Práctica 1. Parte Casa. (2015)

Pràctica Español
Universidad Universidad Politécnica de Valencia (UPV)
Grado Ingeniería de la Energía - 4º curso
Asignatura Centrales Hidroeléctricas
Año del apunte 2015
Páginas 9
Fecha de subida 16/03/2016
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Práctica 1. Parte de casa.
Centrales Hidroeléctricas 27 de septiembre de 2015 4º GIE PABLO CARNERO MELERO En referencia al Potencial Hidroeléctrico a nivel local: (CASA) (5 ptos) i) Calcula el potencial bruto lineal del Río Mijares, suponiendo que no hay ninguna explotación (obviar el aforo en el Embalse de Arenós) y los cauces fluyen de manera natural y que aprovecháramos únicamente el agua recogida en los mismos.
Utiliza:  SAIH CHJ  Visor temático CITMA GVA  SITAR ARAGON Las informaciones relativas a los caudales medios anuales de cada aforo de río han sido obtenidas a través del SAIH de la Confederación Hidrográfica del Júcar: http://saih.chj.es/chj/saih/glayer?t=a Las informaciones relativas a las cotas de los aforos en río pertenecientes al ámbito territorial de la Comunidad Valenciana han sido obtenidas a través del visor cartográfico de la Conselleria d'Infraestructures, Territori i Medi Ambient de la Generalitat Valenciana: http://cartoweb.cma.gva.es/visor/index.html?modo=web&temas=Web_Espacios_Protegi dos&capas=parques_y_rutas&xmin=698417.2155723755&ymin=4280124.909680401& xmax=733507.6503365784&ymax=4300464.794110171 Las informaciones relativas a las cotas de los aforos en río pertenecientes al ámbito territorial de Aragón han sido obtenidas a través del visor geográfico del Instituto Geográfico de Aragón: http://sitar.aragon.es/visor/index.html?BOX=691551:4445315:693551:4447315&MARK ERX=692551.443&MARKERY=4446315.951 El río Mijares, según los datos del Sistema Automático de Información Hidrológica de la Confederación Hidrográfica del Júcar, tiene 5 estaciones de aforo en río, marcadas en rojo en la Ilustración 7:  Los Toranes, 08030. El cual tiene un caudal medio anual de 0,8986 m³/s y una altura aproximada de 824 m.
Ilustración 2. Vista del Visor de Cartografía del Gobierno de Aragón de Los Toranes.
7  Arenós, 08134. El cual tiene un caudal medio anual de 5,1363 m³/s y una altura aproximada de 570 m.
Ilustración 3. Vista del Visor de Cartografía de la GVA de Arenós.
 Ribesalbes, 08145. El cual tiene un caudal medio anual de 1,8238 m³/s y una altura aproximada de 240 m.
Ilustración 4. Vista del Visor de Cartografía de la GVA de Ribesalbes.
 Salto del Colmenar, 08119. El cual tiene un caudal medio anual de 4,1669 m³/s y una altura aproximada de 112 m.
Ilustración 5. Vista del Visor de Cartografía de la GVA del Salto del Colmenar.
8  Santa Quitería, 08005. El cual tiene un caudal medio anual de 3,9034 m³/s, y una cota aproximada de 38,21 m.
Ilustración 6. Vista del Visor de Cartografía de la GVA de Santa Quintería.
Ilustración 7. Estaciones de aforo del río Mijares, según CHJ.
Ilustración 8. Estaciones de aforo del río Mijares, según el SAIH del CHJ.
Ilustración 9. Red hidrográfica del sistema Mijares.
9 Por lo tanto, en principio, se tiene que el potencial bruto lineal sigue la siguiente curva: Potencial Bruto Lineal del río Mijares 900 y = 127,55x2 - 886,3x + 1562,7 800 Altura (m) 700 600 500 400 300 200 100 0 0,8986 1,8238 4,1669 3,9034 Caudal medio anual (m^3/s) Se puede observar que, debido a las modificaciones del curso natural del río asociadas a diversos aprovechamientos, hay un momento en el curso del río que la aportación disminuye aguas abajo.
