Actualización del sistema operacional de rebase por oleaje en el puerto de Tarifa

Abstract

RESUMEN: La implementación de sistemas operacionales de rebase en los puertos españoles constituye una herramienta de planificación y alerta, de gran importancia para las actividades económicas y comerciales. En este estudio se recoge la metodología a seguir para la materialización de un sistema de alerta ante eventos de rebase del oleaje sobre estructuras de protección portuaria. El método se fundamenta en el uso de formulaciones analíticas modificadas con base en ensayos numéricos, para el cálculo de parámetros de cada una de las secciones de interés. El estudio se inicia con un trabajo de regionalización o downscaling de oleaje, empleando el método híbrido, de esta forma se obtiene el oleaje a pie de estructura. Para aportar fiabilidad a la regionalización, los datos propagados son comparados y calibrados direccionalmente con datos instrumentales (boya REDCOS de Puertos del Estado). Con esta primera información histórica de forzamiento de rebase, se ha obtenido el régimen medio anual de rebase a lo largo del dique Sagrado Corazón (dique principal del puerto de Tarifa) mediante las formulaciones del manual para rebase sobre estructuras (Eurotop), con el objetivo de entender la repuesta de la estructura ante este tipo de eventos, visualizar los valores de caudales medios, porcentaje de olas rebasadas en un estado de mar y analizar la estacionalidad anual de los eventos de rebase. Con respecto a las formulaciones de rebase en el puerto de Tarifa (Cádiz) se han adaptado a las características geométricas de dos tramos representativos de dos tipologías diferentes a lo largo del dique Sagrado Corazón. En cada una de ellas se obtiene las variables de: caudal medio de rebase (q) y el porcentaje de olas rebasadas por estado de mar (Now/Nw). La adaptación se basa en la mejora de los coeficientes de fricción y oblicuidad de las formulaciones a través de experimentos numéricos controlados, haciendo uso de los modelos numéricos IH2VOF e IH2BOUSS respectivamente para cada coeficiente. Una vez obtenidas, las formulaciones mejoradas se presenta una comparación de las series de rebase obtenidas en las formulaciones tradicionales y modificadas, se redactan unas conclusiones generales. Una vez terminado el proceso de mejora y adaptación de las formulaciones, estas son validadas con datos instrumentales de rebase para finalmente ser integradas en un sistema operacional de rebase (forecast) que tiene como objetivo realizar la predicción con un intervalo de 72 horas. El forzamiento predictivo se toma del sistema de predicción de oleaje SAPO de Puertos del Estado. Finalmente, el sistema de predicción es integrado en una arquitectura automatizada basada en códigos y funciones de MATLAB, realizando de forma automática toda la cascada de procesos necesarios para la generación de un informe final que integra datos de predicción de oleaje del régimen de rebase de los tramos seleccionados del dique Sagrado Corazón.

ABSTRACT : Implementation plan of overtopping operational systems in Spanish ports represent an important planning and alert tool for economic and commercial activities. In this study the methodology for materializing an overtopping alert system over portuary structures is developed. The method is based on using modified analytic formulations obtained by numeric model tests for calculating parameters for each section of interest. The study is started with a regionalization or downscaling of waves applying a hybrid method, by doing this, wave conditions at the structures are obtained. For providing feasibility to the regionalization, the propagated data are compared and calibrated with instrumental data (buoy REDCOS of Puertos del Estado). With that initial historic information of wave conditions for overtopping, the annual mean overtopping throughout Sagrado Corazón’s breakwater (principal breakwater of Tarifa port) through the equations of wave Overtopping of Sea Defenses and Related Structures assessment Manual (Eurotop), to understand the overtopping structure answer, view mean overtopping values, percentage of overtopping waves in a sea state and analyzing the seasonality overtopping events. Regarding to overtopping equations in Tarifa port (Cádiz), geometric characteristics of two representative sections and different typology breakwaters throughout Sagrado Corazon’s dike. For both, the following variables are obtained: mean overtopping discharge (q) and percentage of overtopping waves per sea state (Now/Nw). The new adaptation is based on the improvement of the friction and obliquity coefficients of the overtopping equations through controlled numeric tests, using IH2VOF and IH2BOUSS respectively for each coefficient. Once modified formulae is gained, a comparation between overtopping series obtained with classic and modified equations are presented, therefore general conclusions are drafted. Once finished the process of improvement and adaptation the new formulae, these are validated with instrumental overtopping data to finally incorporate them into an overtopping operational system (forecast) which aims to perform a prediction in a 72 hours interval. The wave conditions predicted are obtained from the forecast system of wave SAPO of Puertos del Estado. Finally, operational system is integred in an automatical architecture based on MATLAB code and functions, performing the cascade of necessary process automatically for generating a full report of the overtopping regime in sections selected of the Sagrado Corazon’s dike.