tema: regulación Índice introducción introducción conceptos conceptos problemas característicos...

TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación

ÍNDICEÍNDICE

• IntroducciónIntroducción

• ConceptosConceptos

• Problemas característicosProblemas característicos

• MetodologíasMetodologías


BalanceBalance

VVminmin

PPtt

PPttQQtt

SStt

VVtt



ÍNDICEÍNDICE





Regulación de embalsesRegulación de embalses

Concepto: Concepto: Desequilibrios entre disponibilidad y demandasDesequilibrios entre disponibilidad y demandas

Adaptación de los volúmenes implicados en el CicloAdaptación de los volúmenes implicados en el Ciclo Hidrológico a la demandaHidrológico a la demanda

Tipos:Tipos:

a) regulación Natural sin obrasa) regulación Natural sin obrasb) regulación artificialb) regulación artificial obras: embalses, trasvases obras: embalses, trasvases

excedente natural no regulado. excedente natural no regulado.

Embalses subterráneos: recargaEmbalses subterráneos: recarga





TiposTipos::

a) regulación interanual hiperembalses a) regulación interanual hiperembalses b) regulación anualb) regulación anual estacionalidad estacionalidad

excedente natural no regulado. excedente natural no regulado.

Problemas: Problemas:

1) Capacidad de regulación de un embalse1) Capacidad de regulación de un embalse2) Dimensionar la capacidad de un embalse2) Dimensionar la capacidad de un embalse3) Determinar el volumen almacenado en un momento dado3) Determinar el volumen almacenado en un momento dado


No siempre se satisface la demanda. Por ello,No siempre se satisface la demanda. Por ello,

Nos interesa saber:Nos interesa saber:

Con qué frecuencia se produce el incidenteCon qué frecuencia se produce el incidente

La rapidez de retorno al estado satisfactorioLa rapidez de retorno al estado satisfactorio

Hasta qué punto son significativas las consecuenciasHasta qué punto son significativas las consecuenciasdel fallodel fallo

Riesgo-garantía resiliencia vulnerabilidadRiesgo-garantía resiliencia vulnerabilidad





Medidas del fallo:Medidas del fallo:

Supongamos una magnitud cualquieraSupongamos una magnitud cualquiera

μ: Umbral de fallo

QQ

Q

tt



ResilienciaResiliencia

Probabilidad media de recuperación del sistemaProbabilidad media de recuperación del sistema

X X X

X X

X X

X

X X X X

X X X

X X X X X S

Ft

La inversa del valor esperadoLa inversa del valor esperado

ttff : Tiempo de permanencia en fallo : Tiempo de permanencia en fallon

t1

f



VulnerabilidadVulnerabilidad

Valor esperado de las pérdidas asociadas a un fallo.Valor esperado de las pérdidas asociadas a un fallo.

Daño asociado. Diferentes formulaciones de medidaDaño asociado. Diferentes formulaciones de medida

Garantía – riesgoGarantía – riesgo

Garantía:Garantía: Probabilidad de que el sistema se encuentre en Probabilidad de que el sistema se encuentre en estado satisfactorioestado satisfactorio

Riesgo: Probabilidad de que el sistema se halle en falloRiesgo: Probabilidad de que el sistema se halle en fallo

αα + r = 1 + r = 1




MedidasMedidas::

a) Garantías:a) Garantías: de regulaciónde regulación

de suministrode suministro

Datos disponibles: Datos disponibles:

1) Demandas conocidas1) Demandas conocidas2) Disponibilidades desconocidas Series históricas2) Disponibilidades desconocidas Series históricas

Series sintéticasSeries sintéticas

d

rr V

VG

TT

G rs


ÍNDICEÍNDICE







Problemas: Problemas:

1) Capacidad de regulación de un embalse1) Capacidad de regulación de un embalse

problema clásicoproblema clásico

2) Dimensionar la capacidad de un embalse2) Dimensionar la capacidad de un embalse

problema constructivoproblema constructivo

3) Determinar el volumen almacenado en un momento dado3) Determinar el volumen almacenado en un momento dado

relacionado con 1)relacionado con 1)


ÍNDICEÍNDICE







a) Modelos deterministas:a) Modelos deterministas: AnalíticosAnalíticosGráficosGráficos

