THE AERATION OF THE FLOW AND ITS IMPLEMENTATION IN PROTOTYPE FOR THE IMPROVEMENT OF THE ENERGY DISSIPATION OF THE LAMINA SLOPE BY HYDRAULIC RESALTO IN DIFFERENT TYPES OF DAMS (Q3147101): Difference between revisions
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THE AERATION OF THE FLOW AND ITS IMPLEMENTATION IN PROTOTYPE FOR THE IMPROVEMENT OF THE ENERGY DISSIPATION OF THE LAMINA SLOPE BY HYDRAULIC RESALTO IN DIFFERENT TYPES OF DAMS | |||
Revision as of 02:27, 9 October 2021
Project Q3147101 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | THE AERATION OF THE FLOW AND ITS IMPLEMENTATION IN PROTOTYPE FOR THE IMPROVEMENT OF THE ENERGY DISSIPATION OF THE LAMINA SLOPE BY HYDRAULIC RESALTO IN DIFFERENT TYPES OF DAMS |
Project Q3147101 in Spain |
Statements
60,500.0 Euro
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121,000.0 Euro
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50.0 percent
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1 January 2018
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31 December 2020
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UNIVERSIDAD POLITECNICA DE VALENCIA
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46250
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UNO DE LOS EFECTOS MAS NOTABLES DEL CAMBIO CLIMATICO SUPONE LA ALTERACION DE LOS REGIMENES DE PRECIPITACION, MAS IMPREDECIBLES Y EXTREMOS. POR ELLO LA LEGISLACION EN SEGURIDAD Y PROTECCION FRENTE A INUNDACIONES DEVIENE CADA VEZ MAS EXIGENTE, LO QUE CONLLEVA DISEÑAR LAS ESTRUCTURAS DE PROTECCION CONSIDERANDO ESCENARIOS QUE PUEDEN REBASAR LA CAPACIDAD HIDRAULICA DEL PARQUE DE PRESAS EXISTENTE. BUEN EJEMPLO DE ELLO SON LAS NTS DE PRESAS Y EMBALSES, QUE, PUEDEN CONDENAR A LA OBSOLESCENCIA A MAS DEL 80% DE LAS PRESAS EXISTENTES, CUYA CONSTRUCCION DATA DE ANTES DE 1990, POR LO QUE FUERON PROYECTADAS SIGUIENDO LA INSTRUCCION DE 1967 Y PARA UNA UNICA AVENIDA DE 500 AÑOS DE PERIODO DE RETORNO. LAS DIRECTRICES TECNICAS ACTUALES Y LAS NTS ESTABLECEN QUE LA AVENIDA DE PROYECTO SERA LA DE PERIODO DE RETORNO IGUAL O SUPERIOR A 1000 AÑOS (PRESAS DE LAS CATEGORIAS A O B), DEBIENDO CONSIDERARSE, ADEMAS, UNA AVENIDA EXTREMA DE 5000 AÑOS DE PERIODO DE RETORNO COMO MINIMO PARA PRESAS DE FABRICA (CATEGORIAS A O B). LAS NTS CONTEMPLAN UN AGOTAMIENTO PARCIAL O TOTAL DEL RESGUARDO PARA ESTE TIPO DE PRESAS, LO QUE CONLLEVA CONTEMPLAR VERTIDOS POR CORONACION, EN TANTO EN CUANTO QUEDE JUSTIFICADO QUE ELLO NO COMPROMETE LA SEGURIDAD DE LA PRESA. TODO LO EXPUESTO INDICA LA IMPERIOSA NECESIDAD DE REVISAR LA CAPACIDAD DE ALIVIO DE NUESTRO PARQUE DE PRESAS._x000D_ EN EL CASO DE PRESAS DE GRAVEDAD VERTEDERO, LA PARTE MAS COMPLEJA DEL AUMENTO DE