| Revista: | Tecnología y ciencias del agua |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000386769 |
| ISSN: | 0187-8336 |
| Autores: | Sabat, Ignacio1 Link, Oscar1 Ettmer, Bernd2 |
| Instituciones: | 1Universidad de Concepción, Departamento de Ingeniería Civil, Concepción. Chile 2Hochschule Magdeburg-Stendal, Fachbereich Wasser und Wasserwirtschaft, Magdeburgo, Sajonia-Anhalt. Alemania |
| Año: | 2015 |
| Periodo: | Ene-Feb |
| Volumen: | 6 |
| Número: | 1 |
| Paginación: | 5-24 |
| País: | México |
| Idioma: | Español |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Aplicado, descriptivo |
| Resumen en español | 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 simula |
| Resumen en inglés | The finite volumes method is applied to solve 2D Saint Venant equations with source terms that determine runoff of shallow water, in order to calculate flows caused by dam breaks. The model is verified by calculating six cases with known solutions: (1) establishing normal flow based on a horizontal free surface; (2) establishing flow that is gradually varied in a channel with changes in roughness; (3) runoff over an obstacle; (4) formation of an oblique hydraulic jump; (5) damped oscillation of a free surface in a parabolic section; (6) runoff from the breaking of a circular dam and (7) runoff from the partial breaking of a dam. The model is applied to simulate the flow caused by the instantaneous breaking of dams in order to analyze the effect of the joint geometric configuration of the dam, reservoir, valley and channel on the outflow hydrograph. A total of 28 scenarios were simulated for a valley with a parabolic section and a channel with a trapezoidal section, in which the height and position of the dam wall were varied as well as the gap width, length of the slope and roughness of the channel downstream. The results obtained show that the height of the dam is the variable that has the largest effect on the peak flow of the outflow hydrograph and the gap width has a large effect on partial breaks. The roughness of the bed considerably mitigates the peak flow downstream and increases flood time. The position of the mural and the length of the slope have a smaller effect on floods caused by dam breaks. The model developed adequately predicts the complex behavior of the flow caused by the instant breaking of a dam and is therefore a simulation tool with predictive capabilities |
| Disciplinas: | Geociencias, Ingeniería |
| Palabras clave: | Ingeniería civil, Ingeniería hidráulica, Presas, Rompimiento, Esquemas de shock, Método de volumen finito, Flujo inducido, Modelación numérica |
| Keyword: | Earth sciences, Engineering, Civil engineering, Hydraulic engineering, Dams, Breaks, Shock schemes, Finite volume method, Induced flow, Numerical modelling |
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