Modelització 3D de la hidrodinàmica de l'embassament de Riba-roja al riu Ebre

Abstract

En aquest treball s’han realitzat tres escenaris hidrodinàmics tridimensionals, per cabals constants d’entrada, per l’entrada del hidrograma d’avingudes del 2008 i per l’entrada de cabal i concentració de 0.02 kg/m3 constant, respectivament per cada escenari, realitzats mitjançant el programari Delft3D. La zona tractada és l’embassament de Riba-Roja situat al tram baix del riu Ebre, a Catalunya amb frontera a l’Aragó, al municipi de Riba-Roja d’Ebre, estenent-se des de Mequinensa fins els termes de Riba-Roja. L’objectiu d’aquesta tesina es dur a terme la modelització tridimensional del embassament mitjançant uns escenaris hidrodinàmics a partir del programari Delft-3D. La zona d’estudi ens permet observar el comportament hidrodinàmic, mitjançant models tridimensionals, d’un embassament situat entre mig del embassament de Mequinensa i de Flix, dels quals el comportament depèn d’un a l’altre. Per realitzar els models hidrodinàmics tridimensionals, es necessari tenir una sèrie d’arxius perquè a la hora de fer la simulació no doni errors, sent aquest arxius amb les extensions següents: .xyz, que dona la batimetria; .bdn, que delimita la zona d’estudi; i la creació d’una malla estructurada en condicions i aplicar-li l’arxiu .xyz per convertir-lo en extensió .dep., donant la profunditat del embassament respecte la làmina d’aigua. Amb els resultats obtinguts s’observa que depenent si el cabal d’entrada al embassament, sent constant o no, és inferior o superior al de sortida (dependent de la obertura de les comportes) varia la làmina d’aigua i conseqüentment les velocitats varien en la profunditat i a peu de la presa. Pel que fa al transport de sediments, s’observa que a peu de la presa es concentra al fons el sediment, i al llarg del embassament s’observa, a la confluència entre el Segre i l’Ebre i als meandres, que la concentració de sediments determina la forma de la llera, on degut a la disminució de la capacitat de transport de sediments, és produeix un augment de la deposició de sediments. En conclusió, el comportament observat, al llarg del embassament, es molt semblant al comportament d’un riu degut al temps de trànsit d’una partícula des de que entra fins que surt, degut a la influència que exerceix l’embassament de Mequinensa aigües avall.

En este trabajo se han realizado tres escenarios hidrodinámicos tridimensionales, por caudales constantes de entrada, por la entrada del hidrograma de avenidas de 2008 y por la entrada de caudal y concentración de 0.02 kg/m3 constante, respectivamente por cada escenario, realizados mediante el software Delft3D. La zona tratada es el embalse de Riba-Roja situado en el tramo bajo del río Ebro, en Cataluña con frontera en Aragón, en el municipio de Riba-Roja de Ebro, extendiéndose desde Mequinenza hasta los términos de Riba- Roja. El objetivo de esta tesina es llevar a cabo la modelización tridimensional del embalse mediante escenarios hidrodinámicos a partir del software Delft-3D. La zona de estudio nos permite observar el comportamiento hidrodinámico, mediante modelos tridimensionales, de un embalse situado entre el embalse de Mequinenza y de Flix, de los cuales el comportamiento depende de uno a otro. Para realizar los modelos hidrodinámicos tridimensionales, es necesario tener una serie de archivos para que a la hora de realizar la simulación no den errores, siendo estos archivos con las siguientes extensiones: .xyz, que da la batimetría; .bdn, que delimita la zona de estudio; y la creación de una malla estructurada en condiciones y aplicarle el archivo .xyz para convertirlo en extensión .dep., dando la profundidad del embalse respecto a la lámina de agua. Con los resultados obtenidos se observa que dependiendo de si el caudal de entrada al embalse, siendo ii constante o no, es inferior o superior al de salida (dependiente de la apertura de las compuertas) varía la lámina de agua y consecuentemente las velocidades varían en la profundidad y a pie de la presa. En cuanto al transporte de sedimentos, se observa que a pie de la presa se concentra en el fondo el sedimento, y a lo largo del embalse se observa, en la confluencia entre el Segre y el Ebro y en los meandros, que la concentración de sedimentos determina la forma del cauce, donde debido a la disminución de la capacidad de transporte de sedimentos, se produce un aumento de la deposición de sedimentos. En conclusión, el comportamiento observado, a lo largo del embalse, es muy parecido al comportamiento de un río debido al tiempo de tránsito de una partícula desde que entra hasta su salida, debido a la influencia que ejerce el embalse de Mequinenza aguas abajo.

In this work, three three-dimensional hydrodynamic scenarios have been carried out, for constant inlet flows, for the inlet of the 2008 flood hydrograph and for the inlet flow and concentration of 0.02 kg/m3 constant, respectively for each scenario, carried out using the software Delft3D. The treated area is the Riba-Roja reservoir located in the lower section of the Ebro River, in Catalonia with the Aragon border, in the municipality of Riba-Roja de Ebro, extending from Mequinensa to the Riba-Roja district. The objective of this thesis is to carry out the three-dimensional modelling of the reservoir by means of hydrodynamic scenarios from the Delft-3D software. The study area allows us to observe the hydrodynamic behaviour, through three-dimensional models, of a reservoir located between the Mequinensa and Flix reservoirs, whose behaviour depends on one another. To make the three-dimensional hydrodynamic models, it is necessary to have a series of files so that when performing the simulation they do not give errors, these files being with the following extensions: .xyz, which gives the bathymetry; .bdn, which defines the study area; and the creation of a structured mesh in conditions and applying the .xyz file to it to convert it to a .dep. extension, giving the depth of the reservoir with respect to the sheet of water. With the results obtained, it is observed that depending on whether the inlet flow to the reservoir, being constant or not, is lower or higher than the outlet flow (depending on the opening of the gates), the water sheet varies and consequently the velocities vary in the depth and at the foot of the dam. Regarding sediment transport, it is observed that at the foot of the dam the sediment is concentrated at the bottom, and along the reservoir it is observed, at the confluence between the Segre and the Ebro and in the meanders, that the concentration of sediments determines the shape of the channel, where due to the decrease in sediment transport capacity, there is an increase in sediment deposition. In conclusion, the observed behaviour along the reservoir is very similar to the behaviour of a river due to the transit time of a particle from its entry to its exit, due to the influence exerted by the Mequinensa reservoir downstream.