CAPACIDAD DE ALIVIADEROS ES LA OBRA DE DISIPACION DE ENERGIA. ESTE SUBPROYECTO PROPONE EL USO DE LA AIREACION FORZADA DEL FLUJO AL PIE DE LA RAPIDA COMO MEDIDA PARA MEJORAR EL FUNCIONAMIENTO HIDRAULICO DE DICHA INFRAESTRUCTURA, FRENTE A CAUDALES SUPERIORES A LOS DE DISEÑO Y ASI FACILITAR SU ADAPTACION. EL HECHO DE QUE LA AIREACION MEJORA EL COMPORTAMIENTO DISIPATIVO DEL RESALTO FUE UNO DE LOS RESULTADOS DEL EQUIPO EN EL PROYECTO EMULSIONA (BIA2011-28756-C03-01-AR). SE DEMOSTRO QUE LOS RESALTOS HIDRAULICOS A PARTIR DE FLUJOS EMULSIONADOS TIENEN UNA RELACION DE CALADOS CONJUGADOS MENOR, LO QUE POSIBILITA UNA MEJOR ADAPTACION DE CUENCOS A MAYORES CAUDALES, Y QUE LA LONGITUD DE LOS MISMOS ES TAMBIEN MENOR, LO QUE REDUNDA EN EL MISMO SENTIDO._x000D_ PARA IMPLEMENTAR ESTOS RESULTADOS EN PROTOTIPO, SE NECESITA AVANZAR EN LA INVESTIGACION DE ELEMENTOS (DIENTES DE PIE DE RAPIDA O ESCALONAMIENTOS PARCIALES) QUE DISPUESTOS DE MANERA ADITIVA EN PRESAS PREEXISTENTES, PERMITAN CONSEGUIR LAS CONDICIONES OPTIMAS DE AIREACION. ESTE ES UNO DE LOS OBJETIVOS PRINCIPALES DE ESTE SUBPROYECTO._x000D_ LA INVESTIGACION SE PLANTEA DESDE UN PUNTO DE VISTA GLOBAL (TEORICO, EXPERIMENTAL Y NUMERICO) PARA CONSEGUIR EL LOGRO DE SUS PRINCIPALES OBJETIVOS ESPECIFICOS: AMPLIAR LA CARACTERIZACION DEL RESALTO HIDRAULICO CON FLUJO BIFASICO DE ENTRADA A MAYORES RATIOS DE ASPECTO SIN EFECTO DE PARED Y DE ESBELTEZ PROPIOS DE PROTOTIPO (PRESAS REALES SUSCEPTIBLES DE ADAPTACION A MAYORES CAUDALES); ESTABLECER LOS CRITERIOS METODOLOGICOS DE AMPLIACION DEL CAMPO DE UTILIZACION DE LOS CUENCOS AMORTIGUADORES DE RESALTO Y SISTEMATIZAR LAS REGLAS DE DISEÑO PARA SU ADAPTACION A CONDICIONES MAS EXIGENTES (MAYORES CAUDALES/ALTURAS DE CAIDA); ESTABLECER LAS DIFERENTES SOLUCIONES EN LA RAPIDA QUE PERMITAN CONSEGUIR LAS CONDICIONES ADECUADAS DE AIREACION DEL FLUJO DE ACCESO AL CUENCO; Y, DEFINIR EL CAMPO DE APLICACION Y LAS RECOMENDACIONES DE DISEÑO DE LAS DIFERENTES SOLUCIONES TIPOLOGICAS (DIENTES DE PIE DE RAPIDA, ESCALONADOS PARCIALES, ¿) PARA LA AIREACION DEL FLUJO DE ENTRADA AL CUENCO. (Spanish)
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ONE OF THE MOST REMARKABLE EFFECTS OF CLIMATE CHANGE IS THE SHIFTING OF PRECIPITATION REGIMES, WHICH ARE BECOMING MORE UNPREDICTABLE AND EXTREME. THAT IS WHY THE LEGISLATION ON SAFETY AND PROTECTION AGAINST FLOODS IS BECOMING MORE AND MORE DEMANDING. THIS IMPLIES DESIGNING PROTECTION STRUCTURES CONSIDERING SCENARIOS THAT MAY OVERWHELM THE HYDRAULIC CAPACITY OF PREEXISTING DAMS. E.G., THE TECHNICAL REGULATIONS FOR SAFETY (HENCEFORTH, NTS) OF DAMS AND RESERVOIRS CAN MAKE 80% OF THE EXISTING DAMS FALL INTO OBSOLESCENCE, AS MOST OF THEM WERE BUILT BEFORE 1990 