Estudio numérico y experimental del transporte de sedimentos en cauces aluviales

摘要

[Resumen] El estudio de los fenómenos relativos al transporte de sedimentos, como elemento imprescindible de la Hidráulica Fluvial, es de gran importancia en numerosos campos de la ingeniería civil y otras disciplinas científicas. Los procesos asociados a este ámbito de trabajo adquieren una relevancia fundamental en todo tipo de obras hidráulicas y cauces naturales, permitiendo analizar las afecciones que pueden causarse en los ecosistemas y zonas cercanas a las actuaciones. El desarrollo de estos estudios puede verse enormemente facilitado por la disponibilidad de modelos numéricos que permitan predecir los valores relativos a la hidrodinámica y las variaciones morfológicas de dichos cauces. Uno de los mayores problemas que se plantean en la actualidad con relación a dichos modelos es asegurar su convergencia, estabilidad y adecuada calibración, siendo necesario validarlos con experimentos llevados a cabo en laboratorio y/o campo. El objetivo de esta Tesis Doctoral es la presentación de un estudio numérico-experimental del transporte de sedimentos en ríos y canales. El trabajo aquí expuesto consiste en el desarrollo de un modelo numérico bidimensional desacoplado de flujo y sedimentos granulares, que evalúa en régimen no permanente la hidrodinámica y el transporte de sedimentos utilizando el Método de los Volúmenes Finitos. La validación numérica del bloque hidrodinámico se realizó comparando los resultados obtenidos con los correspondientes a dos conocidos problemas de contraste. La validación experimental del modelo completo se desarrolló a través de ensayos de laboratorio implementados en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canles y Puertos, y en el Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñería Civil (CITEEC), ambos pertenecientes a la Universidad de A Coruña.