Infraestructures 6.26 0.30 Matolls i prats 140.81 9.90 Indústrial 0.47 0.00 Urbà 1.33 0.10 Sòls nuus i roquisars 1.86 0.10 Vinyes 29.41 1.20 Total 1883.31 100

En canvi, en la conca de Lo Pedroell, la unitat de paisatge que hi domina en quasi tota la superfície és la unitat de Secans de Belianes i d’Ondara, on també hi dominen els cultius de secà que mantenen unes parcel·les allargades. Es pot veure clarament que els cultius de secà ocupen un 40% de la superfície i que a diferència que en la conca de l’Aixaragall, les coníferes ja no són una cobertura important, es redueix a un 4%. Tot i això, el principal canvi s’experimenta en les conreus de regadiu, siguin llenyosos (fruiters) o bé herbacis (alfals), que augmenten fins a ocupar un 18% de la superfície, aquestos romanen en la part baixa de la conca pròxima al Canal d’Urgell. Vegeu Taula 3.- Usos de la conca de Lo Pedroell.

TAULA 3.- USOS DE LA CONCA DE LO PEDROELL

Usos Superfície (ha) % Coníferes 46.27 4.06 Fruiters de regadiu 40.53 3.56 Conreus regadiu 160.22 14.07 Conreus secà 291.01 25.55 Fruiters de secà 451.13 39.61 Infraestructures 3.01 0.26 Matolls i prats 93.04 8.17 Indústrial 11.31 0.99 Urbà 15.29 1.34 Sòls nuus i roquisars 7.35 0.65 Vinyes 19.78 1.74 Total 1138.95 100

En les zones pròximes a la fortalesa dels Vilars, la unitat de paisatge correspon a la Plana d’Urgell, la superfície present són les parcel·les de regadiu, ja siguin arbòries (fruiters) o herb{cies (cereals i hortalisses). El xoc que crea el canvi d’un ús de seca a un de regadiu a partir del Canal d’Urgell, crea un impacte important en el paisatge i els usos presents.

Es convenient esmentar que el paisatge de l’entorn de la fortalesa ara fa uns 2.500 anys, l’època en que la fortalesa estava ocupada, era molt diferent al que actualment hi trobem. Aquest ha rebut la màxima transformació antròpica en la construcció del Canal d’Urgell (1862) i els posteriors anivellaments que configuren actualment el paisatge. L’entorn en aquella època era dominant per coníferes i frondoses, demostrat a partir de l’an{lisi de les restes de pol·len. A més cal concretar que segons indiquen alguns estudis duts a terme a partir del carboni 13 de restes carbonitzades de vegetals (Alonso et al. 2004; Ferrio et al. 2006; Voltas et al. 2003; Ferrio et al. 2007) permeten deduir que hi havia una pluviometria superior a l’actual, vegeu Apartat 2.3 Dades paleoclimàtiques.

2.2.3 GEOLOGIA I EDAFOLOGIA

La fortalesa dels Vilars d’Arbeca es troba emmarcada a la part meridional de la unitat de relleu de la Depressió Central (la part nord-occidental de la Depressió de l’Ebre), mentre que la Conca de l’Aixaragall es troba a cavall de les unitats de relleu de la Depressió Central i de la Serralada Prelitoral, a major escala, entre la Plana d’Urgell i la Conca de Barber{. Aquest Barranc té l’origen al seu punt més alt al costat del municipi dels Omells de Na Gaià, situat a la Serra del Tallat que alhora fa de límit natural entre les dos unitats de relleu anteriorment mencionades.

La Plana, a la banda esquerra del Riu Segre, apareix solcada per barrancs curts s’instal·len les seves capçaleres en les plataformes sorrenques i calc{ries del relleu de les Garrigues i acaben desapareixen, enmig del paisatge, la hidrologia del qual està profundament modificada pel reg. Aquesta xarxa de drenatge que vessa al pla origina unes valls de fons pla anomenades popularment com a fondos (Alonso et al., 1996). Entre les subconques del Riu Corb al nord i el torrent de la Femosa al sud, tots dos nascuts a la Serra del Tallat, successivament s’obren pas en direcció est-oest pels barrancs de l’Aixaragall, Coma Sirera, les Borgetes, Comes de Maldà i el Trull.

En el sector on es troba el conjunt dels Vilars i l’Aixaragall hi afloren materials oligocènics (Terciari) que conformen el rebliment d’aquesta part de la conca del riu Corb. Hi trobem les lutites i margues vermelloses, que són les Unitats de Vallbona i els Omells, amb alguna intercalació gresosa i calcària. Als voltants d’Arbeca aquestos afloraments s’alternen amb paleocanals de gresos que corresponen a la Unitat de la Floresta d’edat Estampià-Chattià. Aquestos materials estan recoberts per diferents grups que són el resultat de la din{mica fluvial i de l’evolució dels vessants durant el Quaternari (Balasch 2006). Es poden diferenciar tres grups dels dipòsits relacionats amb el riu Corb i que han format part dels aparells al·luvials construïts per aquest riu (Calvet, 1980), dels quals ens interessa un, que és el localitzat a superfície més plana, que compon el con de dejecció actual del riu Corb. És un nivell de gruix variable, entre els 350 metres a Belianes i 290- 300 metres entre Bellpuig, Vilanova de Bellpuig i Arbeca. Format per graves calcàries, amb alguns nivells més sorrencs i una matriu de llims. Generalment està molt poc cimentat, encara que presenta rentats i acumulacions de carbonats en la part superior del dipòsit (Balasch, 2006).

Ens trobem en un possible con de dejecció del riu Corb, que actualment està retallat pels aportacions espor{dics del barranc de l’Aixaragall. Trobant-se la fortalesa al

marge dret del con petit del riu Corb, molt erosionat per efectes del barranc. Aquest con ocupa una {rea triangular entre les poblacions d’Arbeca i Miralcamp amb el Tossal de la Pleta (353 metres), amb una superfície d’uns 14 km2. Segons Balasch (2006), aquest con sembla molt gran per haver-lo creat el barranc de l’Aixaragall, amb una superfície m{xima d’uns 22 km2. Si s’analitza la Vall del Pedroell a partir de fotografies aèries, es pot insinuar un meandre que connecta amb la vall del Corb a Belianes, cosa que indicaria que el riu Corb si que desembocava allí. Sigui quin sigui l’origen del con, el que és cert és que, el torrent de l’Aixaragall, és el responsable d’excavar una lleugera fondalada de direcció WNW-ESE, situada just al nord de la fortalesa i per on corria el desguàs dels aiguats espor{dics de la conca de l’Aixaragall (Balasch 2006).

2.2.4 CARACTERITZACIÓ MORFOLÒGICA DE LA CONCA

Per a poder caracteritzar les conques, s’han calculat les dades de superfície, perímetre i la longitud del tram principal, mitjançant mètodes de GIS (Sistemes d’Informació Geogr{fica), vegeu Taula 4.- Característiques de les dos conques. Les variables a caracteritzar s’han dividit en tres grups: variables lineals, variables areals i variables de relleu que s’expliquen a continuació.

TAULA 4.- CARACTERÍSTIQUES DE LES DOS CONQUES

Conca Superfície (km2) Perímetre (km) Longitud del tram principal (km) Aixaragall 18.83 27.9 12.32 Lo Pedroell 11.39 20.47 88.32

2.2.4.1 VARIABLES LINEALS

2.2.4.1.1 Caracterització dels cursos segons Strahler

A l’Annex III es pot veure la caracterització dels cursos segons el criteri de Strahler.

2.2.4.1.2. Índex de bifurcacions

L’índex de bifurcació es calcula relacionant el nombre de segments d’un ordre amb el nombre de segments d’ordre anterior. A continuació es mostren els resultats d’aquests càlculs en les dos conques, vegeu Taula 5 i Taula 6:

TAULA 5.- ÍNDEX DE BIFURCACIONS DEL BARRANC DE L'AIXARAGALL

Nº Nº Segments Permanents Índex de Longitud total Longitud Longitud Relació Ordre per ordre Temporals Bifurcació segments (m) mitja (m) acumulada longitud Efímers (m) acumulada 1 7 E - 16857.53 2408.22 16857.53 0.79 2 2 E 0.29 9285.16 4642.58 21500.11 0.94 3 1 E 0.5 1467.05 1467.05 22967.16 1

TAULA 6.- ÍNDEX DE BIFURACIONS DEL BARRANC DE LO PEDROELL

Nº Nº Permanents Índex de Longitud total Longitud Longitud Relació Ordre Segments Temporals Bifurcació segments (m) mitja (m) acumulada longitud per ordre Efímers (m) acumulada 1 5 E - 9597.03 1919.40 9597.03 0.55 2 2 E 0.4 7902.80 3951.4 17499.83 0.89 3 1 E 0.5 2022.46 2022.46 19522.29 1

S’observa que l’índex de bifurcació es mou entre els valors de 0.28 i 0.5 en el cas de l’Aixaragall i entre 0.4 i 0.5 en lo Pedroell, uns valors molt constants, cosa que indica que les xarxes hidrogràfiques de les dos conques tenen un clima, una litologia i un estat de desenvolupament poc heterogeni. En quan a la longitud total dels segments en ambdues conques, es pot observar que el 95% està en els segments de 1er i 2on ordre. El fet de que tots els segments siguin efímers indica que el flux d’aigua és subsuperficial.

2.2.4.1.3 Longitud mitjana dels trams

La longitud mitjana entre trams s’obté dividint la longitud total dels trams pel nombre total de segments.

LT LMC = NT

On: · LMC : Longitud mitjana del curs (m/curs)

·LT : Longitud total dels cursos (m)

·NT : Nombre total de cursos

Longitud mitjana del curs de cada conca (m):

TAULA 7.- LONGITUD MITJANA DEL CURS DE CADA CONCA (m)

Aixaragall 2296.72

Lo Pedroell 2440.29

2.2.4.2 VARIABLES AREALS

2.2.4.2.1 Coeficient de Gravelius o índex de compacitat

El coeficient de Gravelius representa la relació que existeix entre el perímetre d’una conca i el perímetre d’una altra conca teòrica amb la mateixa superfície, però de morfologia circular. Pel c{lcul d’aquest coeficient s’utilitza la següent expressió:

푃 퐾푐 = 0.28 ∗ 퐴1/2

On: ·Kc : Coeficient de compacitat

·P : Perímetre de la conca (km)

2 ·A : Superfície de la conca (km )

Valor del coeficient de Gravelius de cada conca:

TAULA 8.- COEFICIENT DE GRAVELIUS DE CADA CONCA

Aixaragall 1.80 Lo Pedroell 1.70

Aquesta expressió sempre pren valors superiors a 1, ja que si fos igual a 1, que és el cas de la conca teòrica, la morfologia de la mateixa seria circular. En casos de conques reals Kc augmenta el valor, com és el cas de les dos conques, que prenen un valor igual o superior a 1.70, el límit de la forma oblonga. Indica així que les dos conques, l’Aixaragall en major mesura, tenen una morfologia allargada, clarament es pot veure en l’Annex II: Mapa de relleu.

2.2.4.2.2 Densitat de drenatge

Aquest paràmetre es defineix, per una conca donada, com la longitud mitjana del curs per unitat de superfície.

Pel c{lcul d’aquest par{metre s’utilitza l’expressió següent:

L D = i A

On: · D : Densitat de drenatge (km-1)

· Li : Suma de longitud dels cursos que integren la conca (km)

· A : Superfície de la conca (km2)

La densitat de drenatge de cada conca:

TAULA 9.- DENSITAT DE DRENATGE DE CADA CONCA (KM-1)

Aixaragall 654.32 Lo Pedroell 775.53

En un principi, sense tindre en compte altres paràmetres del medi físic de la conca, quan major sigui la densitat de drenatge, més ràpida serà la resposta de la conca front a una tempesta, o sigui, que s’evacua l’aigua en un temps menor. En efecte, al ser la densitat de drenatge alta, una gota haurà de recórrer una longitud menor, realitzant la major part del recorregut al llarg dels cursos, a on la velocitat d’escorriment és major.

2.2.4.2.3 Freqüència de cursos

És un paràmetre que indica el nombre de cursos que hi ha per unitat de superfície. Pel c{lcul d’aquest par{metre s’utilitza la següent expressió:

푵푻 푭 = 푨

On: · F : Freqüència de cursos (nº cursos/km)

· NT : Nombre total de cursos

2 La freqüència de· A cursos : Superfície de cada de conca:la conca (km )

TAULA 10.- FREQÜÈNCIA DE CURSOS DE CADA CONCA (Nº CURSOS/KM)

Aixaragall 0.53 Lo Pedroell 0.70

Igual que en la densitat de drenatge, s’observa que la conca de lo Pedroell té un major nombre de cursos per unitat de superfície.

2.2.4.3 VARIABLES DE RELLEU

2.2.4.3.1 Desnivell màxim

Es refereix a la màxima diferència de cota que existeix entre dos punts de la conca.

푫풎 = 푪푴 − 푪풎

On: · Dm : Desnivell màxim de la conca (m)

· CM : Cota màxima de la conca (m)

· Cm : Cota mínima de la conca (m)

El desnivell màxima de cada conca:

TAULA 11.- DESNIVELL MÀXIM DE CADA CONCA (m)

Aixaragall 306 Lo Pedroell 226

2.2.4.3.2 Temps de concentració

Aquest concepte es defineix com el temps que tarda l’última gota d’aigua de pluja caiguda en e l’extrem hidr{ulicament més allunyat de la conca, en arribar a la secció de sortida. Pel càlcul utilitzem la fórmula de J.R. Témez (1978), que es mostra a continuació:

푳 ퟎ.ퟕퟔ 푻풄 = ퟎ. ퟑ ∗ 풋ퟎ.ퟐퟓ

On: · Tc : Temps de concentració de la conca (h)

· L : Longitud del curs principal de la conca (km)

· j : Pendent mitjana del curs principal en tant per un

El temps de concentració de cada conca:

TAULA 12.- TEMPS DE CONCETRACIÓ DE CADA CONCA (h)

Aixaragall 4 hores i 5 minuts Lo Pedroell 2 hores i 58 minuts

2.2.4.3.3 Corba hipsomètrica

És freqüent definir el relleu de la conca mitjançant la corba hipsomètrica que representa gràficament les cotes de terreny en funció de les superfícies corresponents.

Una pendent forta en l’origen cap a cotes inferiors indica planes; si la pendent és molt forta hi ha perill d’inundació. Una pendent suau cap aquesta indicaria una vall encaixada. Vegeu figures Figura 3 i Figura 4.

Torrent de l'Aixaragall 700 600 500 400 300

Altitud (m) Altitud 200 100 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Superfície de la conca per damunt (km2)

FIGURA 3.- CORBA HIPSOMÈTRICA DEL BARRANC DE L'AIXARAGALL

Torrent de Lo Pedroell 700 600 500 400 300

Altitud (m) Altitud 200 100 0 0 2 4 6 8 10 Superfície de la conca per damunt (km2)

FIGURA 4.- CORBA HIPSOMÈTRICA DEL BARRANC DE LO PEDROELL

En ambdues conques objecte d’aquest estudi, es pot veure clarament que la pendent és suau en tot el recorregut, en l’Aixaragall una part del principi té una pendent lleugerament més forta.

2.2.4.3.4 Perfil longitudinal del curs principal

En el perfil longitudinal del barranc hi podem observar i descriure la forma en que aquest va perdent altitud al llarg del seu recorregut, quedant a més reflectida la pendent de cada tram. Vegeu figures Figura 5 i Figura 6.

Perfil longitudinal torrent de l'Aixaragall 600 550 500 450

Altitud (m) Altitud 400 350 300 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Distància des de l'origen (m)

FIGURA 5.- PERFIL LONGTUDINAL DEL BARRANC DE L'AIXARAGALL

Perfil longitudinal del torrent de lo Pedroell 500

450

400 Altitud (m) Altitud 350

300 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Distància de de l'origen (m)

FIGURA 6.- PERFIL LONGITUDINAL DEL BARRANC DE LO PEDROELL

A la vista del perfil podem observar que hi ha trams de molt poca pendent o nuls, segurament donats per la transformació que ha patit el territori al llarg del temps cap a usos agrícoles que en requereixen un aterrassament per a un ús agrícola de la superfície.

