1.10. REGULACIÓN DE RÍOS

Transcripción

1 Clase 1.10 Pág. 1 de REGULACIÓN DE RÍOS Concepto Objetivo Adaptación del caudal de escorrentía a las necesidades de la demanda de agua. Por ejemplo, si se representa la demanda de una población en la curva de caudales clasificados, se puede comprobar si se podrá abastecer dicha población. En este caso se supone que la demanda es lineal durante todo el año. Q Q máx demanda días Con el gráfico se observa como se podrá abastecer a la población únicamente durante 155 días. Una solución a plantear, es regular el río mediante la construcción de un embalse. Q Q máx Volumen almacenado demanda Q Regulación del río mediante un embalse. demanda días días

2 Clase 1.10 Pág. 2 de Medios Gestión del recurso: - Embalses reguladores. - Explotación de acuíferos (embalses subterráneos). - Reutilización. Gestión de la demanda Diseño Definir las actuaciones necesarias para regular una cuenca en un punto, por ejemplo: - Capacidad de embalse necesaria. - Criterios de gestión hidrológica. - Campañas de comunicación o información. - Planificación de la demanda de agua Curva de aportaciones acumuladas o de caudal acumulado Concepto Años sucesivos versus acumulación de aportaciones durante el tiempo transcurrido. Se compara con las demandas acumuladas para determinar el volumen que es necesario disponer para servir la demanda, es decir el volumen necesario de embalse. Demanda Volúmenes acumulados Aportación Volumen de embalse necesario Tiempo (días, semanas, meses)

3 Clase 1.10 Pág. 3 de 9 Se representa en el mismo gráfico las aportaciones acumuladas y las demandas durante un periodo de tiempo determinado, se obtendrá de esta manera una aproximación del volumen necesario de embalse para satisfacer la demanda Aplicación Volúmenes acumulados A > D A < D A > D (1) (2) Volumen acumulado Tiempo Para poder comparar las aportaciones (A) con las demandas (D), hay que comparar las pendientes de cada curva: Si tg de la recta de la demanda > tg de la recta del Q aportado no es posible el abastecimiento. Si tg de la recta de la demanda = tg de la recta del Q aportado puedo abastecer justo lo necesario. Si tg de la recta de la demanda < tg de la recta del Q aportado sobrará agua. De manera que analizando el gráfico: - en los tramos A > D (la pendiente de la recta es positiva), no hay que regular.

4 Clase 1.10 Pág. 4 de 9 - en los tramos A < D, en este caso, si no hay una regulación, no podremos satisfacer la demanda de cada día. Además, queda el volumen acumulado sin aprovechar. La solución: el tramo (1) puede ser reducido con un embalse, es decir, con una regulación; y el tramo (2), aunque haya un embalse, no habrá suficiente agua, excepto si hacemos un embalse sobre diferentes años. Demandas acumuladas Volúmenes acumulados d Aportaciones acumuladas c c Déficit V 2 Vacío 0 E: Volumen útil del embalse a a τ 1 año Tiempo Volumen Vertido V 1 τ : tiempo de fallo de suministro de la demanda 0 - a: llenado del embalse a - a : embalse lleno a - c: vaciado del embalse c - c : embalse vacío c - d: inicio llenado del embalse Garantía de suministro Puede calcularse la garantía de suministro del recurso: Nº de t bien suministrados Garantía ( t) = Nº de t totales Períodos de tiempo ( t): por ejemplo anual, mensual, semanal o diario.

5 Clase 1.10 Pág. 5 de 9 Garantía mensual = Nº de meses sin ningun dia de fallo Nº de meses totales Garantía anual = Nº de años sin ningun mes de fallo Nº de años totales Curva de desviaciones acumuladas Concepto Facilitar la representación gráfica de la curva de aportaciones acumuladas. Se trabaja sobre las desviaciones acumuladas sobre la media de las demandas. T = n t y a = a na i y d = d i nd D = demanda media A = aportación media Aplicación No hay regulación: todos los tramos en rojo de la curva, es decir los tramos de curva descendientes, corresponden a un periodo donde hay más demanda que aportaciones. La demanda no puede ser atendida. V Tramos en donde hay fallos 1 año t

6 Clase 1.10 Pág. 6 de 9 Hay regulación: es posible guardar un volumen. Este volumen se embalsa y le llamamos Em. El segmento verde indica en la gráfica el volumen que podemos embalsar. V E C Em 1 B D F E Em 0 A G 1 año t A-B: se llena el embalse, en B está lleno, el tramo azul indica lo que se deja rebosar. B-C: el embalse está lleno, el agua que llega se vierte. C-D: si el tramo descendiente es inferior a lo que hay en el embalse, no pasa nada, cuando sube, el embalse recupera lo que ha perdido. D-E: el embalse está lleno, el agua que llega se vierte. E-F: el embalse se vacía hasta el punto F. F-G: fallo a la demanda, el embalse está vacío. En definitiva, el embalse sirve para reducir los vertidos sobrantes y atender a una parte de la demanda durante los períodos de falta. Solución al fallo: - Hacer un embalse más grande, de capacidad Em 1 por ejemplo. Pero llegaría un momento en que guardando todo lo posible (Em 1 ), no satisfaremos la demanda (Em 0 ). - Tener el embalse con una reserva del año anterior. Es decir, se guarda el sobrante del año anterior para poder atender un déficit excepcional en el año. Pero estas opciones requieren un análisis de la relación coste-beneficio.

7 Clase 1.10 Pág. 7 de Curva volumen de embalse-caudal regulado Concepto Obtener el punto de máxima regulación. Q = caudal constante regulado (m 3 /s) Caudal regulado cuyo aumento no será económicamente interesante Aplicación Déficit de la aportación: E xi = 10-6 N Q a xi N :número de segundos en cada mes (2, s) 10-6 : para pasar de m 3 a hm 3 a xi : aportación del mes i en hm 3 n ( n 6 6 ) E = 10 N Q a = 10 n N Q a n xi xi n: número de meses de sequía seguidos E = máx{e n } E Poligonal del más grande n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 Q (m 3 /s)

8 Clase 1.10 Pág. 8 de Déficit de la aportación Para garantías inferiores al 100% 6 En algún mes: E< 10 n N Q ax i n Capacidad del embalse G m = 100 % G m = 90 % G m = 80 % Disminuye la garantía Caudal constante regulado (m 3 /s) Método Becerril Primera aproximación a las curvas embalse-regulación-garantía, en aportaciones anuales. E = f (n, Q, G) N: Coeficiente de irregularidad Q: Caudal regulado G: Garantía E : Capacidad del embalse Regulación de una cuenca para usos múltiples Análisis de la solución óptima Dimensionamiento unitario: como si sólo hubiera un embalse y una demanda imaginarios. Distribución geográfica: distribución de la capacidad reguladora a los puntos más apropiados. Análisis por objetivos: examen independiente de cada uno de los propósitos.

9 Clase 1.10 Pág. 9 de 9 Combinación por objetivos: exámenes por pares, tríos y agrupaciones mayores. Criterios de selección: se llega a la solución óptima por aproximaciones sucesivas Modelos de simulación Reproducir la conducta del sistema tantos ciclos como se quiera, sin eliminar variables. Volumen coste: Análisis financiero para cada embalse. Generación de series mensuales. Demandas y vertidos: definición. Criterios de selección Criterios de valoración de soluciones Criterios económicos: reducción beneficios-coste a unidades económicas. Valoración social: valoración de efectos indirectos e intangibles. Evaluación de gastos: amortizaciones, intereses del capital, explotación y mantenimiento. Relación beneficio-coste: maximización óptima.