3 research outputs found
Numerical study for the development of flood maps considering the break hypothesis in irrigation reservoirs
[EN] The need to regulate the water volume as a function of irrigation needs, as well as the availability of hydric resources, caused the building of a high number of irrigation reservoir. This research describes the process for the development of floods maps when the break hypothesis is considered in irrigation reservoirs. This process was applied on 14 study cases, using FLDWAV and IBER model. The results showed the difference between the failure forms (piping and overtopping). These differences force to consider the two failure hypotheses in the study. Different criteria of damage were defined through velocity and depth values, which enable to interpret more specific the risk areas. The study contributes to improve the interpretation of this type of situations, helping in the planning and management of these possible emergencies.[ES] La necesidad de regular los volúmenes de agua en función de las necesidades de riego y la disponibilidad de los recursos hídricos ha provocado la construcción de un gran número de balsas de riego. El presente trabajo describe el proceso para el desarrollo de mapas de inundación en caso de rotura, los cuales son obligatorios según la normativa española. Este proceso ha sido aplicado a 14 casos de estudio reales, empleándose los modelos de cálculo FLDWAV e IBER. Los resultados han mostrado que existen diferencias al considerar las distintas formas de rotura: tubificación o sobrevertido, obligando a que ambas sean consideradas. A partir de los valores de calado y velocidad se han definido diferentes criterios de daño, que permiten una interpretación más específica de las zonas inundadas. El estudio realizado contribuye a una mejor interpretación de este tipo de situaciones, así como ayudar en la planificación y gestión de posibles emergencias.Este trabajo se encuentra en el marco del convenio de investigación entre la Universidad Politécnica de Valencia y la Comunidad General de Usuarios del Alto Vinalopó denominado “Realización de documentos PE para balsas de riego”.Los autores agradecen D. José Luis Adalid Elorza (†) su aportación al diseño de elementos de seguridad en balsas de tierra para riego que están contribuyendo eficazmente a la seguridad real de las mismas.Sánchez-Romero, F.; Pérez-Sánchez, M.; Redón-Santafé, M.; Torregrosa Soler, J.; Ferrer Gisbert, C.; Ferrán Gozálvez, J.; Ferrer Gisbert, A.... (2019). Estudio numérico para la elaboración de mapas de inundación considerando la hipótesis de rotura en balsas para riego. Ingeniería del Agua. 23(1):1-18. https://doi.org/10.4995/ia.2019.8892SWORD118231Abt, S.R., Wittier, R.J., Taylor, A., Love, D.J. 1989. Human Stability in a High Flood Hazard Zone. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 25, 881-890. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1989.tb05404.xACA, 2003. Recomanacions tècniques per als estudis d'inundabilitat d'àmbit local. Agencia catalana del Agua. Guia Técnica. 106.Adalid, J., Ferrer, C., Torregrosa, J. 2009. Guías para el proyecto, construcción, explotación, mantenimiento, vigilancia y planes de emergencia de las balsas de riego con vistas a la seguridad. Consellería de Medi Ambient, Aigua, Urbanisme i Habitatge https://www.cma.gva.es/comunes_asp/documentos/agenda/Cas/62949-balsas_indices.pdf, Valencia.Anta, J., Bermúdez, M., Cea, L., Suárez, J., Ures, P., Puertas, J. 2015. Modelización de los impactos por DSU en el río Miño (Lugo). Ingeniería del agua, 19(2), 105-116. https://doi.org/10.4995/ia.2015.3648Areu-Rangel, O.S., González-Cao, J., Crespo, A.J.C., Bonasia, R. 2017. Numerical modelling of hydrological safety assignment in dams with IBER. Sustainable Water Resources Management, 1-12. https://doi.org/10.1007/s40899-017-0135-2Bladé, E., Cea, L., Corestein, G. 2014a. Modelización numérica de inundaciones fluviales. Ingeniería del agua, 18, 71-82. https://doi.org/10.4995/ia.2014.3144Bladé, E., Cea, L., Corestein, G., Escolano, E., Puertas, J., Vázquez-Cendón, E., Dolz, J., Coll, A. 2014b. Iber: herramienta de simulación numérica del flujo en ríos. Revista Internacional de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería, 30, 1-10. https://doi.org/10.1016/j.rimni.2012.07.004Bladé, E., Cea, L., Corestein, G., Escolano, E., Puertas, J., Vázquez-Cendón, E., Dolz, J., Coll, A. 2014c. Iber: herramienta de simulación numérica del flujo en ríos. Revista Internacional de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería 30, 1-10. https://doi.org/10.1016/j.rimni.2012.07.004Bozkus, Z., Kasap, A. 1998. Comparison of physical and numerical dam-break simulations. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 22, 429-444.Bruau García, P., García Navarro, P. 2001. Modelo de simulación bidimensional de transitorios en aguas superficiales: aplicación a roturas de presa. Ingeniería Civil, 33-42.CEDEX. 