2.2.4.3.5 Pendent mitjana del curs principal

Aquesta dada s’obté amb el quocient entre la diferencia de cota existent entre el punt més alt i el punt més baix del curs principal i la longitud total del mateix.

(푪푴 − 푪풎) 푺풄 = 푳

On: · Sc : Pendent mitjana del curs principal en tant per un

· CM : Cota màxima del curs principal (m)

· Cm: Cota mínima del curs principal (m) · L : Longitud del tram principal (m)

El pendent mitjà de cada conca:

TAULA 13.- PENDENT MITJÀ DEL CURS PRINCIPAL PER CADA BARRANC

Aixaragall 0.024 Lo Pedroell 0.025

2.3 DADES PALEOCLIMÀTIQUES

2.3.1 INTRODUCCIÓ

Una base de l’estudi és conèixer el funcionament actual de la conca, els resultats de la qual ens serviran per estimar el funcionament de la mateixa en l’època en que el poblat estava habitat. Per tal de poder fer aquesta estimació s’usen uns estudis basats en una metodologia sobre l’estudi de l’isòtop de carboni 13 (C13) present en les restes arqueobotàniques presents a la fortalesa, bàsicament aquestes són restes de carbó vegetal i llavors de gramínies cultivades. Aquestes restes són procedents sobretot en forns. En el cas dels Vilars s’han analitzat vuit mostres (Ferrio et al., 2006).

Hi ha dos isòtops estables presents a l’aire, el carboni 12 i el carboni 13 (Ferrio et al., 2007). El carboni inorg{nic, que est{ present en l’atmosfera principalment en molècules de diòxid de carboni (CO2), es fixa com a carboni orgànic en el Cicle de Calvin, situat als cloroplasts de les cèl·lules vegetals, gr{cies a la intervenció de l’enzima rubisco. Aquesta enzima té més afinitat a capturar l’isòtop carboni 12, el majoritari de tots els isòtops de carboni presents a l’aire, alhora que és menys pesat. Quan la planta es sotmet a un estrés hídric, l’enzima rubisco perd afinitat i falla el cribatge, de manera que captura més isòtop carboni 13. Si es sap la concentració de carboni 13 en les molècules, es pot fer una estimació de els condicions clim{tiques de l’època en que es van fixar les molècules.

El principal problema que engloba aquest mètode, és que per diferents canvis, provocats per l’home a causa de l’alliberació de carboni a l’atmosfera per la crema de combustibles fòssils, la concentració de carboni a l’atmosfera ha variat notablement en els

últims milers d’anys, l’holocè, com també la concentració relativa de C13, que ha anat disminuint fortament durant els 200 últims anys . Així que per a fer l’estudi de manera fiable s’han de corregir els continguts de l’isòtop a partir de la fórmula de Farquhar

(Fraquhar et al. 1982). Es necessita la discriminació de l’isòtop en el teixit vegetal (∆13Cw) que s’extreu a partir de la concentració de carboni 13 a l’aire (δ13Cair) i la concentració en la fusta (δ13Cw). Aquesta fórmula de calibratge s’ha extret gr{cies a l’an{lisi de les bombolles captives en el gel àrtic.

13 13 13 δ Cair − δ Cw ∆ C푤 = 13 1 + δ C푤 1000

2.3.2 ESTUDI SOBRE LES RESTES DE CEREALS

Com s’ha comentat anteriorment, les restes vegetals s’extreuen de els restes de forns i de llavors de gramínies. Pel que fa els cereals, al tindre un creixement concentrat en uns mesos de l’any, les dades que d’ells es poden extreure tant sols indiquen les condicions estacionals. En estudis fets sobre llavors de cereals s’ha conclòs que el fenomen de les precipitacions era més extrem que l’actual, o bé més estacional (Aguilera M. et al., 2009; Voltas et al. 2008), vegeu Taula 14. Per tal d’estimar la precipitació anual de manera correcte, s’empren restes carbonitzades de fusta procedent de pi blanc, Pinus halepensis, o d’alzina, Quercus illex, ja que tenen en la seva fusta els anells de creixement anuals, amb un registre del carboni segrestat al llarg del període anual, concentrat majoritàriament a la tardor. Preferiblement s’usa fusta de pi blanc, ja que té una captació de carboni 13 estable durant tota l’etapa anual.

TAULA 14.- RESULTATS EN L'ESTUDI DE LES RESTES DE CEREALS

Estació Precipitació actual (mm) Precipitació estimada (mm) Tardor 159 269

2.3.3 ESTUDIS SOBRE LES RESTES DE FUSTA CARBONITZADA

En els anàlisis fet sobre els 8 mostres dels Vilars procedents de restes carbonitzades de fusta de pi blanc, s’ha pogut estimar una precipitació aproximada de 483 ± 15 mm anuals, en contra dels 403 mm actuals, vegeu Taula 15, mostrant així un increment de precipitació d’un 15-20% (Ferrio J.P. et al., 2006). Aquest resultat es pot contrastar amb un caràcter negatiu amb els resultats originats en diferents estudis centrats amb els sediments (Sancho S. et al., 2002; Riera S. Et al., 2003), que indiquen una disminució de la precipitació en localitzacions pròximes a Els Vilars.

TAULA 15.- RESULTATS EN L'ESTUDI DE LES RESTES DE FUSTA DE PI BLANC

Any N δ13Cair δ13Cchar δ13Cchar Estim. Estim. Estim. Pan Estima (a.n.e.) (‰) (‰) δ13Cw (‰) ∆13cw (mm) P/Ean (‰) Els 488 8 -6.45 -23.23 ± 57.52 ± -22.69 ± 0.12 16.62 ± 483 ± 15 0.62 ± 0.02 Vilars 0.23 2.89 0.13

2.3.4 CRÍTIQUES A LES ESTIMACIONS

Un punt a criticar en aquesta metodologia és el fet de que es menyspreen els possibles valors de temperatura que hi podien haver, considerant que la temperatura en l’època era igual a l’actual, ja que les estimacions de precipitació mitjançant aquest metodologia no es veuen fortament influenciades per la temperatura, reflectida a la Taula 15 com a evapotranspiració en la relació entre precipitació i evapotranspiració (P/Ean). Es considera que l’estrès hídric, que fa que les plantes assimilin més carboni 13, est{ únicament relacionat amb la precipitació, ignorant els més que possibles canvis en l’evapotranspiració. Així el que es fa, és assumir un error en les estimacions.

Com bé es coneix, el clima és una variable dinàmica, és a dir, varia al llarg del temps, per tant la distribució de la precipitació també a variat. Aproximadament al primer mil·lenni abans de crist, les èpoques de pluges eren l’estiu i la primavera, mentre que la tardor i el hivern eren més fluctuants, així que la distribució ha anat variant al llarg del temps i no és la mateix que tenim actualment.

3. MATERIALS I MÈTODES

3. MATERIAL I MÈTODES

3.1 DADES METEOROLÒGIQUES

Les dades meteorològiques necessàries són la precipitació (mm) i l’evapotranspiració potencial (mm), ETP. Aquestes s’han obtingut de diferents estacions de la Xarxa Agrometeorològica de Catalunya (XAC) pertanyent al Servei de Meteorologia de Catalunya (METEOCAT). S’han escollit quatre estacions meteorològiques pròximes a les dues conques, vegeu Taula 16. En totes aquestes s’ha obtingut el valor de temperatura i de precipitació des del 1 d’octubre del 2010 fins al 6 de juny del 2011.

TAULA 16.- CARACTERÍSTIQUES DE LES ESTACIONS

Coordenades Estació Comarca X Y Sèrie d’anys Castelldans Garrigues 312634 4600137 15 Golmés Pla d'Urgell 327223 4611694 12 Sant Martí de Riucorb Urgell 340704 4604266 10 Blancafort Conca de Barberà 346382 4589704 12

La selecció de les estacions meteorològiques s’ha fet a partir de dos criteris:

 La temporalitat de les dades.  La representativitat sobre la conca.

Pel que fa a la temporalitat de les dades, el principal problema es troba en que un dels requisits del programa TOPMODEL és que necessita les dades en format de període horari, aquest ha estat el principal criteri per desestimar altres estacions més pròximes pertanyents a altres xarxes d’estacions meteorològiques, com l’estació d’Arbeca de la xarxa de l’Agencia Estatal de Meteorologia (AEMET), que té tipus de presa de dada de període diari. Un punt negatiu que també tenen la resta de xarxes pertanyents al METEOCAT i a l’AEMET, és que l’adquisició de les seves dades comporta molts entrebancs.

Per a poder valorar la representativitat de la l’estació sobre la conca per a fer l’estudi s’ha dut a terme el mètode dels polígons de Thiessen, són uns polígons amb centre a la conca, útils per a calcular quina estació és més representativa d’una superfície en concret, en aquest cas la conca. Com s’observa a la Figura 7.- Polígons de thiessen, l’estació que es pot considerar com a estació representativa és la de Sant Martí de Riucorb, que ocupa la majoria de les dos conques, mentre que l’estació de Golmés afecta solament a la part baixa de les conques, la resta d’estacions no hi afecten.

FIGURA 7.- POLÍGONS DE THIESSEN

3.2 MESURA DE CABALS I CONDUCTIVITAT ELÈCTRICA DE

L’ESCOLAMENT

La mesura de cabals s’ha fet de forma manual i a camp, amb una freqüència aproximada d’un mes amb l’excepció de mesures excepcionals en episodis de pluja. Les mesures van començar en el mes de desembre i han acabat el mes de maig. A la Taula 17 hi ha la relació de dates en que s’ha fet la mesura de cabals i la mesura de conductivitat. A la Taula 32.- Dies de mesura i dades mesurades de l’Apartat 4.3.3.1 Cabal mensual i cabal mitj{ anual mesurat al torrent de l’Aixaragall hi ha les dades de cabal (l/s) i de conductivitat (dS/m) mesurats.

TAULA 17.- RELACIÓ DELS DIES DE MESURA DE CABAL

Dia de mesura Mesures practicades 09/12/2010 Cabal 04/01/2011 Cabal i conductivitat 05/02/2011 Cabal i conductivitat 09/03/2011 Cabal i conductivitat 25/03/2011 Cabal 21/04/2011 Cabal 28/05/2011 Cabal 28/11/2011 Cabal

El punt escollit per a la mesura de cabals és en la surgència de la conducció del torrent de l’Aixaragall, punt A de la Figura 8. Aquesta conducció comença en la zona a on travessa el Canal d’Urgell, a on anteriorment s’ha buscat el nivell fre{tic, punt B, i tot seguit s’ha conduït mitjançant tubs de formigó, punt C. Al nord de la fortalesa, just davant de la rampa de la Porta Nord, hi ha la surgència de la conducció de les aigües del torrent, que segueix lliure uns metres per després tornar-se a canalitzar mitjançant tubs de formigó. Per les característiques del lloc (aigua concentrada en un salt) s’ha pres com a punt de mesura de cabals el punt C. Vegeu figures Figura 43, Figura 44, Figura 45, Figura 46 i Figura 47 de l’Annex IX.

FIGURA 8.- DETALL DE LA SITUACIÓ DELS PUNTS DE MOSTREIG

La conducció circula en zona de regadiu i a partir de les dades de conductivitat preses en la surgència del nivell fre{tic i en el punt de mesura de cabals, s’ha conclòs que el regadiu no intervé significativament en la quantitat d’aigua al no infiltrar-se dins la conducció.

Per a trobar una influència significativa de les aportacions de l’aigua de regadiu procedent del Canal d’Urgell, la conductivitat hauria de baixar notablement degut a l’adició d’aigua nova procedent o bé del canal, o bé de les zones de regadiu. A la Taula 18 es pot observar que els valors de conductivitat baixen lleugerament, per tant es considera que l’influencia no és significativa.

TAULA 18.- CONDUCTIVITAT MESURADA EL DIA 19 DE MARÇ DE 2011

Punt de mesura Valors de conductivitat en dS/m A 7.18 B 6.50 C 6.53

La metodologia per a mesurar els cabals en el punt A de la Figura 8, requereix de 2 persones, una que empleni el volum i l’altre que mesuri el temps, de tal manera que es requereix de dos provetes per a poder aforar correctament (una d’1 litre i l‘altre de 2

litres), un cronòmetre, un cubell o recipient i paper i bolígraf. La seqüència és la explicada en els següents punts:

 S’emplena el volum en un temps determinat pel cabal circulant. Com més petit sigui el cabal, el recipient tardarà més en omplir-se del tot i a l’inrevés en cabals grans. Així que en majors cabals, el temps destinat a emplenar el cubell és menor, vegeu Figura 48 de l’Annex IX.

 El cubell ple segons el temps determinat anteriorment, es buida pausadament fins a emplenar la proveta de 2 litres, que s’enrasa a partir d’una altra proveta de 1 litre emplenada amb l’aigua del cubell, vegeu Figura 49 de l’Annex IX.

 Repetir aquesta operació fins a buidar el cubell i calcular el cabal a partir del volum d’aigua mesurat i el temps que s’ha determinat anteriorment.

 Repetir 5 cops la mesura per a atenuar el possible error comés i considerar la mitjana de les mesures com a valor correcte.

Per a mesurar la conductivitat s’ha usat un conductímetre propietat del Departament de Media Ambient i Ciència del Sòl (DMACS) de l’escola. S’ha mesurat directament en les punts a, b i c de la Figura 8, vegeu Figura 50 de l’Annex IX.

Per a omplir el cabal entre els diferents dies en que s’ha fet una mesura, vegeu Taula 17, s’ha emprat la fórmula del coeficient d’esgotament:

−∞푡 푄 = 푄0 ∗ 푒

3.3 BASE DE DADES HIDROLÒGIQUES DEL “CENTRO DE

ESTUDIOS Y EXPERIMENTACIÓN” (CEDEX)

3.3.1 INTRODUCCIÓ

Per a poder comparar les dades mesurades a camp i tretes d’observatoris meteorològics, s’ha obtingut del Servicio Integrado de Aguas (SIA) pertanyent al Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, les bases cartogràfiques en format ràster del període que va del 1950 fins al 2010, però ignorant aquest últim any degut a que no té l’any complert, falten els mesos de novembre i desembre. Les dades obtingudes corresponen als valors mensuals, del període anteriorment esmentat, de tota la Península Ibérica. Les variables seleccionades són la precipitació, l’evapotranspiració potencial i l’escorrentia, totes elles en mil·límetres (mm). A la Figura 10 es mostra l’exemple de la composició de cel·les (ràster) de les variables de precipitació, cabal i evapotranspiració per les conques de l’Aixaragall i lo Pedroell juntes de l’any 1994.

3.3.2 VALORACIÓ DE LES DADES

Les dades tenen una resolució d’un kilòmetre quadrat (1 Km2). Una resolució bastant alta i les dades són útils per a calcular valors mitjans de conques petites com ambdues conques que s’estudien en aquest projecte.

Els valors que s’usen són valors mitjans en superfície i així s’aconsegueix minimitzar les influències de la topografia i microclimes a les dades, a diferència dels observatoris, on es mesuren les dades en un sol punt i aquestes influències són notables.

Les bases disponibles, la web d’origen és el Servicio Integral de Aguas del Ministerios de Medio Ambiente, Rural y Marino, procedeixen a partir d’un model del Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX) que juntament amb el Servicio Integrado de Aguas (SIA) han dut a terme en el marc de Hispagua i el Libro blanco del agua entre els anys 2010 i 2011. Per tant ens trobem amb unes dades relativament noves però que no han estat mesurades sinó modelitzades. Aquest és el principal punt negatiu.

3.3.3 MODELITZACIÓ

El CEDEX ha modelitzat les dades a partir de la metodologia de la simulació precipitació aportació (SIMPA). El model calcula les precipitacions i les evapotranspiracions, que són els dos variables climàtiques bàsiques per a calcular el règim d’escorrentia d’un territori, intervenint en el càlcul el terreny.

