MODELACIÓN MATEMÁTICA 1D Y 2D DEL ENCAUZAMIENTO DEL BARRANCO DE LAS OVEJAS ENTRE EL AZUD DE SAN GABRIEL Y LA DESEMBOCADURA (ALICANTE)




El proyecto de ACONDICIONAMIENTO DEL BARRANCO DE LAS OVEJAS EN SU TRAMO FINAL (PK 0+457 HASTA SU DESEMBOCADURA) ALICANTE. PLAN DE INVERSIÓN PRODUCTIVA, fue encargado por el AYUNTAMIENTO de ALICANTE y redactado por la empresa consultora TYPSA en junio de 2009. Este proyecto es un desglosado de un proyecto con un ámbito superior (desde la EDAR de Rincón de León hasta su desembocadura) cuyo título es NUEVO ENCAUZAMIENTO DEL BARRANCO DE LAS OVEJAS que encargó la CONSELLERÍA DE INFRAESTRUCTURES I TRANSPORTS, y que fue redactado por la misma empresa consultora en mayo de 2002.

La modelación matemática y el modelo físico que definía los cálculos hidráulicos del proyecto de 2002 fueron realizados en el Laboratorio de Hidráulica y Obras Hidráulicas de la UPV. La solución original contemplaba revestimientos de escollera de grandes dimensiones, el diseño de un nuevo azud dentado con cuenco de amortiguación y la definición de un nuevo tramo de muro aguas abajo del último puente del tramo objeto de estudio, en el arranque del espigón de desembocadura por margen izquierda.

Azud dentado y revestimiento de escollera

Cuenco de disipación y umbral terminal

Pilas de los puentes en la desembocadura

En la fase de comprobación del replanteo se detectaron variaciones en cuanto a la topografía y batimetría recogidas en el proyecto, así como algunas diferencias con respecto a las conclusiones del informe de 2002 y las secciones allí propuestas. Como consecuencia, no se podía garantizar el correcto funcionamiento hidráulico del encauzamiento una vez terminaran las obras.

La construcción de un nuevo modelo físico se dilataría en exceso en el tiempo, por lo que la solución adoptada fue la de construir un modelo numérico que, calibrado con los resultados de la solución original sobre modelo físico, pudiera emplearse para analizar la nueva solución.

El encauzamiento puede separarse en dos tramos, aguas arriba y aguas abajo de una rampa intermedia donde se alcanza el calado crítico y se produce, por tanto, una desconexión hidráulica. En el primer tramo se localiza el conjunto 'Azud de San Gabriel + Cuenco + Umbral dentado', cuya geometría es compleja, ya que sobre el labio del azud se disponen hileras de dientes alternos. El patrón del flujo es claramente tridimensional, por lo que no tenía sentido reproducir esta geometría en el modelo numérico 2D. Para representar la pérdida de energía debida a la perturbación que producen los dientes se realizaron simulaciones unidimensionales del primer tramo de encauzamiento para obtener el coeficiente de rugosidad de Manning equivalente, de manera que el resalto hidráulico aguas abajo del azud quedara contenido dentro del cuenco – como se observaba en el modelo físico – y que los calados aguas abajo del umbral terminal coincidían con los medidos con el limnímetro sobre dicho modelo físico.

Contrastre numérico experimental en el primer tramo del encauzamiento

A continuación, se procedió a la simulación completa del tramo encauzado mediante modelación hidráulica bidimensional, ya que, aguas abajo de la rampa, el cauce comienza a tener un marcado carácter asimétrico, abriéndose únicamente por margen derecha. La zona cercana a la desembocadura era crítica, por la presencia de dos puentes con pilas, cuyo resguardo mínimo era necesario asegurar.

La simulación hidráulica bidimensional se llevó a cabo en GUAD 2D, con el caudal correspondiente a un periodo de retorno de 200 años. El modelo se calibró con los resultados sobre modelo físico de la solución original, y sobre el mismo se analizaron las distintas modificaciones propuestas en cuanto a geometría y revestimientos.

Azud de San Gabriel, cuenco de disipación y umbral terminal

Zona de desembocadura, pilas de puentes y modificación del espigón

Los resultados de la simulación hidráulica - calados y velocidades en todo el cauce - ratifican el correcto funcionamiento hidráulico de la solución finalmente adoptada. Mediante este estudio se cumplieron los objetivos que se resumen a continuación:

  • Corrección de la geometría del estribo del puente final cercano a la desembocadura, retranqueo de muros y modificación del inicio del espigón, asegurando el correcto desagüe y los resguardos suficientes.
  • Sustitución de los revestimientos de escollera vertida por escollera recebada de menor diámetro, disminuyendo así las necesidades de excavación (reducidas hasta en un 75% en algunos casos).
  • Revisión de las necesidades de dragado en la zona entre espigones y cota de necesaria de la plataforma de acceso al mar.
  • Asegurar, con todas las modificaciones, el correcto comportamiento hidráulico para el caudal de diseño, con un régimen general de funcionamiento lento estable, con pocos tramos en régimen rápido y correctamente acotados.
  • Mapa de calados máximos en el encauzamiento

    Mapa de velocidades máximas en el encauzamiento

    Perfil longitudinal del encauzamiento