Trencament de preses de materials solts per rebasament. Comparació entre modelització numèrica i estudis experimentals

Abstract

Català: La present tesina tracta sobre el comportament de preses de materials solts en situació de ruptura per rebasament d’aigua. Com és d’esperar, la ruptura d’una presa pot provocar conseqüències catastròfiques aigües avall, així doncs és de gran utilitat desenvolupar un programa com Iber que representi l’escenari de ruptura d’una presa. El principal problema però, és que no hi ha fórmules de càlcul de cabal sòlid preparades per situacions de ruptura, on apareixen tensions de tall de fons amb valors molt més alts que els habituals en un riu. Una solució que es posa en pràctica en la present tesina és adaptar les fórmules de càlcul de cabal sòlid, pensades inicialment per rius, a situacions de ruptura de preses. Això s’aconsegueix primer modelitzant amb Iber un model reduït d’una presa de materials solts desenvolupada al laboratori del Instituto de Ingeniería de la UNAM (Universidad Nacional Autónoma de México). En segon lloc es modifica la equació de Meyer – Peter & Müller que utilitza Iber per tal d’adaptar l’hidrograma de sortida al hidrograma obtingut al laboratori de la UNAM. Simular la ruptura d’una presa de forma fiable pot ser de gran utilitat per elaborar plans de seguretat per a les àrees que s’afectin aigües avall de la presa. A més, aquest estudi també pot ser utilitzat per la Guia Tècnica de Classificació de Preses, la qual exigeix un estudi sobre el trencament de preses existents i en projecte per tal de classificar-les en una categoria. La pròpia Guia Tècnica elabora una metodologia de ruptura que serà posada en pràctica per tal de validar si és apropiada o no. La tesina segueix l’ordre següent: primer de tot s’exposen temes com la situació actual del coneixement sobre trencament de preses de materials solts, les directrius de la Guia Tècnica de Classificació de Preses, el model reduït construït a la UNAM i com Iber treballa amb les equacions de transport de sediments. Tot això està comprés entre els capítols dos i cinc. A partir del capítol sis la tesina se centra en adaptar les conegudes fórmules de càlcul de cabal sòlid per rius a les condicions de ruptura de preses, tot exposant tasques com la modelització amb Iber, obtenció d’hidrogrames, modificació de les fórmules, comparació amb la Guia Tècnica i, finalment, obtenint unes conclusions