Este hecho, a priori, no parece lógico dado que lo usual es que el río vaya recogiendo escorrentía superficial en su curso siempre trasegando el caudal que llevaba aguas arriba más todas las aportaciones que va captando mientras discurre. Sin embargo, se puede encontrar una explicación a este hecho en principio anómalo. El río Mijares sirve para regar un total de 43.530 hectáreas, un 77% de las cuales se encuentran en la cuenca baja del río, aguas abajo del embalse del Sichar, donde se encuentra el aforo de Salto del Colmenar, esto explica porqué entre el aforo de Salto del Colmenar y Santa Quitería hay una disminución del caudal medio anual. La zona entre estos aforos es donde se encuentra una superficie con gran presencia de cultivos de regadío, principalmente cítricos, con la consecuente demanda de agua. Concretamente se tiene esta situación debido a la construcción del llamado Tramo Común el cual tiene su toma justo aguas abajo de la devolución del agua tras el aforo. A este canal se desvía casi la totalidad del río, dejando únicamente el caudal ecológico circulando.
Se estima que las filtraciones son del orden de 0,2 m³/s, cantidad que coincide aproximadamente 10 con el desajuste de caudal medio anual entre Salto del Colmenar y Santa Quitería.2 Además, las mayores pérdidas se concentran en el retorno del Tramo Común al río Mijares.
Por lo tanto, para poder realizar una estimación del aprovechamiento energético del río se va a establecer que únicamente la diferencia entre los caudales medios registrados aguas arriba y aguas abajo de la mencionada superficie de regadío es la que se destina a tal fin, y se va a obviar.
Por otro lado se va a hacer una suposición de compensación entre las aportaciones al río y el caudal del río destinado a regadío y otros usos; estableciendo que el río mantiene su caudal medio anual desde el aforo de Santa Quitería hasta la desembocadura. Esto es suponer que sale tanto caudal para regadío como se recibe por escorrentía. Finalmente, resumiendo las suposiciones, se tiene que el caudal medio anual considerado en el aforo de Salto del Colmenar es el mismo que el medido en Santa Quitería, el cual se mantiene invariante hasta la desembocadura. Esto hace que se corrija la gráfica anterior suponiendo que a efectos de cálculo puede eliminarse el aforo de Santa Quitería, dado que el caudal medido en él era el mismo que el medido en Salto del Colmenar, teniendo: Potencial Bruto Lineal del río Mijares 900 800 y = 228x2 - 1268x + 1864 Altura (m) 700 600 500 400 300 200 100 0 0,8986 1,8238 3,9034 Caudal medio anual (m^3/s) Obteniendo el potencial bruto lineal, calculado tramo a tramo, del río Mijares más ajustado al aprovechamiento energético real del río como sigue: Los Toranes Ribesalbes Salto del Colmenar TOTAL Caudal(m^3/s) 0,8986 1,8238 3,9034 Altura(m) 824 240 112 ΔQ(m^3/s) 0,9252 2,0796 3,9034 Δh(m) 584 128 112 Q*Δh (m^4/s) Potencia (W) Energía (GWh) 524,7824 5142867,52 45,0515195 233,4464 2287774,72 20,0409065 437,1808 4284371,84 37,5310973 1195,4096 11715014,08 102,623523 Finalmente se tiene que el potencial bruto lineal del río Mijares es de 102,62 GWh.
