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TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
ÍNDICEÍNDICE
• IntroducciónIntroducción
• ConceptosConceptos
• Problemas característicosProblemas característicos
• MetodologíasMetodologías
• IntroducciónIntroducción
BalanceBalance
VVminmin
PPtt
PPttQQtt
SStt
VVtt
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
ÍNDICEÍNDICE
• IntroducciónIntroducción
• ConceptosConceptos
• Problemas característicosProblemas característicos
• MetodologíasMetodologías
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
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
• ConceptosConceptos
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
Regulación de embalsesRegulación de embalses
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
• ConceptosConceptos
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
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
• ConceptosConceptos
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
• ConceptosConceptos
Medidas del fallo:Medidas del fallo:
Supongamos una magnitud cualquieraSupongamos una magnitud cualquiera
μ: Umbral de fallo
Q
tt
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
• ConceptosConceptos
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
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
• ConceptosConceptos
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
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
• ConceptosConceptos
Regulación de embalsesRegulación de embalses
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
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
ÍNDICEÍNDICE
• IntroducciónIntroducción
• ConceptosConceptos
• Problemas característicosProblemas característicos
• MetodologíasMetodologías
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
• Problemas característicosProblemas característicos
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)
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
ÍNDICEÍNDICE
• IntroducciónIntroducción
• ConceptosConceptos
• Problemas característicosProblemas característicos
• MetodologíasMetodologías
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
• MetodologíasMetodologías
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
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
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
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
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
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
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
a)a) Modelos deterministas: GráficosModelos deterministas: Gráficos
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
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
a)a) Modelos deterministas: GráficosModelos deterministas: Gráficos
- Curva de aportaciones acumuladas- Curva de aportaciones acumuladas
AA
tt
EE00EE
AA
BB
CC
EE
CC11
VV11
ttAA ttBB ttCC RR
RR11
RR22
RR11’’
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
a)a) Modelos deterministas: GráficosModelos deterministas: Gráficos
- 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
a)a) Modelos deterministas: GráficosModelos deterministas: Gráficos
- 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
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
a)a) Modelos deterministas: GráficosModelos deterministas: Gráficos
- 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.
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
a)a) Modelos deterministas: GráficosModelos deterministas: Gráficos
- 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
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
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
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
Política de explotación.Política de explotación.
VVminmin
PPtt
PPttQQtt
SStt
VVtt
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación• MetodologíasMetodologías
Política de explotación.Política de explotación.
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
Política de explotación.Política de explotación.
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
• MetodologíasMetodologías
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
• MetodologíasMetodologías
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
Política de explotación.Política de explotación.
VVminmin
PPtt
PPttQQtt
SStt
VVtt
VVsedsed
CCtt
Niveles críticosNiveles críticos
Política de explotación.Política de explotación.
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
• MetodologíasMetodologías
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación
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
• MetodologíasMetodologías
TEMA: RegulaciónTEMA: Regulación