El model planteja una sèrie d’equacions conceptuals pel c{lcul dels fluxos i l’emmagatzematge d’aigua en les celes. El c{lcul excedent d’aigua de cada cela és, bàsicament, funció de la precipitació(Pi), del dèficit d’humitat del sòl (Hmax-Hi-1) i de l’evapotranspiració potencial (EPi), y la seva expressió està reflectida a continuació (Témez 1977):

푃푖 ≤ 푃0 → 푇푖 = 0

2 푃푖 − 푃0 푃푖 > 푃0 → 푇푖 = 푃푖 + 훿 − 2 · 푃0

On:

훿 = 퐻푚푎푥 − 퐻푖−1 + 퐸푃푖

푃0 = 퐶 · 퐻푚푎푥 − 퐻푖−1

L’emmagatzematge d’aigua al sòl (Hi) i la evapotranspiració real (Ei) en cada cela en el mes i s’obtenen mitjançant les següents expressions:

퐻푖 = 푚푎푥 0, 퐻푖−1 + 푃푖 − 푇푖 − 퐸푃푖

퐸푖 = min⁡ 퐻푖+1 + 푃푖 − 푇푖, 퐸푃푖

La infiltració al aqüífer per pluja directe (Ii) en cada cela és funció del excedent d’aigua (T) i del par{metre d’infiltració m{xima (Imax) i adopta la següent expressió (Témez, 1977):

푇푖 퐼푖 = 퐼푚푎푥 · 푇푖 + 퐼푚푎푥

El model assumeix que la recarrega del aqüífer en cada cela coincideix amb la infiltració. Una vegada calculada la recarrega en cada una de les celes pertanyents als diferents aqüífers, el model realitza la seva integració en els recintes que els defineixen i aplica el conegut model unicel·lular de forma agregada. L’evolució del volum emmagatzemat en l’aqüífer i la seva descarrega a la xarxa de drenatge superficial o al mar es realitza mitjançant les següents equacions, on α és el coeficient d’esgotament de l’aqüífer:

1 − 푒−훼·∆푡 푉 = 푉 − 푉 · 푒−훼·∆푡 · 푅 · 푖 푖−1 푖−1 푖 훼

퐴푠푢푏 푖 = 푉푖−1 − 푉푖 + 푅푖

Els mapes de precipitació s’obtenen a partir de la interpolació de les dades registrades en els pluviòmetres de els estacions meteorològiques mitjançant el mètode de l’invers de la dist{ncia al quadrat. Per a calcular l’evapotranspiració potencial s’ha emprat una combinació del mètode Thornthwaite i Penman-Monteith, i se l’hi ha introduït un coeficient reductor per l’efecte vegetació.

3.3.4 USOS

A partir de els bases obtingudes es poden treure diferents resultats d’una serie d’anys llarga si es compara amb la sèrie extreta de la Xarxa Agrometeorològic de Catalunya, vegeu apartat 3.1. En el cas d’aquest projecte, s’ha extret els valors mitjans anuals i el valors mitjans mensuals de cada any a partir d’aplicacions de SIG, vegeu apartat 3.4. Les figures Figura 9, Figura 10 i Figura 11 són uns exemples de l’any 1994.

FIGURA 9.- RÀSTER D'ESCOLAMENT (mm) DE L'ANY 1994

FIGURA 10.- RÀSTER D’EVAPOTRANSPIRACIÓ POTENCIAL (mm) DE L’ANY 1994

FIGURA 11.- RÀSTER DE PRECIPITACIÓ (mm) DE L'ANY 1994

3.4 TRACTAMENT CARTOGRÀFIC DE LES DADES MITJANÇANT

PROGRAMARI SIG

3.4.1 INTRODUCCIÓ

Els Sistemes d’Informació Geogr{fica, SIG, són molt útils per a fer diferents estudis del territori, facilitant-ne les tasques i millorant-ne la precisió, sempre amb la supervisió de l’hum{. Al llarg de l’estudi de les conques de l’Aixaragall i lo Pedroell, aquestes eines han estat emprades per a diferents objectius, els més importants dels quals són:

 Model Digital del Terreny (MDT)  Mapa de sòls i mapa de cobertures o usos del sòl  Creació dels polígons de Thiessen  Delimitació de les conques i els torrents  Tractament dels ràsters del CEDEX.

El programari utilitzat ha estat l’ESRI ARCMAP i el MIRAMON. Les bases d’informació s’han obtingut de la p{gina web de l’Institut de Cartografia de Catalunya (ICC) i del Departament de Medi Ambient de la Generalitat de Catalunya.

Totes les capes que s’usen estan georeferenciades a partir de coordenades UTM basades en l’Eurodatum de 1950 en el fus 31N, que és on es troba l’{rea objectiu de l’estudi.

3.4.2 MODEL DIGITAL DEL TERRENY MDT

El Model Digital del Terreny, MDT, és la capa més important per a l’an{lisi del territori. Aquesta incorpora les altituds de l’{rea seleccionada en un format ràster, aquest obté una importància rellevant per a poder fer diferents diagnosis del territori.

Per a poder-lo fer es necessiten les bases topogràfiques de la zona, que s’obtenen gratuïtament, en el cas de Catalunya, de la p{gina web de l’Institut Cartogr{fic de

Catalunya (ICC). Aquestes bases s’obtindran en format dxf, propi del programari CAD i compatible amb ESRI ARCMAP, que és el programa amb el qual es treballarà. Per a poder fer-ho es necessari tindre l’aplicació “3D analysis tools” del mateix.

Un cop es té la base topogr{fica i l’aplicació 3D analysis tools, es crea una capa en format TIN, que és la triangulació dels diferents punts. Al ser una capa molt pesada i lenta de treballar es converteix en un raster que és més lleuger i còmode.

Ja obtingut el MDT, es pot dur a terme un retall del mateix un cop coneguts els límits de les conques, fet que ens agilitza la tasca per a l’obtenció de la informació requerida per a fer la diagnosi pertinent de l’{rea objectiu.

3.4.3MAPA DE SUBSTRATS LITOLÒGICS I MAPA DE COBERTURES O USOS DEL SÒL

Les bases topogràfiques disponibles estan en format pel programa MIRAMON. Per tal de poder treballar en ESRI ARCMAP les capes s’han convertit a formats compatibles amb aquest últim programa.

Posteriorment s’ha fet una reclassificació per tal d’eliminar polígons petits i alguns tipus, d’ambdós mapes, s’han eliminat pel fet de ser menyspreables. Seguidament s’han retallat amb el límit de les conques per tal de poder calcular la superfície que ocupava cada tipus de cobertura, això en el cas del mapa de cobertures.

Vegeu Annex IV i Annex V.

3.4.4 CREACIÓ DELS POLÍGONS DE THIESSEN

Els polígons de Thiessen serveixen per a determinar {rees d’influència, en el nostre cas ens interessa saber quina és la estació meteorològica més important, vegeu apartat 3.1. Aquests polígons es fonamenten en la distància euclidiana. Es creen al unir els punts, d’aquestes unions fer-ne la bisectriu, de tal manera que el resultat són uns polígons el perímetre dels quals és equidistant als punts centrals a estudiar.

Per tant de calcular els polígons de Thiessen, s’ha fet una capa de punts amb les coordenades de les estacions meteorològiques, extretes del Servei Meteorològic de la

Generalitat de Catalunya (METEOCAT), de tal manera que cada punt marca una estació. Feta aquesta capa de punts, amb el programa ESRI ARCMAP es posa l’eina Create Thiessen Poligons i automàticament es creen els polígons. Vegeu Figura 7.

3.4.5 DELIMITACIÓ DE LES CONQUES I ELS TORRENTS

La delimitació de conques i el traçat de torrents es poden determinar manualment, però les eines informàtiques que actualment hi ha, especialment els SIG, ens faciliten la delimitació, a més ens ofereixen una major precisió, ja sigui en la mateixa delimitació com en la mesura de les superfícies i els perímetres.

Per tal de dur a terme la delimitació de les conques s’ha usat el programari d’ESRI ARCMAP i l’aplicació ARC HYDRO TOOLS 9 i la capa de MDT. Al llarg del procés de delimitació de conques es crea el traçat dels torrents que posteriorment es retalla per a tindre el traçat dins les conques objectiu d’estudi.

Al llarg de la delimitació de les conques s’han obtingut unes conques inferiors a les conques que es volen estudiar, és a dir, que les delimitacions estan segregades, per tal de resoldre aquest problema es crea una nova capa que contingui la totalitat de les nostres conques a partir dels límits eixits de l’aplicació.

Per a comprovar la correcte delimitació de les conques s’ha usat una eina del programari ESRI ARCMAP anomenada ARCESCENE que situa totes les capes en tres dimensions i es pot observar la correcte delimitació de les conques.

3.4.6 TRACTAMENT DELS RÀSTERS DEL CEDEX

Els ràsters procedents del SIA, Sistema Itengrado del Agua, representen a tot l’Estat Espanyol i, per assolir un major rendiment en l’estudi, és necessari retallar les diferents capes amb la màscara de les dos conques.

Les dades, tal com es comenta a l’apartat 3.3, són els valors mensuals per cada any de la precipitació, evapotranspiració potencial i de l’escolament. Per a obtenir els valors anuals s’ha procedit a sumar els diferents ràsters mensuals.

El valor que s’ha considerat com a correcte, és la mitjana de la superfície, i el seu valor és en mil·límetres (mm).

3.5 MODEL HIDROLÒGIC SEMIDISTRIBUÏT TOPMODEL

3.5.1 FUNCIONAMENT DEL MODEL

TOPMODEL és un conjunt d’eines de modelització que foren desenvolupades per a simular petites conques del Regne Unit (Singh, 1995). Reprodueix el comportament hidrològic, principalment de la dinàmica superficial i subsuperficial, de manera semidistribuïda.

En el desenvolupament de TOPMODEL es van buscar tres objectius: El primer que fos una eina pràctica; El segon que fos un codi de simulació continua i de predicció; El tercer era proporcionar un marc teòric en el qual estudiar els fenòmens hidrològics, els efectes d’escala i els procediments del codi. Es va intentar que el nombre de par{metres fos el menor possible i que fossin físicament interpretables. A més, es va buscar combinar la eficiència paramètrica de l’enfocament agregat amb la teoria física i les possibilitats de l’enfocament distribuït.

La teoria hidrològica d’aquest codi és relativament simple; s’intenta que la representació de les respostes hidrològiques sigui lo més funcional possible. Les estructures del codi són modificables, per a que el modelitzador o usuari pugui ajustar les prediccions d’acord a la seva percepció lo millor possible. Beven (1994) es refereix a aquesta qüestió i parla del model “perceptiu”, que és propi del modelitzador.

Kirkby (1975) va desenvolupar un dels principals conceptes d’aquest codi, l’índex topogràfic, que quantifica en cada punt la propensió a estar en condició de saturació. L’índex topogr{fic IT en un punt P es calcula com:

푎 퐼푇 = tan 훽

A on a és l’{rea del terreny que drena cap al punt P (en m2) i tan β és la pendent del terreny en el punt P. L’índex topogr{fic té valors alts en els punts baixos del terreny i/o de baixa pendent. Beven i Kirkby (1979) i Beven et al. (1984), van ser els primers en utilitzar un codi hidrològic. Aquestos autors calculaven l’índex mitjançant procediments manuals però actualment es calcula amb l’MDT (Model Digital del Terreny).

Beven et al. (1984) van proposar la utilització de l’índex topogr{fic del sòl ITS:

푎 퐼푇푆 = 푇표 tan 훽

A on To és la transmissivitat lateral quan el sòl està saturat. El codi suposa que tots els punts que tenen igual índex ITS tenen igual comportament hidrològic. Tant l’índex topogràfic IT com l’índex topogr{fic del sòl ITS són índexs de similitud hidrològica. La resposta d’una conca en TOPMODEL depèn de les dades d’entrada i de la distribució dels índexs.

La Figura 12 mostra la discretització del terreny per TOPMODEL. La conca es divideix en elements de superfície ai, en els que es calcula l’índex topogr{fic.

FIGURA 12.- DISCRETITZACIÓ DEL TERRENY SEGONS TOPMODEL (SINGH, 1995)

En una primera aplicació a Anglaterra, Beven i Kirkby (1979), van fer servir tres zones o elements en la vertical: El primer eren l’emmagatzematge en depressions i en el sistema arbori; el segon era l’emmagatzematge en la zona d’infiltració; i el tercer era l’emmagatzematge en la zona saturada. En aquest esquema, és necessari que s’ompli l’emmagatzematge superior per a que pugui haver-hi recarrega de trànsit. A més, durant l’emmagatzematge superior no es buida, la evapotranspiració es produeix a la seva taxa màxima (ETP).

Per calcular l’escorrentia superficial s’adopta una capacitat d’infiltració promig en la conca calculada en funció de la capacitat m{xima i de l’emmagatzematge en el sòl ed{fic.

Beven et al. (1984) van aplicar TOPMODEL a una conca a Crimple Beck (Regne Unit). Es van adonar de que el model sobreestimava la resposta de la zona saturada, probablement degut a un excés de recarrega en trànsit i a una subestimació de la evapotranspiració. Això es va atribuir en part a no modelitzar el flux vertical no saturat. Per a posar-hi remei, es va afegir la modelització d’un flux no saturat i es va introduir la capacitat de camp com llindar d’humitat a partir del qual hi ha rec{rrega en tr{nsit. La Figura 13 mostra els elements d’emmagatzematge d’aigua considerats a TOPMODEL.

FIGURA 13.- ELEMENTS D'EMMAGATZEMATGE D'AIGUA CONSIDERATS A TOPMODEL (SINGH, 1995)

3.5.2 APLICACIÓ DEL MODEL

Per fer els diferents càlculs, s’ha procedit a centrar la conca en una sola i no mostrar les dues conques, ja que els cabals que es tenen només provenen d’un sol punt de mesura. El fet és que el cabal d’ambdues conques, l’Aixaragall i lo Pedroell, es suposa que

sorgeix en el mateix punt. Degut a això s’ha fet el c{lcul per a la suma de les dos conques i per tal de que el programa TOPMODEL no tingués problemes en llegir el MDT, s’ha afegit un tros de conca, d’1 km2, per tal d’aconseguir que els dos torrents convergeixin i el càlcul sigui unitari. Fent quest fet assumim un error petit, ja que la conca total que es calcula és de 31 km2, per tant, la superfície que s’afegeix representa un 3% del total.

Per tal de poder calcular l’Índex Topogr{fic mitjançant l’aplicació dtm9703, s’ha hagut de transformar el model digital del terreny, a codi ASCII mitjançant ESRI Arcmap en format text (txt). Aquest codi forma una matriu, per arribar a ella s’han de fer diferents modificacions en la sortida per tal de que l’entrada en el programari modelitzador sigui acceptada. Aquestos canvis són:

 L’encapçalament s’ha de modificar tal com es mostra a la Figura 14 i a la Figura 15.  Canviar el símbol de milers ”,” per “.”.  El valor NO DATA -9999 s’ha de canviar a 9999.  Respectar els espais i tabulacions.

Per a poder complir l’últim punt, respectar els espais i les tabulacions, s’executa el fitxer en format text amb un programa Fortran.

FIGURA 14.- ENCAPÇALAMENT ORIGINAL

FIGURA 15.- ENCAPÇALAMENT MODIFICAT

Es procedeix a calcular l’índex topogr{fic a la conca de 32 km2. El problema és que el programa que calcula aquest índex, dtm9703, admet un màxim de 500 files i columnes, i és aconsellable una resolució superior a 50 metres pel bon funcionament del programa.

En el nostre cas ens trobem en que la conca a calcular amb un resolució de 50 metres té un valor superior de 500 de files i columnes, i per tant, pel correcte funcionament del programa, no en podem augmentar la resolució. Al final s’ha optat per eliminar el tros de conca afegit i fer córrer el programa amb les dues conques per separat, la conca de l’Aixaragall i la conca de Lo Pedroell. D’aquesta manera es podria tindre els models digitals del terreny en una resolució major de 50 metres.

