Aplicación de una metodología simplificada para estimar las curvas de capacidad de embalses

Abstract

[EN] In the management of the regulation volumes of the water resource projected for a variety of benefits (hydroelectric uses, irrigation, drinking water, among others), it is essential to calculate the morphometric variables of the reservoirs to anticipate changes in their morphology and predict how these changes could affect projected achievement. In this document, taking into consideration the fundamental concepts of Integral Calculus, the development of an innovative methodology is presented to obtain the Cota-Volume and Cota-Area curves in reservoirs; the methodology was formulated in R programming language with the help of geographic information tools. A computational optimization was achieved for the processing of the variables of level, area and volume of a regulation body respect to the use of traditional methodologies. To validate the developed tool, the capacity curves of regulation volume of the Minas - San Francisco reservoir located in the south of the Republic of Ecuador were obtained. This reservoir was designed to dislodge its sediments with washing processes. This fact has motivated the continuous monitoring of the morphological conditions of the reservoir to plan maintenance processes due to the loss of volume and to the deposit of particles from its tributaries. In addition, an analysis based on wavelets curves was applied to the digital elevation models obtained from LiDAR techniques and bathymetric echo sounder to demonstrate the sedimentation processes that occur in this body of regulation.

[ES] En la gestión de los volúmenes de regulación del recurso hídrico proyectados para una variedad de beneficios (aprovechamientos hidroeléctricos, riego, agua potable, entre otros), es imprescindible calcular las variables morfométricas de los embalses para anticipar cambios en su morfología y predecir cómo estos cambios podrían afectar el aprovechamiento proyectado. En este documento, tomando en consideración los conceptos fundamentales del Cálculo Integral, se presenta el desarrollo de una metodología innovadora para obtener las curvas Cota-Volumen y Cota-Área en embalses; la metodología fue formulada en lenguaje de programación R con la ayuda de herramientas de información geográfica. Se ha logrado una optimización computacional para el procesamiento de las variables de nivel, área y volumen de un cuerpo de regulación con respecto a la utilización de metodologías tradicionales. Para validar la herramienta desarrollada se obtuvieron las curvas de capacidad del volumen de regulación del embalse Minas - San Francisco ubicado al sur de la republica del Ecuador. Este embalse fue diseñado para desalojar sus sedimentos con procesos de lavado. Este hecho ha motivado el monitoreo continuo de las condiciones morfológicas del embalse para planificar los procesos de mantenimiento por la pérdida del volumen asociado a los depósitos de partículas provenientes de sus tributarios. Además, se aplicó un análisis basado en curvas wavelets a los modelos digitales de elevación obtenidos con técnicas LiDAR y ecosonda batimétrica, para evidenciar los procesos de sedimentación que ocurren en este cuerpo de regulación.