Evaluación de la distribución del caudal específico en aliviaderos escalonados sin cajeros laterales

Autores/as

  • Soledad Estrella Grupo de Hidráulica e Ingeniería Sanitaria, Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Cuenca, Av. 12 de Abril y Agustín Cueva, Cuenca, Ecuador, 010201.
  • Martí Sánchez-Juny Instituto FLUMEN-UPC-CIMNE, Departament de Enginyeria Hidràulica, Marítima i Ambiental, Universitat Politècnica de Catalunya, Calle Jordi Girona, 31, Barcelona, España, 08034.

Resumen

RESUMEN

Tradicionalmente la construcción de aliviaderos escalonados en presas de hormigón compactado con rodillo (HCR) se caracteriza por la presencia de muretes guía que imponen un ancho constante a lo largo del aliviadero y que conducen el flujo desde la coronación hasta el pie. Dichos cajeros suponen una unidad de obra de costes y tiempos de ejecución significativa que resultan interesantes de reducir. En la literatura especializada se puede encontrar una amplia descripción del comportamiento hidráulico de rápidas escalonadas con cajeros laterales y aunque recientemente se han encontrado algunos ejemplos de diseño de aliviaderos escalonados sin cajeros laterales no existe una investigación que defina el comportamiento hidráulico en esta condición. En este contexto, surgió el proyecto ALIVESCA cuyo principal objetivo fue caracterizar el comportamiento hidráulico de éste caso en base a un estudio en modelo físico. El modelo ubicado en los laboratorios del Instituto Flumen (UPC), opera bajo la semejanza de Froude. Se construyó representando un aliviadero prototipo de altura de presa de 75 m, altura de escalón de 1.20 m, pendiente 0.8 y un paramento de ancho de 45 m, (escala 1:15). En este artículo se presenta el efecto de la ausencia de cajeros en la distribución del caudal a lo largo y ancho de la rápida escalonada. Los resultados han permitido determinar que las variables que condicionan la expansión del flujo son: el caudal específico de vertido y la posición (altura) considerada. En base a estas variables, se propone un ajuste para predecir la distribución lateral del caudal a partir de la ecuación de conservación de la masa, utilizando medidas de aforo y tratamiento digital de imágenes.

Palabras clave: Hidráulica, modelo físico, hormigón compactado con rodillo (HCR), innovación.

ABSTRACT

Traditionally the construction of stepped spillways in roller compacted concrete dams (RCC) is characterized by the presence of sidewalls that imposes a constant width along the spillway and guides the flow from the crest to the toe. These sidewalls imply significant time and cost of execution that could be considerably reduced. In the specialized literature there is a comprehensive description of the hydraulic behavior of stepped chutes with sidewalls and besides that recently few examples of stepped spillways designed without sidewalls have been found no formal investigation defines the hydraulic behavior in this condition. In this context arises the ALIVESCA with the objective of characterizing the hydraulic behavior of stepped spillways without sidewalls in RCC dams by physical modeling. The model located in Flumen Institute's laboratories (UPC), operates under the Froude similarity. It was constructed representing a 75 m dam height, 1.20 m step height, 0.8 slope and 45 m dam width (scale 1:15). In this article, the decrease of the specific discharge along and across the chute due to the flow lateral expansion is defined. The variables that determine such decrease are: the specific discharge at the entrance and the position (height) considered. Thus, an adjustment is proposed to predict the flow distribution in terms of these variables by mass conservation defined using flow gauging and image digital analysis.

Keywords: Hydraulics, physical model, roller compacted concrete (RCC), innovation.

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Publicado

2016-01-05

Cómo citar

Estrella, S., & Sánchez-Juny, M. (2016). Evaluación de la distribución del caudal específico en aliviaderos escalonados sin cajeros laterales. Maskana, 5, 97–105. Recuperado a partir de https://publicaciones.ucuenca.edu.ec/ojs/index.php/maskana/article/view/557