Els Índex Topogràfics de les dues conques s’han de calcular amb la mateixa resolució per tal de tindre uns valors acceptables, així que s’ha escollit 40 metres de resolució en ambdues conques, llavors el nombre de columnes i files és inferior a 500, i per tant és possible el seu ús.

3.6 MODEL HIDROLÒGIC GLOBAL “MÒDELES HYDROLOGIQUES

DU GÉNIE RURAL” CEMAGREF.

3.6.1 INTRODUCCIÓ

El model hidrològic GR1A (Modèle hydrologique du Génie Rural Annuel) ha estat creat per l’antic Cemagref a finals de 1990, actual IRSTEA (institut national de recherche en sciences et technologies pour l’environnement et l’agriculture). L’objectiu era desenvolupar un model de simulació pluja-escolament robust i fiable per al seu ús en aplicacions d’avaluació i gestió de recursos hídrics. La versió que s’utilitza és la proposada per Mouelhi (2003) i Mouelhi et al. (2006).

3.6.2 DESCRIPCIÓ MATEMÀTICA

L’estructura del model és molt simple, ja que es resumeix a una simple equació, l’escorrentia, Qk, de l’any k és proporcional a la pluja del mateix any, Pk, amb un coeficient d’escolament que dependent de Pk, de la pluja de l’any anterior, Pk-1, i de l’evapotranspiració potencial anual mitjana, E. A continuació hi ha la fórmula emprada en aquest model. On X és l’únic par{metre del model.

1 푄푘 = 푃푘 1 − 0.5 0.7푃 + 0.3푃 2 1 + 푘 푘−1 푋 · 퐸

On: Pk  361,71; Pk-1  527,16; E= 707,60

Aquesta fórmula deriva de la fórmula de Turc (1995), que dóna el flux mitjà interanual. Una manera sistemàtica de la millor manera de donar-se’n compte l’estat anterior del sistema va demostrar que no estava limitat per prendre compte de la pluja de

l’any precedent a l’any en curs. El par{metre X és correspon a l’influencia d’una obertura de la conca a l’atmosfera (per exemple l’intercanvi amb taules d’aigües profundes o amb conques hidrogràfiques adjacents en el cas de que els límits geogràfics no es superposin). Si X és superior a 1, el sistema perd l’aigua i si X és inferior que 1, el sistema en guanya, tot s’expressa en funció fracció de l’evapotranspiració potencial. El par{metre X és adimensional, és com un coeficient modelador de l’evapotranspiració potencial.

3.6.3 ÚS DEL MODEL

El model es resumeix en una fulla excel, vegeu la bibliografia on hi surt la pàgina web d’origen, a on si s’usa per una conca determinada per primer cop s’han d’omplir les següents dades:

 El valor del paràmetre X, més endavant es mostra com s’ha de calcular.  El valor de la pluja inicial per a començar la simulació.  El rang temporal de la sèrie meteorològica.  Les sèries meteorològiques dels valors de precipitació (mm), evapotranspiració potencial (mm) i escorrentia (mm).

Dels valors de la sèrie entrant, per exigències del model, la precipitació i l’evapotranspiració potencial no poden ser igual a 0, mentre que l’escorrentia si que ho pot ser.

A la fulla excel si troben els criteris de d’eficiència de nash (%), calculats a partir de la simulació feta pel model, la fórmula dels mateixos ja ve integrada en la fulla excel:

 Criteri calculat sobre els valors.  Criteri sobre l’arrel quadrada dels valors.  Criteri a partir de logaritmes  Balanç de prova de la fulla.

Per trobar el valor de paràmetre del model, X, es pot optimitzar usant la funció solve del mateix programa Excel. De tal manera que seleccionem com a “cel·la objectiu fixat” la funció dels criteris de Nash que més interessa, i es maximitza. A “canvi de les

cel·les” seleccionem el valor transformat del paràmetre, que és on sortirà el valor del paràmetre, X.

3.6.4 VALORS DE SORTIDA

Es forma una columna que són els valors d’escolament simulats pel model, que es poden comparar amb els valors d’escolament d’entrada en la gràfica a on es mostren, en la mateixa escala, els valors dels dos escolaments junts amb la pluja del període seleccionat.

3.7 ANÀLISI DE LES SEQUERES

3.7.1 INTRODUCCIÓ

Per tal de conèixer correctament les diferents sequeres que hi ha a la sèrie de dades de precipitació del CEDEX, s’ha procedit a analitzar-les a partir de la metodologia de ratxes i l’Índex Estandaritzat de Precipitació.

3.7.2 ANÀLISIS DE RATXES Es considera ratxa la consecució de 3 o més mesos, o anys en l’escala anual, que no compleixen el criteri establert de requisits mínims en el cabal. Els criteris que es segueixen són el promig, la mediana i el límit de demanda calculat a l’Apartat 4.5.3 Demanda total de la fortalesa.

3.7.2 ÍNDEX ESTANDARITZAT DE PRECIPITACIÓ

L’Índex Estandaritzat de Precipitació, SPI (McKeen et al., 1993), és un índex de probabilitat que només té en compte la precipitació. Es basa en la probabilitat de mesurar una determinada quantitat de precipitació, i les seves probabilitats estan mesurades, de manera que els valors SPI negatius indiquen sequera, els positius anys humits i els nuls, normalitat, vegeu Taula 19.- Índex estandaritzat de precipitació. Per a calcular l’SPI s’ha usat els programes SAS i JMP, ja que es normalitza en uns distribució gamma.

TAULA 19.- ÍNDEX ESTANDARITZAT DE PRECIPITACIÓ

SPI Categoria < -2 Extremadament sec -1,99 -1,5 Severament sec -1,49 -1 Moderadament sec -0,99 0,99 Normal 0,99 1,49 Moderadament humit 1,5 1,99 Molt humit > 2 Extremadament humit

4. RESULTATS I DISCUSSIÓ

4.1 MODEL SEMIDISTRIBUÏT TOPMODEL

4.1.1 CÀLCUL DE L’ÍNDEX TOPOGRÀFIC

Un cop es fa córrer les dues conques amb el programa dtm9703 el resultat no és el desitjat, no es pot calcular l’índex topogr{fic degut al gran nombre de “llacunes” que troba. S’entén com a llacuna una zona de terreny plana a on l’hi és impossible pel programa fer-hi els càlculs. A les figures Figura 16 i Figura 17 es pot observar clarament les llacunes en color blau a les figures de la dreta, i a l’esquerra com no s’acaba de calcular l’índex topogràfic i no pot calcular correctament les zones coincidents al barranc.

Aquest problema és degut a que l’estudi es fa en una zona planera, amb poc desnivell i amb un clima xèric, quan el programa s’optimitza en conques de capçalera, és a dir, en conques abruptes, amb molt de desnivell i amb major precipitacions. La superfície de les conques ha patit un aterrassament al llarg dels últims segles, vegeu apartat 2.2.2 Usos i cobertes, fet que interfereix en el poc èxit d’aquesta metodologia.

Posteriorment s’ha calculat l’índex topogr{fic en resolucions majors als 50 metres sense èxit, ja que es donava el mateix problema de les llacunes. Donats aquest resultats es va desestimar usar aquest model i procedir a altres possibles metodologies.

FIGURA 16.- SORTIDA TOPMODEL AIXARGALL

FIGURA 17.- SORTIDA TOPMODEL LO PEDROELL

4.2 MODEL HIDROLÒGIC GLOBAL GR1A (CEMAGREF)

4.2.1 INTRODUCCIÓ

Per a poder fer funcionar el model, es posen les dades simulades i/o interpolades pel CEDEX, en aquest cas les dades de precipitació, evapotranspiració potencial i escorrentia, totes elles en mil·límetres (mm). Tal com s’indica a l’apartat 3.6 Model hidrològic global “Mòdeles Hydrologiques du Génie Rural” CEMAGREF., la precipitació i l’evapotranspiració no poden ser nuls a cap any per motius de funcionament intern del model, en canvi, l’escorrentia si que ho pot ser. En el nostre cas tenim que els anys 1980, 1985 i 2001 de la sèrie simulada pel CEDEX, l’escorrentia resulta nul·la. Totes les dades han d’estar en mil·límetres (mm).

Tal com indica l’apartat 3.6 Model hidrològic global “Mòdeles Hydrologiques du Génie Rural” CEMAGREF. es necessita el cabal observat, que en aquest apartat considerem l’escolament de la sèrie del CEDEX com a tal.

4.2.2 APLICACIÓ DEL MODEL A LES DADES DEL CEDEX

Per a poder fer la primera aproximació del resultat del model GR1A del Cemagref, s’aplica la sèrie de dades simulades i/o interpolades pel CEDEX de precipitació, evapotranspiració potencial i escorrentia, del període que va del 1977 al 2002, a la Taula 20 es mostren els valors anuals i les mitjanes de la sèrie.

TAULA 20.- DADES DEL PERÍODE 1977-2002

Any Precipitació (mm) ETP (mm) Escolament (mm) 1977 527,16 707,40 32,48 1978 361,71 741,88 3,45 1979 436,79 741,90 10,60 1980 258,40 735,98 0,00 1981 410,47 745,86 3,91 1982 466,17 755,01 0,21

Any Precipitació (mm) ETP (mm) Escolament (mm) 1983 373,47 772,22 3,75 1984 425,58 741,65 29,91 1985 291,98 766,84 0,00 1986 425,12 762,41 1,89 1987 395,48 763,38 11,42 1988 291,40 759,54 4,72 1989 414,12 784,84 0,55 1990 342,59 770,66 0,72 1991 395,83 736,04 17,80 1992 552,15 717,22 8,16 1993 412,98 717,12 1,15 1994 503,96 772,46 73,39 1995 299,19 749,50 1,65 1996 551,46 733,06 40,21 1997 484,07 744,87 35,34 1998 271,99 755,25 0,11 1999 377,14 744,37 0,77 2000 420,37 757,24 0,08 2001 326,10 762,34 0,00 2002 340,99 738,09 0,51 Mitjana 393,18 750,79 10,88

Pel funcionament del model són necessàries diferents dades d’entrada que es resumeixen a la Taula 21.

TAULA 21.- DADES D'ENTRADA DEL MODEL GR1A

X (mm) 0,77 Precipitació inicial (mm) 527,16 Rang temporal (anys) 25

Els criteris d’eficiència de Nash (%), vegeu 3.6.3 Ús del modeles troben resumits a la Taula 22.

TAULA 22.- CRITERIS DE NASH (%)

Valors 26,58 Quadrat dels valors 8,30 Logaritmes -39,18 Balanç de prova 119,57

4.2.3 SIMULACIÓ DE CABALS AMB EL MODEL GR1A I DISCUSSIÓ

Els resultat del cabal (mm/any) simulat pel model GR1A es mostra a la taula 22, a la columna esquerra es mostra el cabal simulat pel CEDEX (mm/any), que són les dades d’entrada del model.

TAULA 23.- DADES DEL CABAL SIMULAT

Any Cabal del CEDEX (mm/any) Cabal GR1A (mm/any) 1977 32,48 24,83 1978 3,45 11,33 1979 10,60 13,86 1980 0,00 4,82 1981 3,91 10,11 1982 0,21 16,71 1983 3,75 10,33 1984 29,91 13,25 1985 0,00 5,68 1986 1,89 11,14 1987 11,42 11,35 1988 4,72 5,46 1989 0,55 9,86 1990 0,72 7,89 1991 17,80 10,81 1992 8,16 27,14 1993 1,15 16,68 1994 73,39 19,34 1995 1,65 7,14 1996 40,21 23,27

Any Cabal del CEDEX (mm/any) Cabal GR1A (mm/any) 1997 35,34 22,10 1998 0,11 5,56 1999 0,77 8,40 2000 0,08 12,43 2001 0,00 7,28 2002 0,51 7,33 Mitjana 10,88 12,47

S’observa clarament com, en els resultats sortints del model GR1A (la segona columna), no es simulen correctament els valors extrems, tan baixos i com alts, respecte la sèrie del CEDEX, mantenint-los no molt lluny de la mitjana. Les dos sèries tenen una desviació estàndard, respectivament, de 17,35 mm i de 6,22 mm, cosa que referma la gran variabilitat que hi ha en la sèrie del CEDEX i que no es mostra en el valors simulats del GR1A.

Al gràfic de la Figura 18.- Correlació es mostra la correlació entre els valors d’entrada, escolament simulat pel CEDEX, i els valors de sortida, escolament simulat pel GR1A.

5 Sortides de cabal(mm/any) de Sortides

0 0 20 40 60 80 Entrades de cabal (mm/any)

FIGURA 18.- CORRELACIÓ DE CABALS

Es pot veure clarament com no mantenen una correlació clara, a més s’interpreta que els resultats baixos i alts no és simulen correctament. Els valors pròxims a 0 mm de les entrades de cabal surten com a valors entre 5 i 17 mm, mentre que com a màxim, les sortides assoleixen 27 mm, les entrades ho fan en 73 mm.

El gr{fic d’evolució anual del cabal simulat i observat resultant es representa a la Figura 19 a on també hi surten reflectits els valors d’entrada i els valors de sortida del cabal.

100 0

90 Precipitació 200

80 Cabal observat 400

70 Cabal simulat 600 Precipitació Precipitació (mm/any) 60 800

50 1000

40 1200

30 1400 Cabal (mm/any) Cabal 20 1600

10 1800

0 2000

FIGURA 19.- EVOLUCIÓ ANUAL DEL CABAL SIMULAT I OBSERVAT

S’interpreta correctament que els valors d’entrada, els procedents del CEDEX, fan uns valors extrems, tant per dalt com per baix, mentre que els valors de sortida es van mantenint al llarg dels anys. A més, es pot interpretar que la precipitació, per molts alts i baixos que faci, no guarda una relació clara amb l’escorrentia, tant la d’entrada com la de sortida.

Vistos els resultats poc correlacionats i poc satisfactoris, s’ha decidit desestimar el model, ja que no explica correctament la variabilitat de la conca. No hi ha un problema físic

de la conca com en el cas del TOPMODEL, en que la morfologia conca donava problemes al model, sinó que en aquest el problema es troba en les propietats pròpies del model.

Segurament la raó d’aquest problema es troba en que la sèrie del CEDEX ja és simulada i per tant, el GR1A es simula a partir d’una ja simulada, així que els possibles errors comesos en la primera simulació s’arrosseguin i es multipliquin en la segona simulació.

4.3 RECURSOS DE LA CONCA

Vist que les simulacions amb els models semidistribuït (TOPMODEL) i global (CEMAGREF) no han donat els resultats esperats s’ha procedit a estudiar les dades de precipitació, evapotranspiració potencial i cabal del torrent, amb dades mesurades a les estacions meteorològiques properes pertanyents al servei de la Xarxa Agrometeorològica de Catalunya (XAC) i cabals mesurats al torrent de l’Aixaragall, i amb dades simulades i/o interpolades pel model del Centro d’Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX) del Ministerio de Agricultura y Medio Ambiente. Vegeu annexes 6, 7 i 8.

Les sèries de dades de les estacions meteorològiques són relativament curtes, la més llarga és de tant sols 14 anys. A la Taula 24 s’exposen els valors mitjans anuals de precipitació, evapotranspiració (XAC) i cabal (mesurat), totes les dades són de l’any 2011.

TAULA 24.- VALORS MITJANS DEL XAC I CABAL MESURAT DE L’ANY 2011

Precipitació (mm) 302,60 Evapotranspiració potencial (mm) 1045,10 Cabal (l/s) 3,56

Les dades simulades, evapotranspiració potencial i cabal, i les dades interpolades, la precipitació, pel model del CEDEX tenen una sèrie de 60 anys. A la Taula 25 es troben resumits els valors mitjans anuals.

