Simulación numérica de la estructura térmica del embalse Porce II en Colombia

Abstract

RESUMEN: del trabajo se fundamenta en el uso del modelo numérico Elcom, desarrollado por el Centro para elEstudio del Agua (CWR) de la Universidad del Oeste de Australia. Las mediciones de campo utilizadas fueron tomadas por la universidad de Antioquia (2002). Durante la fase de calibración se com-pararon perfiles de temperatura medidos y simulados en nueve estaciones de monitoreo y se encontraron dos parámetros principales: la temperatura del afluente principal (río Porce) y la distribución espacial del viento. En general, los perfiles simulados fueron siempre más fríos que los medidos. La forma de estos perfiles muestra un ambiente acuático estratificado (sin mezcla). Se presenta, además, la simulación de la estructura térmica del embalse durante un ciclo de 24 horas, en donde se compararon perfiles de temperatura medidos y simulados en tres estaciones de monitoreo. Se encontró una alta correspondencia entre perfiles medidos y simulados. Sin embargo, durante las horas de luz diurna, el embalse simulado es más frío que el medido. Los perfiles de temperatura del agua localizados en la zona léntica del embalse permanecen con la misma forma durante el ciclo de 24horas, sugiriendo que no hubo suficiente enfriamiento con vectivo durante la noche para mezclarlo.Se construyeron mapas de estratificación térmica a partir de los datos simulados durante de calibración, para mostrar el tipo de resultados que pueden alcanzarse usando esta metodología.

ABSTRACT: In this paper, a methodology in terms of the physical parameterization and calibration, used to simulate the thermal structure of the Porce II reservoir, is presented. The Elcom numerical model developed by Center for Water Research (CWR) of the University of Western Australia (UWA) is used. The field measurements were taken by the Universidad de Antioquia (2002). During the calibration stage both, measured and simulated temperature profiles on 9 Monitoring Stations were compared and two mayor parameters were found: The inflow river water temperature and the wind spatial distribution. After calibration, simulated profiles were found in general cooler than measured profiles. The shape of these profiles shows an unmixed aquatic environment. A simulation of the thermal structure during a 24 hour cycle of the Porce II reservoir is also presented. During the simulation, both measured and simulated temperature profiles on 3 Monitoring Stations were compared. A good correspondence between both, measured and simulated night profiles was found. However, during the day-light hours, the simulated reservoir is cooler than the measured one. Water temperature profiles located on the lentic zone of the reservoir stayed on the same shape along the 24 hour cycle suggesting that there were not enough convective cooling during the night to mix it. Thermal stratification maps were built with the calibration data in order to show the kind of results that can be achieved through this methodology.