Optimización de la Cota de Coronación en Estructuras Rígidas Mediante el Uso de Soluciones Híbridas

Abstract

RESUMEN: El objetivo del proyecto es evaluar la disminución en la cota de coronación de una estructura rígida cuando, frente a ella, se encuentra un ecosistema costero. Las soluciones híbridas consisten, precisamente, en la combinación de la construcción de esa estructura rígida de acuerdo con la ingeniería tradicional junto con el uso del ecosistema costero que la rodea. Para ello, en este estudio se plantea la evaluación del efecto que produce la presencia de un bosque de manglares sobre el run-up medido en una rampa impermeable. En primer lugar, se han llevado a cabo ensayos de laboratorio en el canal de Oleaje-Corriente-Tsunami (COCoTsu) del IHCantabria con una simulación a escala de esta configuración. El bosque de manglares se ha modelado mediante un conjunto de 135 réplicas de la especie de manglar más abundante, Rhizophora, dispuestas de acuerdo con valores de densidad de bosque representativos de la realidad a lo largo de 24.5 metros. Tras este bosque, se ha colocado una rampa impermeable considerando tres de las pendientes más comunes en estructuras rígidas, 1:1, 1:2 y 1:3. Los estados de mar ensayados son la combinación de diferentes valores de altura de ola significante, periodo de pico y profundidad considerados representativos de la zona en la que crecen estos manglares. De estos ensayos de laboratorio se han tomado datos para la configuración ya mencionada y para una igual, pero sin el bosque de manglares. Se ha llevado a cabo, a continuación, un análisis de estos datos ajustando las mediciones a las distintas formulaciones de run-up para rampas impermeables y analizando los efectos que se han observado sobre el propio run-up y sobre el set-up comparando las dos configuraciones que se han ensayado para conocer, finalmente, el efecto que produce el bosque de manglares sobre el run-up. Posteriormente se ha realizado un análisis numérico utilizando el modelo IH-2VOF. Para ello, se ha validado la situación de canal vacío ajustando las características del modelo a las mediciones de run-up de los ensayos de laboratorio para, finalmente, calibrar un módulo adicional de vegetación y poder simular con precisión la presencia del bosque de manglares en el canal.

ABSTRACT: The goal of this project is evaluating a decrease in the crowning level of a rigid structure when there is a coastal ecosystem in front of it. Hybrid solutions are the combination of building a new rigid structure according to traditional engineering and using the costal ecosystem that surrounds it. Therefore, this study evaluates the effect of a mangrove forest on the run-up over a smooth impermeable slope. Firstly, some laboratory tests have been carried out in the Wave-Current-Tsunami flume (COCoTsu) of IHCantabria with a scaled simulation of this configuration. The mangrove forest has been modeled through a group of 135 mimics of the most common mangrove species, Rhizophora, located according to representative forest density values in a length of 24.5 meters. After this forest, a smooth impermeable slope has been placed selecting three different slopes between the most common values used in rigid structures, 1:1, 1:2 and 1:3. Tested sea states are the combination of different values of significant wave height, peak period and depth being representative of the place where this kind of mangroves grow. Some data have been measured in these tests and in some alternative tests without the mangrove forest. An analysis of these data has been carried out next fitting measuring to run-up formulations for smooth impermeable slopes and analyzing observed effects over run-up and set-up comparing both configurations, with and without mangrove forest. Finally, the effect which this mangrove forest has on the run-up can be known. A numeric analysis has been done next using IH-2VOF model. Empty flume situation has been validated in this model fitting model characteristics with run-up measuring in laboratory tests. An additional vegetation unit has been calibrated in the model so that this model can simulate with enough accuracy the presence of the mangrove forest in the flume.