TAULA 25.- VALORS MITJANS ANUALS DE LA SÈRIE DEL CEDEX

Precipitació (mm) 428,08 Evapotranspiració potencial (mm) 749,76 Cabal (l/s) 10,36

S’observa que el 2011 ha estat un any menys plujós que l’any mig de la sèrie del CEDEX, amb una evapotranspiració potencial força major i com a conseqüència, amb un cabal menor a la mitjana.

4.3.1 PRECIPITACIÓ

4.3.1.1 PRECIPITACIÓ ANUAL MESURADA EN LES ESTACIONS (XAC)

La precipitació mitjana mesurada a l’any 2011 (302,60 mm), tal com s’observa a la Taula 26, és menor a la precipitació mitjana a totes les estacions escollides (352,14 mm).

TAULA 26.- PRECIPITACIÓ MITJANA DE LES ESTACIONS DEL XAC

Anys de la Precipitació mitjana Precipitació any 2011 sèrie (mm) (mm) Castelldans 14 349,14 283,90 Golmés 11 346,40 284,70 Sant Martí de 9 360,88 339,20 Riucorb Mitjana 352,14 302,60

Això implica que a l’any 2011 el cabal és menor al cabal mitj{.

4.3.1.2 PRECIPITACIÓ MENSUAL MESURADA A LES ESTACIONS (XAC)

La distribució mensual de la precipitació mitjana de les diferents estacions de la XAC (Castelldans, Golmés i Sant Martí de Riucorb) es representa a la Taula 27. Les dades de precipitació estan en mil·límetres. També s’exposa el percentatge, que representa el pes de la precipitació de cada mes respecte la mitjana anual.

TAULA 27.- PRECIPITACIÓ MENSUAL SIMULADA PEL CEDEX

Castelldans Golmés Sant Martí de Riucorb Precipitació Percentatge Precipitació Percentatge Precipitació Percentatge Gener 21,85 6,43% 24,20 6,61% 18,40 5,09% Febrer 17,54 5,16% 19,98 5,46% 19,85 5,50% Març 26,80 7,88% 28,44 7,77% 28,07 7,77% Abril 46,79 13,76% 51,30 14,02% 53,38 14,78% Maig 50,55 14,87% 47,34 12,94% 51,23 14,18% Juny 24,20 7,12% 21,63 5,91% 23,25 6,44% Juliol 10,86 3,19% 16,40 4,48% 12,40 3,43% Agost 15,11 4,44% 16,41 4,48% 24,12 6,68% Setembre 27,15 7,98% 36,04 9,85% 32,60 9,02% Octubre 44,75 13,16% 44,12 12,06% 42,05 11,64% Novembre 27,09 7,97% 35,50 9,70% 33,76 9,35% Desembre 27,37 8,05% 24,54 6,71% 22,12 6,12%

Les dades de la taula anterior es resumeixen a la Figura 20.- Distribució mensual de la precipitació a les estacions del XAC, a on e mostra la distribució mensual de la precipitació en les diferents estacions.

Distribució mensual de la precipitació a les diferents estacions 60

30 Castelldans

20 Golmes Precipitació (mm)Precipitació 10 Sant Martí

FIGURA 20.- DISTRIBUCIÓ MENSUAL DE LA PRECIPITACIÓ A LES ESTACIONS DEL XAC

La precipitació es concentra principalment a les estacions de primavera (març, abril i maig) amb un 35% de la precipitació anual i a la tardor (setembre, octubre i novembre) amb un 30%. A destacar que els mesos d’estiu (juny, juliol i agost) amb un 15% són menys plujosos que els mesos d’hivern (desembre, gener i febrer) amb un 20%.

4.3.1.3 PRECIPITACIÓ ANUAL INTERPOLADA (CEDEX)

Les dades de precipitació interpolada pel model del CEDEX a la conca es resumeix per classes a la Taula 28.

TAULA 28.- CLASSES DE PRECIPITACIÓ ANUAL INTERPOLADA

Classe (mm) Freqüència % relatiu % acumulat 300-350 9 15% 15% 350-400 4 7% 22% 400-450 12 20% 42% 450-500 10 17% 58% 500-550 7 12% 70%

550-600 11 18% 88% 600-650 5 8% 97% 650-700 2 3% 100%

A continuació es resumeix la Taula 28 en el gràfic de freqüències de precipitació anual i el gràfic de freqüències acumulades, vegeu Figura 21 i Figura 22.

Freqüència de precipitació anual interpolada 14 12 10 8

6 Freqüència 4 2 0 300-350 350-400 400-450 450-500 500-550 550-600 600-650 650-700 Clase de precipitació (mm)

FIGURA 21.- FREQÜÈNCIA DE PRECIPITACIÓ ANUAL INTERPOLADA PEL CEDEX

Freqüència acumulada de la precipitació anual interpolada 800 700 600 500 400 300 200 Precipitació enPrecipitaciómm 100 0 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Percentatge

FIGURA 22.- FREQÜÈNCIA ACUMULADA DE LA PRECIPITACIÓ ANUAL INTERPOLADA PEL CEDEX

S’ observa clarament que la majoria de precipitacions, amb un 37% dels anys, es centren sobre les classes (400-450 mm, 450-500 mm), a les que pertany la mitjana de precipitació anual interpolada (428,08 mm). A destacar el nombre d’anys amb precipitació de la classe 300-350 mm, que representen un 22% del total. S’observa un pic amb un 18% dels anys a la classe de precipitació de 550 mm.

Es considera un any o un mes molt sec quan la freqüència de precipitació és inferior al 20% de la precipitació mitjana, és a dir, que la precipitació registrada es troba dins el interval corresponent al 20% dels anys més secs (Ayala i Olcina 2002). A la gràfica de freqüències acumulades s’interpola que el percentil 20 escau als 345 mm. Com s’ha comentat al paràgraf anterior, en el 22% dels anys la precipitació es situa a la classe de 300-350 mm, que és la que conté el valor de 345 mm, dada a partir de la qual es considera un any com a molt sec.

4.3.1.4 DISCUSSIÓ

La mitjana de la precipitació anual interpolats pel CEDEX (428 mm) és major que la precipitació mitjana a l’any 2011 de les diferents estacions del XAC (302 mm), la qual és un 30% menor al valor de la mitjana de precipitació dels anys interpolats pel CEDEX. Això

pot ser degut a la curta sèrie de dades de les estació (14, 10 i 8 anys) i que a més a més, ens trobem en un dels períodes menys plujosos dels últims 100 anys.

Si es segueix el criteri per a indicar quan un any és sec segons la metodologia anteriorment descrita , la precipitació per a decidir-ho ha de ser inferior al percentil 20 (345 mm) de la sèrie dels anys interpolats pel CEDEX. Clarament les tres estacions (283,9, 284,7 i 339,2 mm respectivament) indiquen que l’any 2011 és un any molt sec, igual que la mitjana de les mateixes (302 mm), això ens indica que aquest any 2011 els recursos hídrics són menors a un any normal i això afecta al cabal mesurat (3,56 l/s).

4.3.2 EVAPOTRANSPIRACIÓ POTENCIAL

4.3.2.1 EVAPOTRANSPIRACIÓ POTENCIAL ANUAL MESURADA A LES ESTACIONS (XAC)

L’evapotranspiració potencial mitjana anual (ETP) mesurada a les tres estacions es resumeix a la Taula 29.- ETP anual mitjana de les estacions.

TAULA 29.- ETP ANUAL MITJANA DE LES ESTACIONS

Anys de la sèrie ETP mitjana ETP any 2011 Castelldans 14 859,8 1032,7 Golmés 11 961,5 1050,3 Sant Martí de Riucorb 9 1030,1 1052,3 Mitjana 950,5 1045,1

S’observa que la mitjana de l’evapotranspiració potencial de l’any 2011 és un 10% superior a la mitjana anual de les estacions.

4.3.2.2 EVAPOTRANSPIRACIÓ POTENCIAL MENSUAL MESURADA A LES ESTACIONS (XAC)

La distribució mensual de l’evapotranspiració potencial mitjana mensual (mm) mesurada de les diferents estacions del XAC (Castelldans, Golmés i Sant Martí de Riucorb) es representa a la Taula 30. També s’exposa el percentatge, que representa el pes de l’evapotranspiració potencial de cada mes respecte la mitjana anual. Les dades d’evapotranspiració potencial estan en mil·límetres

TAULA 30.- VALORS MITJANS MENSUALS D’ETP MESURATS A LES ESTACIONS DEL XAC

Castelldans Golmés Sant Martí de Riucorb ETP Percentatge ETP Percentatge ETP Percentatge Gener 18,77 2,19% 21,73 2,13% 21,2 2,06% Febrer 31,97 3,73% 36,03 3,54% 34,42 3,34% Març 63,3 7,38% 72,18 7,08% 69,35 6,73% Abril 81,02 9,45% 97,37 9,56% 93,3 9,06% Maig 108,97 12,71% 128,36 12,60% 129,59 12,58% Juny 123,91 14,45% 153,14 15,03% 154,67 15,01% Juliol 135,19 15,77% 162,75 15,97% 170,37 16,54% Agost 124 14,46% 138,57 13,60% 148,13 14,38% Setembre 77,85 9,08% 99,45 9,76% 100,97 9,80% Octubre 51,49 6,01% 62,03 6,09% 59,56 5,78% Novembre 24,95 2,91% 29,41 2,89% 30,29 2,94% Desembre 15,87 1,85% 17,93 1,76% 18,38 1,78%

Les dades de la Taula 30 es resumeixen a la Figura 23.- Distribució mensual de l'ETP a les diferents estacions la distribució mensual de l’ETP a les diferents estacions.

Distribució mensual de l'ETP a les diferents estacions 180 160 140 120 100 80 Castelldans 60 Golmes 40 Sant Martí 20

0 Evapotrasnpiraciópotencial(mm)

FIGURA 23.- DISTRIBUCIÓ MENSUAL DE L'ETP A LES DIFERENTS ESTACIONS

Clarament es veu com en els mesos d’estiu (juny, juliol i agost) acaparen el 45% de l’evapotranspiració potencial, que juntament amb els mesos de maig i setembre, amb un 20% del total, ja aclaparen el 65% de l’evapotranspiració anual. Els mesos d’hivern (gener, febrer, novembre i desembre) representen el 35% restant.

4.3.2.3 EVAPOTRANSPIRACIÓ POTENCIAL ANUAL SIMULADA (CEDEX)

Les dades d’evapotranspiració potencial anual es resumeixen a la Taula 31, la sèrie complerta es troba a l’Annex VIII.

TAULA 31.- CLASSES D'ETP ANUAL SIMULADA PEL CEDEX

Classe (mm) Freqüència % relatiu % acumulat 710-720 3 5% 5% 720-730 4 7% 12% 730-740 4 7% 18% 740-750 9 15% 33%

750-760 11 18% 52% 760-770 8 13% 65% 770-780 8 13% 78% 780-790 9 15% 93% 790-800 2 3% 97% 800-810 1 2% 98% 810-820 1 2% 100%

A continuació es resumeix la taula anterior en el gràfic de freqüència per classes i el gràfic de freqüència acumulada, vegeu Figura 24 i Figura 25.

Freqüència d'ETP simulada 12

Freqüència 4

Evapotranspiració potencial (mm)

FIGURA 24.- FREQÜÈNCIA D'ETP ANUAL SIMULADA PEL CEDEX

Freqüència acumulada d'ETP simulada 820 800 780 760 740 720 700 680

Evapotranspiraciópotencial(mm) 0% 20% 40% 60% 80% 100% Percentatge

FIGURA 25.- FREQÜÈNCIA ACUMULADA D'ETP ANUAL SIMULADA PEL CEDEX

A la gr{fica de freqüència absoluta s’observa clarament que la majoria de valors, amb un 88% del total, es situen a les classes entre els 740 i els 780 mm, la mitjana anual simulada (749 mm) es troba a la part baixa d’aquest gruix. Cal destacar el pes de la classe 780, amb un 15% del total.

4.3.2.4 DISCUSSIÓ

A primer cop de vista s’observa que la evapotranspiració potencial anual simulada pel CEDEX (749 mm) és força menor a la mitjana anual mesurada a les estacions del XAC (1045 mm). Si es consulta als diferents atles climàtics de la Península Ibèrica i als del territori català, calculats mitjançant Thornthwaite, l’evapotranspiració potencial mitjana en el territori de les Garrigues es mou entre els 700 i els 800 mm. Llavors, es considera que l’evapotranspiració potencial est{ sobrevalorada a les dades de les estacions XAC i es pren com a bona l’evapotranspiració potencial simulada pel CEDEX, ja que l’estudi es vasa en les dades de precipitació i cabal d’aquesta procedència.

4.3.3 CABAL

4.3.3.1 CABAL MENSUAL I CABAL MITJÀ ANUAL MESURAT AL TORRENT DE

L’AIXARAGALL

El cabal i la conductivitat s’ha mesurat al torrent de l’Aixaragall, vegeu Apartat 3.2, amb un total de 8 mesures en el període de desembre del 2010 i el desembre del 2011, vegeu Taula 32.

TAULA 32.- DIES DE MESURA I DADES MESURADES

Dia Cabal Conductivitat (l/s) (dS/m) 09/12/2010 0,41 -- 04/01/2011 0,20 7,47 05/02/2011 0,11 7,25 09/03/2011 0,70 6,53 25/03/2011 2,50 -- 21/04/2011 4,24 -- 28/05/2011 7,84 -- 28/11/2011 2,70 --

Per a omplir l’any sencer s’ha procedit a fer diferents mètodes d’interpolació, emprant l’equació d’esgotament de l’aqüífer, vegeu Apartat 3.2 Mesura de cabals i conductivitat elèctrica de l’escolament. Les dades tractades es mostren a la Taula 33.

TAULA 33.- DADES DE CABAL MENSUAL I ANUAL INTERPOLADES

Any Mes Cabal (l/s) 2010 Desembre 0,30 2011 Gener 0,16 2011 Febrer 0,21 2011 Març 1,44 2011 Abril 3,84

Any Mes Cabal (l/s) 2011 Maig 6,46 2011 Juny 7,05 2011 Juliol 5,91 2011 Agost 4,94 2011 Setembre 4,14 2011 Octubre 3,47 2011 Novembre 2,90 2011 Desembre 2,23 Mitjana 3,56

A continuació es mostra la Figura 26 amb la distribució mensual del cabal mesurat al torrent de l’Aixaragall a l’any 2011.

Distribució del cabal mensual a l'any 2011 8 7 6 5 4

3 Cabal (l/s) Cabal 2 1 0

FIGURA 26.- DISTRIBUCIÓ DEL CABAL MENSUAL A L'ANY 2011

4.3.3.2 CABAL ANUAL SIMULAT (CEDEX)

A la Figura 27 es mostra el cabal mitj{ simulat pel CEDEX de cada any i s’observa clarament que hi ha una gran variabilitat, amb mínims de 0 l/s (1980, 1985 i 2001) i màxims de fins a 89 l/s (1969), mentre que la mitjana del cabal és de 10,36 l/s,la desviació estàndard és de 16,65 l/s, cosa que indica també una gran variabilitat.

Cabal anual simulat pel CEDEX per a cada any 90 80 70 60 50 40

Cabal (l/s) Cabal 30 20 10

1952 1976 2000 1950 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2002 2004 2006 2008 Any

FIGURA 27.- CABAL ANUAL SIMULAT PEL CEDEX PER A CADA ANY

Degut a la gran variabilitat que té, s’ha decidit posar les Figura 28 de freqüències en logaritme de cabal (Log Q), tot i que els eixos estan en cabal (l/s)

Freqüència absoluta de cabal anual simulat pel CEDEX 7 6 5 4 3

Freqüència 2 1 0

Cabal (l/s)

FIGURA 28.- FREQÜÈNCIA ABSOLUTA DE CABAL ANUAL SIMULAT PEL CEDEX

Freqüència acumulada del cabal anual simulat pel CEDEX 100,00

10,00

1,00

Cabal (l/s) Cabal 0% 20% 40% 60% 80% 100%

0,10

0,01 Precentatge

FIGURA 29.- FREQÜÈNCIA ACUMULADA DEL CABAL ANUAL SIMULAT PEL CEDEX

El cabal màxim és de 88,92 l/s (1969), mentre que el mínim és de 0,08 l/s (2000). El 70% dels cabals es manté inferior a 10 l/s i un 30% inferior a 1 l/s. Els anys 1980, 1985 i 2001 mostren cabal nul. Tal com s’ha comentat anteriorment, el cabal mitj{ simulat anual és de 10,36 l/s.