FOLLOWING THE REGULATIONS OF 1967. THESE CRITERIA CONSIDERED A SINGLE DESIGN FLOOD HYDROGRAPH OF A 500-YEAR RETURN PERIOD. MORE RECENT GUIDELINES AND THE NTS ESTABLISH THAT THE DESIGN FLOOD HYDROGRAPH MUST BE BASED ON A RETURN PERIOD EQUAL OR LARGER THAN 1000 YEARS (CATEGORY A AND B DAMS). IT MUST ALSO BE CONSIDERED AN EXTREME FLOOD HYDROGRAPH ASSOCIATED TO RETURN PERIOD OF 5000 YEARS IN CONCRETE DAMS (CATEGORIES A AND B). THE NTS ALLOW PARTIAL OR TOTAL DEPLETION OF THE FREE BOARD IN THIS TYPE OF DAMS, WHICH IMPLIES CONSIDERING OVERTOPPING SPILLING, AS LONG AS DAM SAFETY IS NOT COMPROMISED. THE DISCUSSION ABOVE HIGHLIGHTS THE PRESSING NEED TO REVISE THE DISCHARGE CAPACITY OF OUR DAMS._x000D_ WHEN INCREASING THE DISCHARGE CAPACITY OF GRAVITY WEIR DAMS, THE MOST COMPLEX PART IS THE DESIGN OF ENERGY DISSIPATION STRUCTURES. THIS SUB-PROJECT SUGGESTS THE USE OF FORCED FLOW AERATION AT THE SPILLWAY TOE TO IMPROVE THE HYDRAULIC PERFORMANCE OF SUCH STRUCTURES WHEN OPERATING BEYOND DESIGN DISCHARGES, THUS FACILITATING THEIR ADAPTION TO THE NEW REGULATIONS. THE FACT THAT FORCED FLOW AERATION IMPROVES ENERGY DISSIPATION IN HYDRAULIC JUMPS WAS ONE OF THE CONCLUSIONS REACHED BY THIS TEAM IN THE EMULSIONA PROJECT (BIA2011-28756-C03-01-AR). IT WAS PROVED THAT HYDRAULIC JUMPS IN EMULSIFIED FLOWS SHOW SMALLER SEQUENT DEPTH RATIOS, WHICH MAKES ADAPTING EXISTING STILLING BASINS EASIER AND THEIR NECESSARY LENGTH SHORTER._x000D_ IN ORDER TO IMPLEMENT SUCH RESULTS IN PROTOTYPES, A LARGER EFFORT MUST BE DONE ON INVESTIGATING ELEMENTS, SUCH AS SPILLWAY-TOE AERATORS OR PARTIALLY-STEPPED SPILLWAYS. WHEN ADDED TO PREEXISTING DAMS, THESE ELEMENTS WILL OPTIMIZE AERATION CONDITIONS, WHICH CONSTITUTES ONE OF THE MAIN GOALS OF THIS SUB-PROJECT._x000D_ THIS RESEARCH IS CONDUCTED USING A GLOBAL (THEORETICAL, EXPERIMENTAL AND NUMERICAL) APPROACH TO FULFILL ITS SPECIFIC TASKS: DEEPENING INTO THE CHARACTERIZATION OF HYDRAULIC JUMPS IN TWO-PHASE FLOWS OF SUB-CRITICAL AND SUPER-CRITICAL ASPECT RATIOS CHARACTERISTIC OF REAL-LIFE DAMS; ESTABLISHING METHODS AND CRITERIA TO SPREAD THE USE OF STILLING BASINS ADAPTED TO MORE DEMANDING HYDRAULIC CONDITIONS (LARGER DISCHARGES AND SPILLWAY HEIGHTS); ESTABLISHING DIFFERENT SPILLWAY TYPES TO ALLOW PROPER FLOW AERATION CONDITIONS BEFORE REACHING THE STILLING BASIN; AND DEFINING THE FIELD OF APPLICATION AND DESIGN RECOMMENDATIONS OF THE ELEMENTS TO FORCE FLOW AERATION IN SPILLWAYS (E.G. SPILLWAY-TOE AERATORS OR PARTIALLY-STEPPED SPILLWAYS). (English)
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Valencia
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Identifiers
BIA2017-85412-C2-1-R
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