2011. Mapa de caudales máximos. Memoria técnica. Madrid: Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX.Clausen, L., Clark, P.B. 1990. The development of criteria for predicting dambreak flood damages using modelling of historical dam failures, in: International Conference on River Flood Hydraulics. John Wiley & Sons Ltd. Hydraulics Research Limited, Wallingford, England, pp. 369-380.Echeverribar, I., Morales-Hernández, M., Lacasta, A., Brufrau, P., García-Navarro, P. 2017. Simulación numérica con RiverFlow2D de posibles soluciones de mitigación de avenidas en el tramo medio del río Ebro. Ingeniería del agua, 21(1), 53-70. https://doi.org/10.4995/Ia.2017.6550Fread, D.L. 1993. NWS FLDWAV Model: The replacement of DAMBRK for dam-break flood prediction. 10th Annual Conference of the ASDSO 177-184.Fread, D.L. 1998. NWS FLDWAV Model: Theoretical description. Hydrologic Research Laboratory, Office of Hydrology, National Weather Service, NOAA 335.Fread, D.L., Lewis, J.M. 1988. FLDWAV: A generalized flood routing model, in: Proceedings of National Conference on Hydraulic Engineering, ASCE. Colorado Springs, Colorado, pp. 668-673.Froehlich, D.C. 1995. Peak Outflow from Breached Embankment Dam. Journal of Water Resources Planning and Management 121, 90-97. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1995)121:1(90)Froehlich, D.C. 2008. Embankment Dam Breach Parameters and Their Uncertainties. Journal of Hydraulic Engineering, 134, 1708-1721. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2008)134:12(1708)Gobierno de España. 1995. Directriz Básica de Planificación de Protección Civil ante el Riesgo de Inundaciones.Gobierno de España. 2008. Real Decreto 9/2008, de 11 de enero, por el que se modifica el Reglamento del Dominio Público Hidráulico, aprobado por el Real Decreto 849/1986, de 11 de abril.González-Aguirre, J.C., Vázquez-Cendón, M.E., Alavez-Ramírez, J. 2016. Simulación numérica de inundaciones en Villahermosa México usando el código IBER. Ingeniería del agua, 20(4), 201-216. https://doi.org/10.4995/Ia.2016.5231González Ortega, J.M. 2010. Reflexiones acerca de la situación actual y la seguridad de las balsas en España., in: X Jornadas de Presas. Valladolid. pp. 1-10.Greimann, B.P. 2004. Comparison between the methods used in MIKE11 2003, FLDWAV 1.0, and HEC-RAS 3.1.1 to compute flows through a dam breach, in: Reclamation., B. of (Ed.). U.S. Department of the Interior, Bureau of Reclamation, [Denver, Colo.].Heimrich, A. 2009. Analyse comparative de cas de rupture de barrage avec les logiciels NWS FLDWAV et HEC RAS. Université de Sherbrooke.Karvonen, R.A., Hepojoki, H.K., Huhta, H.K., Louhio, A. 2000. The Use Of Physical Models In Dam-Break Flood Analysis, Development of rescue actions based on dam-break flood analysis (RESCDAM). Final report of Helsinki University of Technology 57.Kumar, S., Jaswal, A., Pandey, A., Sharma, N. 2017. Literature Review of Dam Break Studies and Inundation Mapping Using Hydraulic Models and GIS. International Research Journal of Engineering and Technology, 2395-56.MacDonald, T.C., Langridge-Monopolis, J. 1984. Breaching Charateristics of Dam Failures. Journal of Hydraulic Engineering, 110, 567-586. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1984)110:5(567)Martínez-Gomariz, E., Gómez, M., Russo, B. 2016. Estabilidad de personas en flujos de agua. Ingeniería del agua, 20(1), 43-58. https://doi.org/10.4995/ia.2016.4231Ministerio de Medio Ambiente de España. 1996. Clasificación de presas en Función del Riesgo Potencial - Guía Técnica. MARM, Madrid.Ministerio de Medio Ambiente de España. 2001. Guía técnica para la elaboración de los planes de emergencia de presas 164. MARM, Madrid.Ministerio de Medio Ambiente de España, 2011. Guía metodológica para el desarrollo del Sistema Nacional de Cartografía de Zonas Inundables. MARM, Madrid.Morris, M. 2009. Breaching processes: A state of the art review, T06-06-03. HR Wallingford.Nanía, L.S. 1999. Metodología numérico experimental para el análisis del riesgo asociado a la escorrentía pluvial en una red de calles. Universitat Politècnica de Catalunya. http://hdl.handle.net/2117/93707National Weather Service. 2007. Evaluation of Different Hydraulic Models in Support of National Weather Service Operations. Silver Spring, Maryland.Sánchez-Cordero, E., Boix, J., Gómez, M., Bladé, E. 2018. Análisis numérico 3D de una rotura de presa utilizando el método VOF y el modelo de turbulencia LES . Ingeniería del agua, 22(3), 167-176. https://doi.org/10.4995/ia.2018.9374Sánchez-Romero, F.J. 2014. Criterios de seguridad en balsas de tierra para riego. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38448Sánchez-Romero, F.J., Pérez-Sánchez, M., López-Jiménez, P.A. 2018. Modelo analítico para el cálculo de distribuciones de velocidad laterales en secciones tipo potencial-ley. Ribagua, 5, 29-47. https://doi.org/10.1080/23863781.2018.1442189Témez, J.R. 1992. Control del desarrollo urbano en las zonas inundables. Monografías del Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos 10, 105-115.Villanueva, I., García-Navarro, P., Zorraquino, V. 1999. Validación experimental de un modelo computacional unidimensional para el cálculo de ondas de avenida. Ingeniería del agua, 6(1), 55-62. https://doi.org/10.4995/ia.1999.2777Wahl, T. 1998. Prediction of Embankment Dam Breach Parameters-A literature review and needs assessment. U.S. Bureau of Reclamation Dam Safety.Wahl, T. 2004. Uncertainty of Predictions of Embankment Dam Breach Parameters. Journal of Hydraulic Engineering, 130, 389-397. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2004)130:5(389)Wahl, T.L., Courivaud, J.R., Kahawita, R., Hanson, G.J., Morris, M.W., McClenathan, J.T. 2008. Development of next-generation embankment dam breach models, in: 28th Annual USSD Conference "The Sustainability of Experience - Investing in the Human Factor." pp. 767-779.Wahl, T.L. 2010. Dam breach modeling-an overview of analysis methods, in: Joint Federal Interagency Conference on Sedimentation and Hydrologic Modeling.Walder, J.S., O'Connor, J.E. 1997. Methods for predicting peak discharge of floods caused by failure of natural and constructed earthen dams. Water Resources Research, 33, 2337-2348. https://doi.org/10.1029/97WR01616Wu, W., Altinakar, M.S., Song, C.R., Al-Riffai, M., Bergman, N., Bradford, S.F., Cao, Z., Chen, Q.J., Constantinescu, S.G., Duan, J.G. 2011. Earthen Embankment Breaching. Journal of Hydraulic Engineering, 137, 1549-1564. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000498Xu, Y., Zhang, L.M. 2009. Breaching Parameters for Earth and Rockfill Dams. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 135, 1957-1970. https://doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000162Zapata Raboso, F.A., 2003. Análisis del comportamiento histórico de balsas de tierra en la Provincia de Alicante. Criterios de Diseño. Universidad Politécnica de Valencia.Zhang, L.M., Xu, Y., Jia, J.S., 2009. Analysis of earth dam failures: A database approach. Georisk: Assessment and Management of Risk for Engineered Systems and Geohazards, 3, 184-189. https://doi.org/10.1080/1749951090283175
Contribución al comportamiento hidráulico de aliviaderos tipo canal para balsas
Los aliviaderos tipo canal son un tipo de estructura muy utilizada en balsas para el vertido de los volúmenes sobrantes, y como elemento de protección frente a posibles sobrevertidos. En este sentido
el dimensionado de este tipo de elementos y el cálculo del caudal máximo de salida está sujeto al caudal máximo de operación del sistema y al caudal máximo de lluvia sobre la superficie de la balsa. El caudal de diseño se verá afectado por la laminación que ejerce la superficie de la balsa.
En el presente artículo se analiza el funcionamiento de un aliviadero tipo canal con el objetivo de obtener expresiones simplificadas para el cálculo de:
Tiempo para que el caudal de salida por el aliviadero sea igual al caudal de entrada a la balsa (suponiendo este caudal constante en el tiempo).
Cálculo del volumen vertido para un determinado tiempo.
Análisis de efecto laminador de la balsa, para entrada de caudal de lluvia con o sin caudal de funcionamiento de la balsa.
Para todos estos aspectos se presentan una serie de ejemplos de aplicación de estas metodologías simplificadas
Considerations on the need for the existence of an inventory of reservoirs at the national level
Las balsas de tierra impermeabilizadas son obras presentes en todo el territorio nacional. A partir de los años 60, comienza en España la “tecnología para la construcción de balsas”. En los últimos años y debido a la escasez de nuevas obras de regulación en los ríos, a la modernización de los regadíos, a la utilización de aguas regeneradas y desaladas, el número de estas obras ha aumentado considerablemente. En la actualidad su número es muchísimo mayor que el de las presas. Actualmente en España se encuentran unas 1300 presas pero se desconoce el número real de balsas, aunque existen diversas estimaciones de entre 30000 y 80000 balsas incluso 100000.
En la actualidad solo existen registros incompletos y parciales en algunas comunidades autónomas, siendo lo habitual la falta de conocimiento por parte de la Administración del número y características de las balsas en su territorio, motivado principalmente por el gran desarrollo en las últimas décadas y que gran parte de estas obras son de titularidad privada.
El objetivo del presente trabajo es reflexionar sobre la necesidad de la existencia de un inventario y caracterización de las balsas a nivel nacional, exponiendo los últimos resultados realizados sobre la provincia de Alicante y proponiendo metodologías para su realización en el resto del territorio nacional