4.3.3.3 CABALS MENSUALS SIMULATS (CEDEX)

Les dades estadístiques del cabal mensual simulat pel CEDEX a la conca es resumeixen a la Taula 34, la sèrie completa dels cabals mensuals es troba a l’Annex VIII.

TAULA 34.- ESTADÍSTICS DELS CABALS MENSUALS SIMULATS PEL CEDEX

Gener Febrer Març Abril Maig Juny Mínim 0 0 0 0 0 0 Màxim 32,54 2,02 17,05 57,24 23,94 21,29 Mitjana 1,28 0,11 1,28 1,84 1,85 0,71 Desviació estàndard 5,75 0,38 3,92 7,97 4,94 3,00 Percentil 10 0 0 0 0 0 0 Percentil 90 0,87 0,19 1,81 2,47 4,64 0,75

Juliol Agost Setembre Octubre Novembre Desembre Mínim 0 0 0 0 0 0 Màxim 0,19 23,90 15,96 47,85 19,98 8,13 Mitjana 0 0,41 0,67 1,43 0,53 0,59 Desviació 0,02 3,08 2,24 6,46 2,68 1,75 estàndard Percentil 10 0 0 0 0 0 0 Percentil 90 0 0,01 2,09 1,47 0,48 1,29

Els cabals es representen a la Figura 30 de fluxos de caixa, a on els punts simbolitzat fora del “bigoti” representen punts anòmals, figurant-se els cercles com a punts que es troben entre 1,5 i 3 cops el rang interquartílic, i les estrelles els punts que es troben per sobre de 3 cops el rang interquartílic.

FIGURA 30.- DIAGRAMA DE CAIXA DELS CABALS MENSUALS SIMULATS PEL CEDEX

En els cabals mensuals simulats s’observa clarament que es concentren principalment en les estacions de tardor i de primavera, a excepció del gener que experimenta també un major cabal. El mes més plujós de la primavera és l’abril i l’octubre a la tardor. El juliol és el mes que menys precipitació té i es veu superat lleugerament pel febrer.

Donat que en els valors de cabal mensual simulat pel CEDEX presenten una gran variació, s’ha considerat expressar les dades en logaritmes (Log Q), tot i que els eixos de les gràfiques es mostren en cabal (l/s). Vegeu Figura 31 i Figura 32. Un exemple clar de la variabilitat és que hi apareixen molts mesos sense cabal a la sèrie del CEDEX, concretament 511 mesos del total de 720, que representa un 71% del total del mesos sense cabal.

Freqüència absoluta dels cabals mensuals simulats pel CEDEX

500

400

300

Freqüència 200

100

6,31 0,01 0,02 0,03 0,04 0,06 0,10 0,16 0,25 0,40 0,63 1,58 2,51 3,98

0,001 0,002 0,003 0,004 0,006 15,85 25,12 39,81 63,10 Cabal (l/s)

FIGURA 31.- FREQÜÈNCIA ABSOLUTA DELS CABALS MENSUALS SIMULATS PEL CEDEX

Freqüència acumulada dels cabals mensuals simulats pel CEDEX 100,000

10,000

1,000 70,00% 75,00% 80,00% 85,00% 90,00% 95,00% 100,00%

0,100 Cabal (l/s) Cabal

0,010

0,001 Percentatge

FIGURA 32.- FREQÜÈNCIA ACUMULADA DELS CABALS MENSUALS SIMULATS PEL CEDEX

Com s’ha comentat anteriorment, la majoria dels mesos tenen un cabal nul en els valors simulats pel CEDEX i queda molt expressat en les gràfiques anteriors, per exemple a la Figura 32 queda clar que el 71% és 0. Dels mesos que tenen cabal, un 29% del total, en uns 50 casos es concentra sobre 2x10-05 l/s, o sigui uns 0.6 m3 anuals. El màxim de cabal és de 1,9x10-03 l/s (59,72 m3) a l’abril del 1969. Cal comentar que els anys 1980, 1985 i 2001 tenen cabal nul en tots els seus mesos.

4.3.3.4 DISCUSSIÓ

En l’an{lisi de les dades de precipitació de l’apartat 4.3.1 Precipitació surt que l’any 2011 ha estat un any considerat molt sec, el cabal mitj{ de l’any 2011 és de 3,5 l/s, molt menor a el cabal mitjà anual simulat pel CEDEX (10,36 l/s). Aquesta diferència negativa es pot explicar en funció de que la precipitació mesurada a les estacions del XAC de l’any 2011 és un 30% inferior a la mitjana del període simulat i que l’evapotranspiració potencial mesurada a l’any en qüestió és un 10% superior a la mitjana de les estacions del XAC.

Si es busquen a la sèrie del CEDEX els anys amb precipitació semblant a la de l’any 2011, trobem que els anys que més s’assemblen són els resumits a la Taula 35.

TAULA 35.- ANYS DE LA SÈRIE DEL CEDEX AMB PRECIPITACIÓ PRÒXIMA AL 2011

Any Precipitació (mm) Cabal (l/s) 1988 291,40 4,52 1985 291,98 1,92 1995 299,19 1,58 2001 326,10 0,57 2002 340,99 0,49

D’acord amb la Taula 35 es veu que l’any amb una precipitació entorn dels 300 mm ens dóna un cabal mitjà de 1,81 l/s.

4.4 CORBES DE REGRESSIÓ

Per tal de poder fer uns estimació dels recursos hídrics que podrien haver-hi a la conca, s’ha fet una regressió, vegeu Figura 33, entre el cabal simulat (CEDEX) i la precipitació interpolada (CEDEX), sabent que, a partir de la metodologia de l’isòtop carboni 13, la precipitació fa uns 2.500 anys, l’època d’utilització de la fortalesa, era un 20% superior a l’actual. S’ha considerat que les característiques climàtiques, de cobertura vegetal i d’usos del sòl serien similars a les actuals, cosa poc probable.

Regressió cabal - precipitació 100 y = 0,0926x - 29,286 R² = 0,2973 80

40 Cabal (l/s) Cabal 20

0 0 100 200 300 400 500 600 700 -20 Precipitació (mm)

FIGURA 33.- REGRESSIÓ LINEAL ENTRE EL CABAL I LA PRECIPITACIÓ

De l’equació de la recta de la regressió s’obté que té un R2 molt baix, de tant sols aproximadament el 30%, és a dir, que només un 30% dels casos s’expliquen amb la recta.

Es pot aplicar aquesta recta en diferents variacions de l’escenari, positives i negatives, del 5% de la precipitació fins a un màxim del ±25%, vegeu Taula 36.

TAULA 36.- VARIACIÓ DE L'ESCENARI

Variació (%) -25% -20% -15% -10% -5% 0% 5% 10% 15% 20% 25% Precipitació (mm) 321,06 342,46 363,87 385,27 406,68 428,08 449,48 470,89 492,29 513,69 535,10 Cabal (l/s) 0,44 2,43 4,41 6,39 8,37 10,35 12,34 14,32 16,30 18,28 20,26

A partir de l’any mitj{ (0%), s’observa que amb un increment del 20% de la precipitació mitjana, resulta l’any mitj{ fa 2500 anys com aquell que té els valors de la Taula 37.

TAULA 37.- ANY MITJÀ

Any mitjà Precipitació (mm) 513,69 Cabal (l/s) 18,28

S’observa clarament que un increment del 20% de precipitació implica un increment de 80% més en el cabal mitjà.

4.5 DEMANDES DE LA FORTALESA

Per tal de mesurar la demanda de recursos hídrics que tenia la fortalesa s’ha procedit a calcular una aproximació de la demanda anual del fossat i de la demanda mensual i anual dels habitants, incloent-hi el bestiar.

4.5.1 DEMANDA ANUAL DEL FOSSAT

La volumetria del fossat s’ha calculat, aproximant la profunditat en 1,5 metres en tota la seva superfície a fi d’agilitzar i simplificar els c{lculs. A la Taula 38 es mostren les dades del fossat.

TAULA 38.- DADES DEL FOSSAT

Àrea (m2) 5.157,28 Volum (m3) 7.735,92

Al volum del fossat, vegeu Taula 39, s’ha sumat al volum de les pèrdues generades mitjançant dos mecanismes diferents:

 Les pèrdues per evapotranspiració aplicades a la superfície del fossat, a partir de la mitjana les dades d’evapotranspiració potencial simulades pel CEDEX (749,76 mm).

 Les pèrdues generades per la permeabilitat de les argiles a les parets i al fons del fossat (5.539,14 m2), amb un valor d’infiltració de les argiles de 10-4 m/dia (Custodio i Llamas 1983). S’ha considerat aquesta velocitat homogènia tant a les parets com en el fons, ignorant les diferències per pressió.

TAULA 39.- PÈRDUES DEL FOSSAT

Pèrdues permeabilitat 202,18 m3/any Pèrdues evaporació 3.867,96 m3/any Pèrdues totals 4.070,14 m3/any

Per a omplir el fossat i mantenir-lo ple tot l’any es necessari tindre com a mínim un volum d’aigua igual a la suma de les pèrdues totals generades i el volum del fossat, aquest volum total necessari es reflexa a continuació:

푉표푙푢푚 푛푒푐푒푠푠푎푟푖 = 푝è푟푑푢푒푠 + 푣표푙푢푚 = 4.070,14 + 7.735,92 = 11.806,06 푚3

Les pèrdues per evaporació (3.867,96 m3/any) representen aproximadament la meitat del volum del fossat (7.735,92 m3), mentre que les pèrdues de permeabilitat (202,18 m3/any) representen tant sols un 5% de les pèrdues totals del fossat.

4.5.2 DEMANDA DE LA POBLACIÓ

Per calcular la demanda mensual del poblat s’ha valorat el consum diari de la població, vegeu Taula 40, on s’inclouen els consums de boca i el de les activitats, i també el consum diari del bestiar, vegeu Taula 41. Totes aquestes dades són marcades arbitràriament degut a la falta de dades de consum de recursos hídrics en l’època de l’ocupació i funcionament de la Fortalesa.

TAULA 40.- CONSUM DELS HABITANTS DEL POBLAT

HABITANTS DEL POBLAT Habitants (l) 150 Consum (l) 5 Total (l) 750

TAULA 41.- CONSUM DEL BESTIAR

BESTIAR Bèstia Unitats Consum unitari (l) Consum (l) Cavalls 10 20 200 Càprids 40 3,5 140 Porcs 10 12 120 Aviram 30 0,2 6 TOTAL 466

El total dels consum anteriors es representen a la Taula 42 en consum diari, mensual i anual.

TAULA 42.- CONSUM TOTAL

Consum diari (l) 1.216 Consum mensual (m3) 36,48 Consum anual (m3) 443,84

4.5.3 DEMANDA TOTAL DE LA FORTALESA

A la Taula 43 es mostra el resum de les dades de demanda anuals, indicant la demanda total de la fortalesa (suma de la demanda de la població i la demanda del fossat). No s’ha calculat una demanda total mensual per la falta de dades d’evapotranspiració potencial mensuals, tot i que per a calcular l’Apartat 4.4.5 s’ha procedit a dividir la demanda total pels 12 mesos.

100

TAULA 43.- DEMANDA TOTAL DE LA FORTALESA

Volum (m3) Cabal (l/s) Demanda de la població 443,84 0,01 Demanda del fossat 11.806,92 0,37 Demanda total 12.250,76 0,39

S’observa clarament que la demanda del fossat és uns 25 cops la demanda de la població, per tant queda clar que els recursos hídrics es centraven amb l’objectiu de complir les demandes del fossat majoritàriament.

4.5.4 ANÀLISIS DE LES RATXES

Es marquen els valors de la mitjana del cabal, la mediana del cabal i la demanda com a llindar per considerar si un mes és sec o normal, aquests seran els requisits mínims. Varien segons si la sèrie estigui en format mensual o anual, vegeu Taula 44. Per a que sigui considerat com a ratxa, el conjunt de mesos seguits que no compleixin els requisits mínims han de ser iguals o superior a 3.

Els anàlisis es poden fer tant com per cabal com per precipitació, però al posseir únicament dades mensuals de cabals obliga a fer un anàlisis de ratxes sobre els cabals. També es fa servir la sèrie de precipitació per a marcar un llindar, en aquest cas ha estat segons el criteri de Ayala i Olcina (2002), vegeu Apartat 4.3.1.3 Precipitació anual interpolada (CEDEX).

TAULA 44.- CRITERIS DE LLINDAR PER A CONSIDERAR UN ANY COM A SEC

Anual Mensual Promig del cabal (m3) 326.715,40 28.128,14 Mediana del cabal (m3) 108.748,84 0,00 Límit de demanda (m3) 12.250,76 1.020,90

En el cas de la mediana mensual el valor és 0,00 degut a que dels 720 mesos (60 anys) un total de 511 mesos no presenten cabal.

101

4.5.4.1 ANÀLISIS DE RATXES ANUALS

A la Taula 45 hi ha el resum de l’an{lisi de les ratxes anuals, on es mostren el nombre de ratxes en que no es compleixen els diferents criteris. S’observa de que totes les ratxes compleixen amb el llindar de la demanda de la fortalesa, ja que tant sols no la compleixen anys solts que es troben resumits a la Taula 46.

TAULA 45.- RESUM DE LES RATXES ANUALS

Demanda Promig Mediana Nombre de ratxes 0 7 2 Durada màxima (anys) 0 8 6

TAULA 46.- ANYS QUE NO COMPLEIXEN AMB LA DEMANDA DE LA FORTALESA

Any Precipitació (mm) ETP (mm) Cabal (l/s) Volum (m3) 2000 420,37 757,24 0,08 2.511,47 1980 258,40 735,98 0,10 3.022,10 1998 271,99 755,25 0,11 3.407,68 1950 268,24 798,15 0,15 4.606,10 1982 466,17 755,01 0,20 6.346,42 1976 405,42 751,75 0,27 8.545,26 2007 282,17 754,63 0,32 10.191,78 1952 362,80 773,64 0,33 10.400,21

S’observa que 3 dels últims 15 anys (1998, 2000 i 2007) no compleixen amb el criteri de la demanda (12.250,76 m3), que es considera el criteri més important per a considerar un any com a sec, ja que és un objectiu del treball.

4.5.4.2 ANÀLISI DE RATXES MENSUALS

Com anteriorment s’ha comentat a l’ 4.3.3 Cabal, en un total de 511 mesos (71%) el cabal és nul, per tant en aquests mesos no es complirà cap dels criteris exposats en la Taula 44.

102

A la Taula 47 hi ha el resum de l’an{lisi de les ratxes mensuals segons els 3 criteris. En el criteri objectiu, que és el de la demanda (1.020,90 m3) hi ha un total de 65 ratxes amb una durada màxima de 21 mesos que es repeteix dos cops, des del desembre del 1984 fins a l’agost del 1986, i el juliol de l’any 2000 fins al març del 2002.

TAULA 47.- RESUM DE LES RATXES MENSUALS

Demanda Promig Mediana Nombre de ratxes 65 44 54 Durada màxima (mesos) 21 69 21

En un total de 559 mesos (78% del total) presenten un dèficit pel que fa a la demanda, i 504 mesos (70% del total) pertanyen a una ratxa. Les principals ratxes, com explica l’Apartat 4.3.3.3 Cabals mensuals simulats (CEDEX), es concentren en els mesos d’estiu (juny, juliol i agost) i en els mesos d’hivern (novembre, desembre, gener i febrer). Segons el criteri de demanda les ratxes es veuen resumides a la Taula 48

TAULA 48.- RATXES MENSUALS SEGONS EL CRITERI DE LA DEMANDA

Nombre de mesos per ratxa 3 4 5 6 ≥7 Nombre de ratxes 8 13 5 7 32 Ratxes acumulades 8 21 26 33 65 Proporció 12% 20% 8% 11% 49% Proporció acumulada 12% 32% 40% 51% 100%

La majoria de les ratxes, un 49% del total, tenen una durada superior al mig any, bastant preocupant, ja que indica una llarga durada dels mesos secs. En total es concentren 361 mesos que representen un 72% del total de mesos presents en un ratxa (50% del total de mesos de la sèrie).