Otra alternativa es suponer que el último aforo, el de Santa Quitería, por los motivos anteriores presenta una anomalía. Por lo tanto, si se asume que el destino del gran volumen de agua para regadío únicamente tiene lugar entre el aforo de Salto del Colmenar y Santa Quitería, entonces la suposición más coherente sería no penalizar el resto del transcurso 2 [PDF en línea]: Anejo 3 DISEÑO DE POLÍTICAS ÓPTIMAS DE PRECIOS DEL AGUA QUE INCORPOREN LOS COSTES MARGINALES DE OPORTUNIDAD DEL RECURSO 11 del río tras el aforo de Santa Quitería. Consecuentemente, de haber otro aforo aguas abajo de Santa Quitería que proporcionase un caudal medio superior al del aforo anterior, se tendría una situación lógica para el análisis energético del río. Esta suposición no resulta del todo atrevida, dado que tras el aforo de Santa Quitería se tiene la confluencia de la Rambla de la Viuda con el río Mijares, lo cual conlleva un aporte adicional de caudal.
Ilustración 10. Vista del Visor de Cartografía de la GVA aguas abajo de Santa Quintería.
La estimación de la aportación al río Mijares en su curso bajo, se va a realizar según datos de la Condeferación Hidrográfica del Júcar, en las aportaciones a la zona de la Plana de Castellón, a la cual pertenece al río fueron las siguientes: El procedimiento que se va a seguir a continuación va a ser la estimación de un aforo adicional tras el de Santa Quitería, el cual va a considerar las recargas por lluvia y las infiltraciones adicionales. Para considerar las recargas por lluvia se va a tomar la media anual de este año, obtenido a través del SAIH de la Confederación Hidrográfica del Júcar.
Ilustración 11. Zonas del sistema Mijares.
Las precipitaciones van a establecerse como . Se tiene que la superficie ocupada por la Rambla de la Viuda, aproximadamente, es de 11.981.305 de precipitaciones de 0,1824 . Esto hace un total .
12 Ilustración 12. Estimación del área de la Rambla de la Viuda.
Ilustración 13. Precipitaciones medias anuales, según CHJ.
Por lo tanto, asumiendo que la Rambla de la Viuda recibe por precipitaciones 0,1824 y asumiendo que no se destina nada a regadío, dado que en el Tramo Común se ha destinado todo lo necesario, además estableciendo que recibe por infiltraciones lo mismo que se filtra en dicho Tramo Común, 0,2 de 0,3824 ,se tiene que aguas abajo del aforo de Santa Quitería existe un aporte . Por lo tanto, un nuevo aforo aguas abajo del de Santa Quitería registraría el caudal medio que registró este más esta aportación adicional. Por lo tanto, se va a obviar en el cálculo del potencial bruto lineal el aforo de Santa Quitería y se va a definir uno nuevo, llamado Santa Quitería de la Viuda, el cual tendrá un aforo de 4,2858 . La altura de este aforo sería la misma del de Santa Quitería. Por lo tanto se tendría la siguiente curva corregida del potencial bruto lineal: Potencial Bruto Lineal del río Mijares 900 800 y = 127,55x2 - 886,3x + 1562,7 Altura (m) 700 600 500 400 300 200 100 0 0,8986 1,8238 4,1669 4,2858 Caudal medio anual (m^3/s) 13 Obteniendo el potencial bruto lineal, calculado tramo a tramo, del río Mijares más ajustado al aprovechamiento energético real del río como sigue: Los Toranes Ribesalbes Salto del Colmenar Santa Quitería de la Viuda TOTAL Caudal(m^3/s) 0,8986 1,8238 4,1669 4,2858 Altura(m) 824 240 112 38,21 ΔQ(m^3/s) 0,9252 2,3431 0,1189 4,2858 Δh(m) 584 128 73,79 38,21 Q*Δh (m^4/s) Potencia (W) Energía (GWh) 524,7824 5142867,52 45,0515195 233,4464 2287774,72 20,0409065 307,475551 3013260,4 26,3961611 163,760418 1604852,096 14,0585044 1229,46477 12048754,74 105,547091 Finalmente se tiene que el potencial bruto lineal del río Mijares es de 105,55 GWh.
Como conclusión se puede establecer que ambas suposiciones conllevan a unos resultados similares, por lo tanto, se puede asumir el resultado como aceptable.
14 ...

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