Útiles en Regulación anualÚtiles en Regulación anual

b) Modelos Probabilistas:b) Modelos Probabilistas:

independencia de sucesosindependencia de sucesos

Útiles en Regulación interanualÚtiles en Regulación interanual

TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías

a)a) Modelos deterministas: AnalíticosModelos deterministas: Analíticos

Balance de aguaBalance de agua Datos generalesDatos generales

AAnn y D y Dnn

Aport. AcumuludasAport. AcumuludasDem. acumuladasDem. acumuladas

X = AX = Ann – D – Dnn + E + En-1n-1

X > 0X > 0 X > CX > C

Vertido = X - CVertido = X - C

Acum. vertidoAcum. vertido

EEnn = C = C

EEnn = X = X

Déficit = -XDéficit = -X

Acum. déficitAcum. déficit

EEnn = 0 = 0

NONO NONOSISI

C: Capacidad del embalseC: Capacidad del embalse

EE00 : Embalse inicial : Embalse inicial


Ejemplo:Ejemplo:

Se tiene un embalse de 25 HmSe tiene un embalse de 25 Hm33 de capacidad útil y se desea de capacidad útil y se desea analizar la regulación anual obtenida con el mismo respectoanalizar la regulación anual obtenida con el mismo respectoa una demanda constante de 20 Hma una demanda constante de 20 Hm33/mes. Para un año tipo/mes. Para un año tipolas aportaciones mensuales son las que se muestran en lalas aportaciones mensuales son las que se muestran en latablatabla

Se pide: Nº de meses que vierte el aliviadero y que se da un servicioSe pide: Nº de meses que vierte el aliviadero y que se da un servicioInsuficiente, volúmenes de vertidos y déficits y la garantía de Insuficiente, volúmenes de vertidos y déficits y la garantía de Suministro y regulaciónSuministro y regulación

Mes Oc No Dic En Fe Mar Ab Ma Ju Jul Ago Se

Aport.

(Hm3)

9.2 12.4 22 30.3 28.3 35.4 45.9 28.3 20.2 16.1 12.8 15

Caso de embalse llenoCaso de embalse lleno

MesMes Aport. Aport. (Hm(Hm33))

Ap + EAp + Ei-1i-1 DemDem EEii VertidoVertido DéficitDéficit

OCTOCT

NOVNOV

DICDIC

ENEENE

FEBFEB

MARMAR

ABRABR

MAYMAY

JUNJUN

JULJUL

AGOAGO

SEPSEP

totaltotal

9.212.422

30.328.335.445.928.320.216.112.815

34.226.628.638.947.260.470.953.345.241.133.928.9

202020202020202020202020

14.26.68.6

18.92525252525

21.113.98.9

2.2 15.425.98.30.2

5252



Caso de embalse vacíoCaso de embalse vacío

MesMes Aport. Aport. (Hm(Hm33))

Ap + EAp + Ei-1i-1 DemDem EEii VertidoVertido DéficitDéficit

OCTOCT

NOVNOV

DICDIC

ENEENE

FEBFEB

MARMAR

ABRABR

MAYMAY

JUNJUN

JULJUL

AGOAGO

SEPSEP

totaltotal

9.212.422

30.328.335.445.928.320.216.112.815

9.212.422

32.340.656

70.953.345.241.133.928.9

9.212.420202020202020202020

212.320.625252525

21.113.98.9

1125.98.30.2

45.445.4

10.87.6

18.418.4


a)a) Modelos deterministas: GráficosModelos deterministas: Gráficos

Basados en:Basados en:

- Curva de aportaciones acumuladas Reg. Anual- Curva de aportaciones acumuladas Reg. Anual

- Curva de diferencia de aportaciones acumuladas respecto a- Curva de diferencia de aportaciones acumuladas respecto a la mediala media Indistintamente Reg. Anual e InteranualIndistintamente Reg. Anual e Interanual

- Curva de diferencia de aportaciones acumuladas respecto a- Curva de diferencia de aportaciones acumuladas respecto a la demanda la demanda Reg. InteranualReg. Interanual


Características de la Curva de aportaciones acumuladasCaracterísticas de la Curva de aportaciones acumuladas

- Es No-decreciente- Es No-decreciente- La tangente en un punto a la curva es el caudal instantáneo- La tangente en un punto a la curva es el caudal instantáneo- La pendiente de la cuerda entre dos puntos es el caudal medio- La pendiente de la cuerda entre dos puntos es el caudal medio entre los instantes dadosentre los instantes dados- Los puntos de inflexión de la curva corresponden a los - Los puntos de inflexión de la curva corresponden a los caudales máximos de crecida o mínimos de estiaje.caudales máximos de crecida o mínimos de estiaje.

