Sinopsis

La seguridad hidrológica es una cuestión central en la ingeniería de presas. A pesar de su importancia, los métodos de análisis (tanto en fase de proyecto como en fase de explotación) han cambiado relativamente poco en las últimas décadas. En España, la práctica habitual para el diseño de la avenida de proyecto es utilizar un procedimiento de cálculo básicamente determinístico. No obstante, el progreso producido en el último tercio del siglo XX y principios del XXI nos permite abordar el problema de la seguridad hidrológica de las presas desde otro enfoque. En la actualidad la capacidad de cálculo se ha incrementado en varios órdenes de magnitud y se dispone de herramientas capaces de simular satisfactoriamente la variabilidad observada en los procesos naturales. Así, es posible plantear procedimientos de simulación basados en el método de Monte Cario capaces de reproducir el comportamiento de un sistema durante varios miles de años. El objetivo general de la tesis es realizar una contribución metodológica al problema de la evaluación de la seguridad hidrológica de una presa. En este contexto, se ha formulado un objetivo específico: aplicar la metodología de análisis propuesta para realizar una primera evaluación de la capacidad de laminación de una presa ante solicitaciones hidrológicas extremas, y determinar la conveniencia de utilizar directamente el caudal máximo de entrada al embalse ó tener en cuenta el efecto de laminación (empleando la caracterización completa del hidrograma de entrada al embalse), como una cuestión previa en el diseño hidrológico de un aliviadero o en la evaluación de la seguridad hidrológica de una presa. La metodología de trabajo aplicada se ha basado en: una revisión de la literatura; la identificación, selección y adaptación de técnicas de análisis existentes para estructurarlas en el contexto de análisis de la seguridad hidrológica de una presa; la experimentación numérica; y la tipificación y parametrización de los procedimientos para posibilitar su empleo sistemático. Todo ello se ha realizado teniendo en cuenta el marco de la normativa internacional en seguridad de presas, el grado de desarrollo tecnológico, la disponibilidad de datos del país y la preparación de los técnicos encargados de la realización de los cálculos. Además, los métodos, modelos y herramientas utilizados son los habituales en la ingeniería y se basan en información generalmente disponible en el ámbito español. La metodología se ha aplicado a 21 emplazamientos de presa repartidos uniformemente en la España peninsular, considerando 355 configuraciones de presa diferentes y realizando aproximadamente 21.500.000 simulaciones. A partir del análisis de los resultados, se ha propuesto un modelo global que permite describir como una primera aproximación la relación entre los caudales punta de entrada y salida del embalse para avenidas de alto periodo de retorno. Además, con la definición de un conjunto de índices adimensionales, se ha establecido la relación entre las características básicas del embalse y de la avenida mediante funciones de ajuste. Finalmente, se ha comprobado que es posible realizar una primera evaluación de la capacidad de laminación de una presa proyectada o existente, y determinar la conveniencia de considerar la caracterización completa del hidrograma de proyecto para el diseño de la presa. Esta tesis es una primera aproximación metodológica al análisis de seguridad hidrológica de presas. Se espera que el trabajo realizado permita ilustrar sobre la utilidad potencial del método probabilístico para esta finalidad y siente las bases de desarrollos futuros, ya que aún quedan cuestiones por resolver. Asimismo, diversas áreas de trabajo pueden beneficiarse de la aplicación de la metodología propuesta, como la elaboración de normas de explotación en avenidas o la realización de cartografía de riesgos de inundación, entre otras.
Índice
Introducción.- Diseño hidrológico de presas y embalses.- Desarrollo de un entorno de Monte Carlo.- Diseño del experimento.-Efecto laminador de los embalses ante avenidas.-Resumen y conclusiones.- Bibliografías.- Índices: figuras; Tablas.- Anejos: Calibración hidrológica de cuencas.- Análisis de resultados - Desagüe de fondo x 6.- Análisis de puntos singulares.