Congresos de la Universitat Politècnica de València, XXXIII Congreso Nacional de Riegos

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DESARROLLO DE UN MODELO PARA EL CÁLCULO DE CAUDALES DE DISEÑO Y CURVAS DE PROBABILIDAD DE FRECUENCIA DE CAUDALES EN BOMBEOS DIRECTOS
E Faci, R. Aliod, J Paño, S García Asín

Última modificación: 28-05-2015

Resumen


1.- Introducción, Objetivos

El objeto de la presente comunicación es describir un modelo que calcula la  probabilidad de frecuencia de caudales de manera que se adapte mejor al riego por bombeo directo que los modelos utilizados en la actualidad. El hecho de que haya horas punta en las que no se pueda regar y que el riego deba realizarse sin interrupciones provoca la no equiprobabilidad de apertura de los hidrantes durante la jornada de riego. Siendo éste más probable en la parte central del día. Esto provoca que el modelo tradicional de la formulación de Clément pueda ofrecer caudales de diseño inferiores a los realmente existentes.

Como ejemplo y caso de estudio, se muestra los resultados obtenidos usando tres diferentes métodos: formulación de Clément tradicional, RDDC (generación aleatoria de curvas de demanda) y finalmente la formulación de Clément Modificada aquí propuesta en una red teórica.

2.- Materiales y Métodos

Se considera que el riego es ejecutado en las horas hábiles y de manera continua. Por eso la única variable de decisión es la hora de apertura de cada hidrante. Se definen el tiempo reducido y la duración reducida en Eq 1.

Eq 1. Definición de tiempo reducido y duración reducida*.

Se considera que la frecuencia de comienzo de riego es uniforme para aquellos instantes de tiempo que permitan ejecutar el riego de forma completa sin interrupciones.

Eq 2. Función de frecuencia de comienzo de riego*

Utilizando la función de frecuencia de comienzo de riego de Eq 1, se puede obtener la distribución de probabilidad de apertura del hidrante mostrada en Eq 3.

Eq 3. Probabilidad de apertura de hidrante para cada instante y duración.*

En la Figura 1 se muestra la diferencia de la probabilidad de apertura en la formulación de Clément original (rojo) y la propuesta (azul) correspondientes a la Eq 3.

Figura 1. Distribución de probabilidad de apertura de hidrantes.*

La aproximación de la distribución binomial a la distribución normal que utiliza la formulación de Clément original es válida para cada instante T. Por tanto se puede representar el caudal circulante mediante la distribución normal de Eq 4.

Eq 4. Distribución de caudales instantánea.*

En la Figura 2, se muestra la diferencia entre el caudal de diseño instantáneo obtenido con la formulación de Clement (pi = cte) y la aquí propuesta, aplicando Eq. 4.

Figura 2. Distribución diaria de caudales de diseño en la cabecera.*

3.- Resultados y Discusión

El modelo propuesto se compara con el modelo RDDC y la formulación de Clément (de probabilidad constante). Se obtienen resultados similares al RDDC.

La formulación propuesta aporta ventajas adicionales como son el cálculo sistemático y rápido, no requiere de la simulación de miles de escenarios. Además permite su extensión y generalización para reproducir diferentes sesgos en el uso de la red mediante funciones de frecuencia de comienzo de riego adecuadas.

*Para ver ecuaciones y figuras consultar Resumen completo


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