AA

tt

QQintint

QQmedmed




- Curva de aportaciones acumuladas- Curva de aportaciones acumuladas

AA

tt

EE00EE

AA

BB

CC

EE

CC11

VV11

ttAA ttBB ttCC RR

RR11

RR22

RR11’’



- Curva de aportaciones acumuladas- Curva de aportaciones acumuladas

AA

tt

EE00

EE

AA

BB

CC EE

VV11VV11

ttAAttBB ttCC RR

RR11

DD11

1

11r RR

DRRG

T

ttTG DA

s

ttDD


- Curva de aportaciones acumuladas. Capacidad para que no- Curva de aportaciones acumuladas. Capacidad para que no existan ni déficits ni vertidosexistan ni déficits ni vertidos

AA

tt

EE00

AA

CC

E’E’

ttAA

EE



- Curva de diferencia de aportaciones acumuladas respecto a la- Curva de diferencia de aportaciones acumuladas respecto a la demandademanda

AA

tt

EE00

Dem. Ac.Dem. Ac.



- Curva de diferencia de aportaciones acumuladas respecto a la- Curva de diferencia de aportaciones acumuladas respecto a la demandademanda

AA

tt

EE00

EE

E vaciadoE vaciadoVer.Ver.

Def.Def.EE

11

22

33

44

55

Ver.Ver.

66

E vaciadoE vaciado

77

88

Def.Def. EE

Ver.Ver.E vaciadoE vaciado

99

1010

1111

1212


Garantía, resiliencia y vulnerabilidad en función de volumenGarantía, resiliencia y vulnerabilidad en función de volumen

Gar

antí

a y

Res

ilien

cia

Gar

antí

a y

Res

ilien

cia

Vu

lner

abili

dad

Vu

lner

abili

dad

VolumenVolumen

Vulnerabilidad

Vulnerabilidad

GarantíaGarantía

ResilienciaResiliencia


Política de explotación.Política de explotación.

VVminmin

PPtt

PPttQQtt

SStt

VVtt




Balance de masa:Balance de masa:

SStt = V = Vtt + Q + Qtt – V – Vminmin – P – Ptt

con con SStt suministro en el mes tsuministro en el mes t

VVtt Volumen embalsado al comienzo del mes tVolumen embalsado al comienzo del mes t

QQtt Aportaciones que se producen en el mes tAportaciones que se producen en el mes t

VVminmin Volumen de agua que ha de permanecer en Volumen de agua que ha de permanecer en

el embalseel embalse

PPtt Pérdidas por evaporación u otras causasPérdidas por evaporación u otras causas


con con RRitit suministro real en el mes tsuministro real en el mes t

DDitit Demanda i al comienzo del mes tDemanda i al comienzo del mes t

dditit DéficitDéficit

dditit = D = Ditit – R – Ritit

Niveles críticos:Niveles críticos:

VolVolsedsed Volumen de sedimentaciónVolumen de sedimentación

CCtt Capacidad máxima en el mes tCapacidad máxima en el mes t

VerVertt Vertido en el mes tVertido en el mes t






VVminmin

PPtt

PPttQQtt

SStt

VVtt

VVsedsed

CCtt

Niveles críticosNiveles críticos


VerVertt = V = Vtt + Q + Qtt – Vol – Volsedsed – V – Vminmin – P – Ptt – C – Ctt

Política de operación standardPolítica de operación standard

Se suministra:Se suministra:

VVtt + Q + Qtt – C si V – C si Vtt + Q + Qtt – D – Dtt > C > C

DDtt si C > Vsi C > Vtt + Q + Qtt – D – Dtt > 0 > 0

VVtt + Q + Qtt en caso contrarioen caso contrario

con C con C Capacidad del embalseCapacidad del embalse



Suministro disponible QSuministro disponible Qtt + V + Vtt

Des

emb

alse

RD

esem

bal

se R

tt

Demanda DDemanda Dtt

DDtt

DDtt

DéficitDéficitDemanda Demanda satisfechasatisfecha

CC

Demanda Demanda SatisfechaSatisfechay vertidosy vertidos

Política standard de operaciónPolítica standard de operación



tema: regulación Índice introducción introducción conceptos conceptos problemas característicos...

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