103

4.5.5 ÍNDEX DE PRECIPITACIÓ ESTANDARDITZAT (SPI)

A la Taula 49.- Índex de Precipitació Estandarditzat (SPI) hi ha els valors de l’índex SPI per la sèrie de precipitació anual procedents del CEDEX, vegeu Annex VII: Sèrie de precipitació, evapotranspiració potencial i cabal anuals del CEDEX i índex SPI (1950- 2009).

TAULA 49.- ÍNDEX DE PRECIPITACIÓ ESTANDARDITZAT (SPI)

SPI Categoria Anys Percentatge < -2 Extremadament sec 0 0% -1,99 -1,5 Severament sec 6 10,00% -1,49 -1 Moderadament sec 3 5,00% -0,99 0,99 Normal 40 66,67% 0,99 1,49 Moderadament humit 7 11,67% 1,5 1,99 Molt humit 1 1,67% > 2 Extremadament humit 2 3,33%

S’observa que la majoria d’anys, en dos terços, el règim de precipitació es considera normal mitjançant aquest mètode. En la categoria de “moderadament humit” hi ha el 11,67% dels anys, mentre que en la de “severament sec” el 10%. És important detallar que no hi ha cap any considerat com a “extremadament sec”, mentre que un 3,33% dels anys cauen dins la categoria “extremadament humit”. En el 16,67% dels casos es troba un any considerat superior a un any normal, mentre que en un 15% és inferior.

Per tal de poder expressar millor com afecten aquests anys en el total, és necessari contar les diferents ratxes que hi ha segons la categoria, considerant una ratxa a un període superior a 3 anys a on es mantingui el mateix valor del criteri. En el cas de l’any normal s’expressen les ratxes en la Taula 50.

TAULA 50.- RATXES D'UN ANY NORMAL SEGONS SPI

Ratxes 3 4 5 6 7 8 2 3 0 1 0 1

104

Per a complir amb l’objectiu de l’estudi interessa els SPI que indiquen anys més secs de l’any normal, en aquest cas hi ha 9 anys que presenten un valor negatiu de l’índex, vegeu Taula 51.

TAULA 51.- RATXES D'UN ANY SEVERAMENT SEC SEGONS SPI

Ratxes 3 4 5 6 7 8 1 0 0 0 0 0

S’observa de que hi ha una sola ratxa de 3 anys considerats com a severament secs, escauen als anys 2005, 2006 i 2007. Cal destacar que dels 10 últims anys, només aquests 3 no presenten una normalitat, o superior a aquesta, segons l’índex SPI.

4.5.5.1 CAPACITAT DEL SISTEMA CISTERNA-POU

Amb les dades que es coneixen del pou, Taula 52, es pot fer un càlcul aproximatiu de la independència del consum d’aigua de la fortalesa. D’aquesta manera es pot saber el temps aproximat que pot aguantar la població en els períodes de sequera.

TAULA 52.- DADES DEL POU

Altura del fossat (m) 6,5 Altura de la marca d’aigua (m) 5 Superfície (m2) 33,18 Volum (m3) 165,92

Un cop es coneix el volum aproximat d’aigua que emmagatzemava el pou, es procedeix a dividir aquest pel consum mensual dels habitants (m3) i així se sabrà aproximadament el nombre total de mesos d’independència de consum.

105

푉표푙푢푚 푑푒푙 푝표푢 165,92 푀푒푠표푠 푑′ 푖푛푑푒푝푒푛푑è푛푐푖푎 = = = 4,55 푚푒푠표푠 퐶표푛푠푢푚 푚푒푛푠푢푎푙 36,48

Segons les dades de l’Apartat 4.5.4.2 Anàlisi de ratxes mensuals, el nombre de mesos que compleixen el criteri de capacitat del sistema cisterna-pou, 4 mesos d’independència, es resumeixen a la Taula 53.- Mesos que compleixen el criteri del sistema cisterna-pou, es mostren els mesos que pertanyen a una ratxa igual o inferior a 4 mesos i els que compleixen amb el criteri de la demanda.

TAULA 53.- MESOS QUE COMPLEIXEN EL CRITERI DEL SISTEMA CISTERNA-POU

Mesos Proporció Ratxes 76 11% No ratxes 161 22% Total 237 33%

Un terç del total de mesos no tindr{ problemes d’abastament amb el pou, en els dos terços restants, hi hauria problemes d’abastament per a l’ús dels habitants de la fortalesa.

106

5. CONCLUSIONS

S’han estimat els recursos hídrics que proveeix les conques de l’Aixaragall i de lo Pedroell per considerar les possibilitats d’abastament del nucli ibers dels Vilars d’Arbeca. Per tal fi s’ha emprat 3 metodologies diferents de les quals finalment només una dóna resultats coherents si es comparen amb els cabals mesurats a camp. La metodologia més adequada ha estat la proposta de part del CEDEX amb el seu model del SIMPA.

El torrent de l’Aixaragall ha aportat els sediments que formen el con al·luvial sobre el que es troba emplaçat el poblat dels Vilars. Té una conca de 20,65 km2 i les aigües del torrent recorren un camí subsuperficial fins el con de dejecció. En aquesta zona, al arribar a l’encreuament amb el canal d’Urgell, les aigües afloren i travessen el canal d’Urgell per sota mitjançant un desguàs artificial, ara parcialment conduit per tubs, que transcorre a escassos 15 metres del sector N del poblat.

Els recursos hídrics o aportacions anuals del torrent de l’Aixaragall han estat calculats amb dues tècniques diferents: l’aforament directe del cabal del torrent al llarg de l’any 2011 (cabal mitj{ anual de 3,56 l/s amb una precipitació de 302,6 mm) i l’estimació indirecta a partir d’un model de recursos hídrics sobre una informació distribuïda de malla 1 x 1 km (SIMPA-CEDEX) i aplicat a la conca durant 60 anys (cabal mitjà de 10,36 l/s amb una precipitació de 428,1 mm). Les aportacions mitjanes anuals obtingudes amb les dues tècniques són respectivament: 112.000 m3 i 325.000 m3. Val dir que la diferència de recursos entre els dos mètodes es deu b{sicament a que l’any aforat (2011) ha estat un dels més secs del període de registre. Per altra banda, segons el model i per al clima actual, cal destacar una gran irregularitat mensual del recurs ja que molts mesos no tindrien aportació o seria inapreciable (un 70% dels mesos).

La demanda anual d’aigua del poblat (considerant uns 150 habitants) i incloent-hi la dotació pels animals estabulats, ha estat estimada de forma aproximada en 440 m3. Si, a més, es consideren les dotacions d’aigua per mantenir el fossat inundat fins a una cota fixa de 1,5 m (volum dels fossats interns, més les pèrdues per evaporació i infiltració), es fan necessaris uns 11.800 m3 anuals. En total uns 12.250 m3. Caldria afegir l’aigua necess{ria per omplir i mantenir el fossat extern darrerament descobert, però aquest sembla, a la llum dels coneixements actuals, de dimensions iguals o menors que l’intern.

El pou situat al bell mig de la fortalesa tindria una capacitat aproximada de 160 m3 si s’omple fins a una cota de 5 m d’aigua.

108

Analitzant les aportacions del torrent i les demandes del sistema fortificat es pot concloure que l’abastament del poblat i del sistema de fossats estaria garantit a partir de l’escolament mitj{ del torrent de l’Aixaragall, que comptaria amb unes aportacions uns 10 cops superiors a les necessàries. La cota del nivell de base del torrent actual (ara conduit per tubs) es molt propera a la superfície topogràfica, però el nivell base del torrent existent en època de Vilars III-IV era (d’acord amb la troballa de paleocanals amb cer{mica en el fons que han permés datar aquestes superfícies) a 1,5 m per sota de la superfície del terreny actual (cota -3,10 m del zero del jaciment). Per tant, es troba per sobre o al mateix nivell que la cota més alta del rebliment del fossat, d’acord amb la marca de carbonats precipitats, l’inici de les escales del pou o l’alçada del sediments reduïts, i per tant, hidr{ulicament, permetria la desviació i entrada de l’aigua.

En reforç d’aquesta hipòtesi s’hi suma el fet que, d’acord amb estudis paleoclimàtics de la zona, la precipitació anual estimada per al període de funcionament del poblat seria de l’ordre d’un 25% superior a l’actual i, per tant, els recursos hídrics disponibles serien més grans que els avaluats per al clima actual.

Altres reflexions que es poden tenir en compte:

- Per evitar l’eutròfia de les aigües del fossat i, de retruc del pou, es necessari que es mantingui un flux continu d’aigua d’entrada i sortida per tal de renovar l’aigua emmagatzemada. - La demanda del fossat representa, en volum, 25 cops les necessitats d’abastament del poblat. Per tant, la iniciativa de construir el fossat representa un gran salt urbanístic i de necessitat de recursos que sols es pot plantejar amb garanties de disponibilitat de recurs. - La capacitat d’aigua del pou, si s’interromp la seva alimentació lateral permetria una reserva d’aigua per a uns 4 mesos aproximadament. - Les pèrdues per evaporació i infiltració en el fossat representen la meitat de la demanda d’aigua (52%) que s’ha de subministrar al fossat per a mantenir el nivell estable. - Les pèrdues per infiltració són només un 5% de les pèrdues totals del fossat. Això podria explicar la no preocupació en invertir un esforç per fer-lo més impermeable, tal com arrebossar el mur lateral o altres.

109

6. BIBLIOGRAFIA

ARTICLES

Aguilera M.; Espinar C.; Ferrio J.P.; Pérez G.; Voltas J. (2009). “A map of autumn precipitation for the third millenium BP in the Eastern Iberian Peninsula from charcoal carbon isotopes”. Journal of Geochemical Exploration. Volum 102: p. 157-165.

Aguilera M.; Ferrio J.P.; Pérez G.; Araus J.L.; Voltas J.(2011). “Holocene changes in precipitation seasonality in the western Mediterranean Basin: a multi-species approach using δ13C of archaeobotanical remains”. Journal of quaternary science. Volum 27, num 2: p. 192-202.

Beven K.; Kirkby M.; Shoffield M.; Tagg A. (1984). “Testing a Physicalli based flood forescasting model (TOPMODEL) for the UK catchments”. Journal of hydrology. Volum 69: p. 119-143.

Cremaschi M.; Pizzi C. i Valsecchi V. (2006). “Water management and land use in the terramare and a possible climatic co-factor in their abandonament: The case study of the terramara of Poviglio Santa Rosa (northen Italy)”. Quaternari International. Volum 151, tema 1: p. 87-98.

Estrella T.; Cabezas F.; Estrada F. (2009). “La evolución de los recursos hídricos en el Libro Blanco del Agua en España”. Ingeniería del Agua. Volum 6, num 2: p. 125-138.

Ferrio J.P.; Alonso N.; López J. B.; Araus J. L. i Voltas J. (2006). “Carbon isotope composition of fossil charcoal reveals aridity in the NW Mediterranean Basin”. Global change biology. Núm. 12: p.1-14.

Ferrio J.P.; Voltas J.; Alonso N. i Araus J.L. (2007). “reconstruction of climate and crop conditions in the past based carbon isotope signature of archaebotanical remains”. Terrestral ecology. Volum 1: p. 319-322.

Junyent E.; López J. B.; Moya A. i Tartera E. (2009). “L’accés fortificat i les portes en el sistema defensiu de la fortalesa dels Vilars (Arbeca, les Gariigues)”. Revista d’arqueologia de Ponent. Núm. 19: p. 307-334.

111

Kirkby M. (1975). “Hydrograph modelling strategies”. Process in physical and human geography. P. 69-90.

Mouelhi S.; Michel C.; Perrin C.; Andréassian V. (2005). “Linking stream flow to rainfall at the annual time step: The Manabe bucket model revisited”. Journal of hydrology. Volum 328: p. 283-296.

Riera S.; Wansard G. i Juli{ R. (2003). “2000-year environmental history of karstic lake in the Mediterranean Pre-Pyrenees: the Estanya lakes (Spain)”. Catena. Volum 55, tema 3: p. 293-324.

S{ez A; Junyent E. (setembre del 2010) “L’enigma dels Ibers”. Sàpiens. Núm. 95: p. 42-46.

Sancho S.; Fort R. i Belmonte A. (2002). “Weathering rates of historic sandstone structures in semiarid environments (Ebro basin, NE Spain)”. Catena. Volum 53, tema 1: p. 53-64.

Voltas J.; Ferrio J.P.; Alonso N.; Araus J.Ll. (2008). “Stable carbón isotopes in archaeobotanical remains and palaeoclimate”. Contributions to science. Volum 4: p. 21-31.

Wu Y. i Wang C. (2009). “Extended depth of focus image for phytolith analysis”. Journal of archaeological science. Num. 36: p. 2253-2257.

LLIBRES

Ayala F.J.; Olcina J. (2002). Riesgos naturales. 1ª edició. Barcelona: Editorial Ariel. 84-344- 8034-4

Custodio E.; Llamas M.R. (1983). Hidrologia subterranea. 2ª edició. Barcelona: Ediciones Omega. 84-282-0446-2

Martínez A.; Navarro J. (1996). Hidrología forestal: El ciclo hidrológico. 1ª edició. Palencia: Universidad de Valladolid. ISBN 84-7762-588-3

Muñoz R.; Ritter A. (2005). Hidrología agroforestal. 1ª edició. Canàries: Ediciones Mundi- Prensa. 84-8476-245-9

Observatori del paisatge. (2010). Les Terres de Lleida: catàleg de paisatge. 1ª edició. Barcelona: Generalitat de Catalunya. ISBN 9788439382973

112

PROJECTES I TESIS

Balasch J. C. (2006). “Caracterització de la geometría del cona al·luvial del Riu Corb per a la seva consideració com a reservori geoestratègic de recursos hídrics subterranis”.

Canet Castellà, R. (1997). Estudi hidrològic forestal de la conca del riu Cantó (Soriguera, Pallars Sobirà). Teball pràctic tutorat. Universitat de Lleida, Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Agr{ria.

Civit Abella, N. (2008). Estudi dels recursos hídrics per a l’abastament d’un poblat Ilerget (els Vilars d’Arbeca, s. VII – IV a.c.). Treball pràctic tutorat. Universitat de Lleida. Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Agr{ria.

Junyent, E.; Poch, R. MA.; Balasch, J.; Sala, R (2008). La fortalesa de l’aigua. Els fossats i el pou dels Vilars d’Arbeca: primeres lectures. Projecte “La arquitectura del poder en el Valle del Segre y el Mediterr|neo noroccidental dutante el III y el I milenio a.n.e.” Ministerio de Ciencia e Innovación.

Martín de Oliva Romero, J. (2005). Estudio de inundabilidad de la cuenca alta del río Corb. Reconstrucción de “l’Aiguat de Santa Tecla” (1874). Projecte final de carrera. Universitat de Lleida. Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Agr{ria.

Mouelhi S. (2003). “Vers une ch}ine cohérente de modèles pluie-debit conceptuels globaux aux pas de temps pluriannuel, annuel, mensuel et journalier. Tesis doctoral. IRSTEA. CEAMGREF ANTONY. France.

Prisani Beiga, B. (2008). Acoplamiento de modelos hidrológicos semidistribuidos y sistemas de información geográfica terrestre. Tesis doctoral. Universidade da Coruña. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.

Tortolà Merlos, S. (2011). Modelatge hidraulic d’una conca forestal a la mediterr{nia amb TOPMODEL. Projecte final de carrera. Universitat de Lleida. Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Agraria.

