3D turbulent flow field at square pier in a gravel scour hole

River hydrodynamicsInteraction with structure

Flujo inducido por el rompimiento de una presa: análisis mediante modelación numérica

Se aplica el método de los volúmenes finitos para dar solución a las ecuaciones de Saint Venant 2D con términos fuente que gobiernan el escurrimiento de aguas someras, a fin de calcular el flujo inducido por el rompimiento de una presa. El modelo se verifica mediante el cálculo de siete casos con solución conocida, que son: (1) establecimiento del flujo normal a partir de una superficie libre horizontal; (2) establecimiento del flujo gradualmente variado en un canal con cambio de rugosidad; (3) escurrimiento sobre un obstáculo; (4) formación del salto hidráulico oblicuo; (5) oscilación amortiguada de la superficie libre en un estanque parabólico; (6) escurrimiento inducido por el rompimiento de una presa circular, y (7) escurrimiento inducido por el rompimiento parcial de una presa. El modelo se aplica para simular el flujo inducido por el rompimiento instantáneo de presas, a fin de analizar el efecto de la configuración geométrica del conjunto presa, embalse, valle y cauce sobre el hidrograma de salida. Se simularon 28 escenarios, considerando un valle con sección parabólica y un cauce con sección trapezoidal, donde se varió la altura y orientación del muro de la presa, el ancho de la brecha, la pendiente longitudinal y la rugosidad del cauce aguas abajo. Los resultados obtenidos muestran que la altura de la presa es la variable más influyente en el caudal máximo del hidrograma de salida y que el ancho de la brecha tiene un efecto importante en rompimientos parciales. La rugosidad del lecho atenúa de forma considerable el caudal máximo hacia aguas abajo y aumenta el tiempo de crecida. La orientación del muro y la pendiente longitudinal tienen un efecto menor sobre las crecidas provocadas por rompimiento. El modelo desarrollado predice de manera adecuada el complejo comportamiento que exhibe el flujo inducido por el rompimiento instantáneo de una presa, constituyendo una herramienta de simulación con capacidad predictiva

Comportamiento térmico en ríos mediterráneos andinos de la zona centro-sur de Chile

Despite of the importance of temperature in the fluvial ecosystems, the knowledge of its spatial and temporal variability in Andean rivers is limited, thus it is necessary to clarify the relative importance of site-specific factors in controlling the temperature of rivers. The aim of this research was to characterize the thermal regime of five Andean streams through an altitudinal gradient. The results show that there is a spatial and temporal variability in water temperature with a relatively rapid rise in temperature in mid-December, being stable in January and February, and a rapid decrease at the beginning of March and April. The thermal heterogeneity recorded in the high Andean zone of the Biobio River Basin makes it clear that geomorphology characteristics of each site are important in regulating water temperature, associated mainly with the altitude and shade; this latter mainly generated by high mountains and in some cases by the timberline. It is known that thermal variability, mainly the maximum and minimum mean temperatures; causing severe stress on stenotherm organisms. Therefore, a deeper knowledge of the river temperature is essential for the management and future protection of the Andean freshwater ecosystems to mitigate the impacts associated to the global warming.A pesar de la importancia que tiene la temperatura en los sistemas fluviales, el conocimiento de su variabilidad espacio-temporal en ríos de Chile es limitado. Tales estudios son necesarios para aclarar la importancia relativa de los factores locales a la hora de controlar la temperatura de los ríos. La presente investigación tuvo por objetivo caracterizar el régimen térmico de cinco ríos andinos de la región del Biobío a través de un gradiente altitudinal. Los resultados muestran que existe una variabilidad espacio-temporal en la temperatura del agua con un incremento relativamente rápido de la temperatura a mediados de diciembre, manteniéndose en enero y febrero, para disminuir rápidamente a principio de marzo y abril. La heterogeneidad térmica encontrada en la zona andina de la cuenca del río Biobío deja de manifiesto que las características geomorfológicas de cada sitio son relevantes en la regulación de la temperatura del agua, asociada principalmente a la altitud y sombra, esta última generada principalmente por las altas montañas y en algunos casos por la vegetación arbórea. Se prevé que cambios principalmente en las temperaturas medias máximas y mínimas podrían ocasionar un severo estrés en organismos estenotermos. Por lo tanto, un conocimiento detallado de la temperatura en ríos andinos podría proveer de información necesaria para direccionar la mitigación de los impactos asociados al calentamiento global