Modelación del movimiento del agua en medios porosos no lineales mediante un esquema de diferencias finitas. Aplicación al sobrevertido en presas de escollera = Modeling flow through non linear coarse porous media by a finite difference scheme, with application to rockfill dams overtopping

Resumen

La circulación del agua a través de medios porosos gruesos, como la escollera, la grava o incluso la arena de mayor tamaño, tiene la particularidad de exhibir una relación no lineal entre el gradiente hidráulico y la velocidad de filtración. Uno de los problemas de ingeniería en que se observa esto es cuando se produce un sobrevertido en una presa de escollera y el agua, pasando sobre su coronación, se infiltra en el espaldón y circula por su interior. La modelación numérica del problema se resuelve aquí mediante un esquema de diferencias finitas, que se implementa en el código MNLEE.RDS para su aplicación al sobrevertido en presas de escollera. Además, se proporciona un procedimiento para resolver el acoplamiento del movimiento del agua en lámina libre sobre el talud de la presa y de filtración por el interior del espaldón, mediante la introducción del concepto «ley de intercambio de caudales».

Flow through coarse porous media, as rockfill, gravel or sand of big size, exhibit a non linear relation between hydraulic gradient and seepage velocity. This behavior is observed when water flows over the crest of a rockfill dam, seeps into the downstream shoulder and moves through the rockfill voids. A finite difference scheme is used here to solve this problem through numerical modeling. It is implemented in the code MNLEE.RDS for solving dam overtopping problems. In addition, a procedure is provided to solve the coupled problem of flow over and through the rockfill dam. For that purpose, the concept of law of flow exchange is introduced.