113

SUPORTS DIGITALS

DESCOBRIR (2012). El retorn dels Ibers [en línea]. Disponible a internet: http://www.descobrir.cat

GENERALITAT DE CATALUNYA (2011). Departament de Medi Ambient [en línea]. Disponible a internet: http://www20.gencat.cat/portal/site/dmah

INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE EN SCIENCES ET TECHNOLOGIES POUR L’ENVIRONNEMENT ET L’AGRICULTURE (2011). Cemagref. Modèles hydrologiques du génie rural. [en línia]. Disponible a internet: http://www.cemagref.fr/webgr/Historiquegb.htm

INSTITUT CARTOGRÀFIC DE CATALUNYA (2010). Mapa interactiu [en línea]. Disponible a internet: http://www.icc.cat/

MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE RURAL Y MARINO (2011). Sistema integrado de información del agua [en línea]. Disponible a internet: http://servicios2.marm.es/sia/visualizacion/descargas/documentos.jsp

SERVEI METEOROLÒGIC DE CATALUNYA (2011). Xarxa agrometeorològica de Catalunya [en línia]. Disponible a internet: http://xarxes.meteocat.com/

SOTA TERRA (2010, 4 d’agost) Televisió de Catalunya TV3, capítol 11 Els Vilars d’Arbeca [en línea]. Disponible a internet: http://www.tv3.cat/videos/3057970/Els-Vilars-dArbeca

114

ANNEX I: MAPA DE SITUACIÓ (1:50.000)

116

ANNEX II: MAPA DE RELLEU

118

ANNEX III: CURSOS SEGONS STRAHLER

120

ANNEX IV: MAPA D’USOS DEL SÒL

122

ANNEX V: MAPA DE SUBSTRATS LITOLÒGICS

124

ANNEX VI: SÈRIES DE PRECIPITACIÓ I

EVAPOTRANSPIRACIÓ POTENCIAL

MESURADES A LES ESTACIONS (XAC)

ANNEX VI: SÈRIES DE PRECIPITACIÓ I EVAPOTRANSPIRACIÓ

POTENCIAL MESURADES A LES ESTACIONS (XAC)

Castelldans ANY PLUJA (mm) ETO (mm) 1997* 81,8 27,0 1998 274,7 218,7 1999 321,5 805,3 2000 429,1 889,2 2001 446,5 893,1 2002 335,5 902,4 2003 449,4 884,0 2004 331,6 912,3 2005 254,6 937,8 2006 246,5 746,3 2007 302,9 800,1 2008 416,4 934,6 2009 385,3 1030,9 2010 410,1 1050,0 2011 283,9 1032,7

126

Golmés ANY PLUJA (mm) ETO (mm) 2000* 179,3 315,3 2001 330,6 1048,8 2002 322,4 988,0 2003 448,4 1028,9 2004 329,6 998,6 2005 338,8 1035,1 2006 255,0 1055,0 2007 286,1 1006,3 2008 530,7 970,9 2009 423,9 1009,8 2010 427,3 1030,8 2011 284,7 1050,3

Sant Martí de Riu Corb ANY PLUJA (mm) ETO (mm) 2002 313,8 998,9 2003 476,0 1059,6 2004 355,8 1002,9 2005 293,5 1063,4 2006 236,6 1080,4 2007 280,7 1024,1 2008 524,1 970,0 2009 356,7 1045,5 2010 432,4 1003,6 2011 339,2 1052,3

En * estan marcats els anys que no tenen la sèrie anual completa, són el cas del 1997 a Castelldans i del 2000 a Golmés.

127

ANNEX VII: SÈRIE DE PRECIPITACIÓ,

EVAPOTRANSPIRACIÓ POTENCIAL I CABAL

ANUALS DEL CEDEX I ÍNDEX SPI(1950- 2009).

ANNEX VII: SÈRIE DE PRECIPITACIÓ, EVAPOTRANSPIRACIÓ

POTENCIAL I CABAL ANUALS DEL CEDEX I ÍNDEX SPI (1950- 2009)

ANY PRECIPITACIÓ (mm) EVAPOTRANSPIRACIÓ POTTENCIAL (mm) CABAL (l/s) ÍNDEX SPI 1950 268,24 798,15 0,15 -1,81 1951 579,26 715,79 9,27 1,46 1952 362,80 773,64 0,33 -0,62 1953 523,68 732,22 23,76 0,98 1954 345,42 731,94 0,74 -0,82 1955 471,52 761,55 0,54 0,50 1956 503,41 724,46 4,76 0,80 1957 451,45 728,60 5,58 0,30 1958 356,50 785,90 2,35 -0,69 1959 514,38 772,08 17,07 0,89 1960 648,17 721,32 27,49 2,01 1961 389,51 778,28 0,78 -0,33 1962 506,39 753,68 5,17 0,82 1963 482,97 715,30 2,24 0,61 1964 571,66 742,51 7,17 1,39 1965 517,93 749,01 10,18 0,93 1966 400,28 741,84 2,29 -0,21 1967 423,10 737,83 5,29 0,02 1968 479,15 742,56 0,89 0,57 1969 648,17 703,96 88,92 2,01 1970 451,84 803,31 6,60 0,31 1971 590,30 733,04 26,24 1,55 1972 537,85 708,13 31,21 1,11

129

ANY PRECIPITACIÓ (mm) EVAPOTRANSPIRACIÓ POTTENCIAL (mm) CABAL (l/s) ÍNDEX SPI 1973 366,50 776,21 1,28 -0,58 1974 380,64 758,43 12,72 -0,42 1975 509,33 766,32 1,77 0,85 1976 405,42 751,75 0,27 -0,16 1977 527,16 707,40 31,13 1,01 1978 361,71 741,88 3,31 -0,64 1979 436,79 741,90 10,16 0,16 1980 258,40 735,98 0,00 -1,95 1981 410,47 745,86 3,74 -0,11 1982 466,17 755,01 0,20 0,45 1983 373,47 772,22 3,59 -0,50 1984 425,58 741,65 28,66 0,05 1985 291,98 766,84 1,92 -1,49 1986 425,12 762,41 1,81 0,05 1987 395,48 763,38 10,95 -0,26 1988 291,40 759,54 4,52 -1,49 1989 414,12 784,84 0,53 -0,07 1990 342,59 770,66 0,69 -0,86 1991 395,83 736,04 17,06 -0,26 1992 552,15 717,22 7,82 1,23 1993 412,98 717,12 1,10 -0,08 1994 503,96 772,46 70,33 0,81 1995 299,19 749,50 1,58 -1,39 1996 551,46 733,06 38,53 1,23 1997 484,07 744,87 33,87 0,62 1998 271,99 755,25 0,11 -1,76 1999 377,14 744,37 0,74 -0,46 2000 420,37 757,24 0,08 0,00 2001 326,10 762,34 0,57 -1,05 2002 340,99 738,09 0,49 -0,88 2003 513,26 767,70 2,17 0,89 2004 380,26 735,42 28,94 -0,43

130

ANY PRECIPITACIÓ (mm) EVAPOTRANSPIRACIÓ POTTENCIAL (mm) CABAL (l/s) ÍNDEX SPI 2005 288,07 765,91 0,51 -1,54 2006 274,61 778,89 2,18 -1,72 2007 282,17 754,63 0,32 -1,62 2008 538,79 721,59 7,73 1,12 2009 365,05 776,53 11,12 -0,59

131

ANNEX VIII: SÈRIE DE CABALS MENSUALS

SIMULATS PEL MÈTODE DEL CEDEX (1950- 2009)

ANNEX VIII: SÈRIE DE CABALS MENSUALS SIMULATS PEL

MÈTODE DEL CEDEX (1950-2009)

A continuació es mostren les dades de cabal dels 209 mesos que presenten cabal a la sèrie simulada per la metodologia del CEDEX, essent un 29% d’un total de 720 mesos simulats. Els anys 1980, 1985 i 2001 no presenten cabal en la totalitat dels seus mesos

Any Mes Cabal (m3/mes) 1950 8 753.650,17 1950 12 4.606,10 1951 1 333,47 1951 3 41.882,19 1951 4 18.497,36 1951 5 99.917,01 1951 6 823,26 1951 9 122.238,89 1951 10 8.430,63 1951 11 229,26 1952 3 3.991,26 1952 5 6.315,15 1952 10 93,79 1952 11 93,79 1953 6 671.511,48 1953 9 74.979,44 1953 12 2.740,74 1954 3 20.644,10 1954 4 666,95 1954 5 2.157,16 1955 1 3.355,58 1955 6 427,26 1955 7 5.856,63

133

Any Mes Cabal (m3/mes) 1955 8 7.284,31 1956 3 19.831,25 1956 4 25.698,30 1956 5 96.603,11 1956 9 7.930,42 1957 4 3.668,21 1957 5 1.854,95 1957 6 163.141,50 1958 12 74.187,44 1959 3 15.412,73 1959 9 503.221,98 1959 10 19.476,94 1959 12 41,68 1960 1 26.802,94 1960 2 58.774,71 1960 3 477.971,78 1960 5 541,89 1960 6 31,26 1960 10 46.436,19 1960 12 256.232,72 1961 9 16.673,68 1961 11 8.034,63 1962 3 125,05 1962 4 135.400,67 1962 5 11.202,63 1962 9 802,42 1962 10 31,26 1963 4 1.062,95 1963 6 5.158,42 1963 9 64.287,44 1964 2 9.993,78 1964 3 969,16 1964 6 3.355,58

134

Any Mes Cabal (m3/mes) 1964 9 5.689,89 1964 12 206.065,80 1965 2 9.774,94 1965 3 3.063,79 1965 4 437,68 1965 8 3.074,21 1965 10 304.773,97 1966 1 13.766,20 1966 2 9.264,31 1966 4 3.095,05 1966 5 29.918,83 1966 6 354,32 1966 10 15.892,10 1967 3 41,68 1967 11 166.934,76 1968 3 208,42 1968 5 646,10 1968 6 23.436,94 1968 8 2.407,26 1968 11 927,47 1968 12 364,74 1969 1 1.990,42 1969 2 4.637,37 1969 3 532.109,12 1969 4 1.805.060,96 1969 5 430.003,70 1969 6 16.173,47 1969 9 6.242,21 1969 10 8.097,15 1970 1 1.229,68 1970 5 121.238,47 1970 10 69.216,60 1970 12 16.600,73

135

Any Mes Cabal (m3/mes) 1971 1 52.365,77 1971 3 29.168,51 1971 4 75.750,60 1971 5 322.573,11 1971 9 154.492,03 1971 11 739,89 1971 12 192.424,65 1972 1 183.858,55 1972 2 63.620,50 1972 3 109.400,16 1972 4 16.829,99 1972 5 345.541,10 1972 6 255.888,83 1972 9 9.035,05 1973 6 406,42 1973 12 39.881,35 1974 2 93,79 1974 3 395.291,19 1974 4 3.178,42 1974 9 2.511,47 1975 5 11.160,94 1975 6 39.464,51 1975 9 5.241,79 1976 9 239,68 1976 10 2.834,53 1976 12 5.471,05 1977 1 32.961,77 1977 3 9.045,47 1977 4 178.460,44 1977 5 754.952,81 1977 6 5.627,37 1977 10 531,47 1978 3 291,79

136

Any Mes Cabal (m3/mes) 1978 4 98.124,59 1978 5 1.584,00 1978 6 4.085,05 1978 12 156,32 1979 1 14.381,05 1979 3 8.399,36 1979 4 7.107,15 1979 10 290.445,03 1981 6 112.870,37 1981 9 5.148,00 1982 2 416,84 1982 8 5.148,00 1982 11 781,58 1983 6 156,32 1983 8 3.584,84 1983 11 109.129,21 1983 12 385,58 1984 2 1.260,95 1984 3 158.410,35 1984 4 1.260,95 1984 5 732.453,77 1984 11 10.389,78 1986 9 38.161,88 1986 10 19.039,25 1987 1 750,32 1987 2 5.669,05 1987 10 328.419,32 1987 12 10.358,52 1988 1 91.903,22 1988 4 29.866,72 1988 5 20.748,31 1989 4 156,32 1989 11 16.548,62

137

Any Mes Cabal (m3/mes) 1990 10 21.686,20 1991 3 537.694,80 1991 5 52,11 1991 10 208,42 1992 5 138.297,73 1992 6 24.103,88 1992 9 77.219,96 1992 10 6.888,31 1993 5 31,26 1993 8 83,37 1993 9 18.841,25 1993 10 15.819,15 1994 9 78.856,07 1994 10 1.508.957,29 1994 11 630.160,76 1994 12 31,26 1995 1 708,63 1995 12 49.051,87 1996 1 969.709,75 1996 4 20.237,67 1996 5 437,68 1996 11 14.443,57 1996 12 210.317,59 1997 1 1.026.243,94 1997 6 6.648,63 1997 12 35.160,62 1998 12 3.407,68 1999 5 13.161,78 1999 9 10.077,15 2000 4 41,68 2000 5 1.386,00 2000 6 1.083,79 2002 4 15.496,10

138

Any Mes Cabal (m3/mes) 2003 2 5.085,47 2003 5 333,47 2003 9 990,00 2003 10 47.019,77 2003 11 15.006,31 2003 12 72,95 2004 2 36.025,56 2004 3 51.250,71 2004 4 690.498,63 2004 5 135.025,52 2005 11 16.027,57 2006 1 3.772,42 2006 9 64.860,60 2007 4 10.191,78 2008 5 219.133,79 2008 6 1.802,84 2008 10 917,05 2008 11 21.811,25 2008 12 250,11 2009 1 541,89 2009 4 350.043,00

139

ANNEX IX: ANNEX FOTOGRÀFIC

FIGURA 34.- IMATGE AÈRIA DEL POBLAT. (FONT: DESCOBRIR.CAT)

FIGURA 35.- PART NORD DE LA FORTALESA. (FONT: PRÒPIA)

141

FIGURA 36.- DETALL DELS HABITATGES. (FONT: PRÒPIA)

FIGURA 37.- DETALL DEL CAMP FRISÓ I LA MURALLA. (FONT: PRÒPIA)

142

FIGURA 38.- DETALL DEL SISTEMA CISTERNA-POU. (FONT: PRÒPIA)

FIGURA 39.- DETALL DE LA RAMPA DEL SISTEMA CISTERNA-POU. (FONT: PRÒPIA)

143

FIGURA 40.- DETALL DEL SUD DEL FOSSAT. (FONT: PRÒPIA)

FIGURA 41.- DETALL DEL MUR EXTERIOR DEL FOSSAT. (FONT: PRÒPIA)

144

FIGURA 42.- DETALL DE L'EST DEL FOSSAT I DE VILARS IV. (FONT: PRÒPIA)

FIGURA 43.- PUNT DE MESURA DEL CABAL, PUNT C DE LA FIGURA 8. (FONT: PRÒPIA)

145

FIGURA 44.- DETALL DE LA SURGÈNCIA. (FONT: PRÒPIA)

FIGURA 45.- PAS PER SOTA DEL CANAL D'URGELL (EST), PUNT A DE LA FIGURA 8. (FONT: PRÒPIA)

146

FIGURA 46.- PAS PER SOTA DEL CANAL D'URGELL (OEST). (FONT: PRÒPIA)

FIGURA 47.- COMENÇAMENT DE LA CANALITZACIÓ, PUNT B DE LA FIGURA 8. (FONT: PRÒPIA)

147

FIGURA 48.- PROCÉS DE MESURA DEL CABAL. (FONT: PRÒPIA)

FIGURA 49.- PROCÉS DE MESURA DEL CABAL. (FONT: PRÒPIA)

148

FIGURA 50.- PROCÉS DE MESURA DE LA CONDUCTIVITAT. (FONT: PRÒPIA)

149

ANNEX X: EL FOSSAT

FIGURA 51.- VISTA EN PLANTA DEL FOSSAT

151

FIGURA 52.- TALL 12A

FIGURA 53.- TALL 12C

FIGURA 54.-TALL 12D

FIGURA 55.- TALL 12E

FIGURA 56.- TALL 12H