CAUDAL DE DISEÑO

Proyecto de emisario de Gorliz. Tramo submarino

ANEJO Nº 6. CAUDALES DE DISEÑO


P0720-SR-PBC-A06001-V02.doc

Anejo nº 6 – Caudales de diseño

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN 2. ANÁLISIS DE LOS ESTUDIOS PREVIOS

2.1. Modelo de simulación de la red de saneamiento de Plentzia-Gorliz 2.2. Anteproyecto del emisario de Gorliz

3. DETERMINACIÓN DE LOS CAUDALES QUE DESAGUAN AL EMISARIO 3.1. Metodología 3.2. Esquema de las entradas de caudal a la red 3.3. Características de la EDAR 3.4. Cambios en la configuración de la red 3.5. Cambios en la delimitación y caracterización de las cuencas vertientes 3.6. Caudales entrantes al emisario 3.7. Características de la modelización 3.8. Resultados de la modelización

4. DETERMINACIÓN DE LOS CAUDALES DE DISEÑO DEL EMISARIO SUBMARINO 4.1. Criterios para la elección del caudal de diseño 4.2. Frecuencia y volumen de los alivios por el emisario de emergencia 4.3. Pérdidas de carga 4.4. Conclusiones



Anejo nº 6 – Caudales de diseño 1

1. INTRODUCCIÓN

Los objetivos del presente anejo son:

Determinar los caudales de diseño a utilizar en el dimensionamiento del tramo de emisario

submarino, a partir de los resultados obtenidos en documentos anteriores y de los datos

recogidos en campo específicamente para este proyecto.

Analizar el funcionamiento hidráulico del tramo submarino para el diámetro y caudal de diseño

elegidos.




2. ANÁLISIS DE LOS ESTUDIOS PREVIOS

En este apartado se resumirán las conclusiones alcanzadas en las fases anteriores del diseño del

emisario de Gorliz, como paso previo para la elección de los caudales a emplear en el

dimensionamiento. Los estudios previos analizados han sido:

Modelo de simulación de la red de saneamiento de Plentzia-Gorliz realizado por SAITEC, S.A.

en mayo de 2004.

Anteproyecto del emisario de Gorliz realizado por Fulcrum, S.A. en marzo de 2005.

2.1. Modelo de simulación de la red de saneamiento de Plentzia-Gorliz

2.1.1. Metodología

La simulación hidráulica de la red de saneamiento de Plentzia-Gorliz se realizó mediante el modelo

MOUSE del Danish Hydraulic Institute (DHI). Los módulos MOUSE empleados en la simulación fueron

MOUSE Run Off y MOUSE HD:

El módulo MOUSE Run Off se empleó para el cálculo de escorrentía de todas las cuencas

simuladas, obteniéndose hidrogramas que posteriormente se utilizaron como datos de entrada

en el modelo MOUSE Pipe Flow.

El módulo MOUSE Hydrodinamic Pipe Flow (HD) se empleó para el cálculo de la red. Se trata

de un modelo numérico que resuelve las ecuaciones completas de Saint Venant a lo largo de la

red, lo que permite la modelización de efectos de remanso, inversión de flujo, sobrecarga de

pozos, flujo en superficie libre y a presión y depósitos de almacenamiento.

2.1.2. Datos de partida

2.1.2.1. Configuración de la red

2.1.2.1.1. Procedencia de los datos

Los datos empleados para el modelo procedían de las siguientes fuentes:

Proyecto de Liquidación de la Red de Saneamiento de Plentzia, Gorliz y Barrika. Fase 1:

Plentzia.

Proyecto de Liquidación de las obras de incorporación y vertido de la E.D.A.R. de Gorliz.

Diputación Foral de Bizkaia, 1999.

Datos de explotación de la red facilitados por el Consorcio de Aguas de Bilbao Bizkaia.




2.1.2.1.2. Ámbito de la modelización

El sector modelizado correspondía a la red primaria, y comprendía las siguientes conducciones:

El interceptor principal que discurre por la margen derecha del Butrón, desde el pozo P-1.4 en

la zona de Gandias hasta el bombeo del Gautxori, a la altura de la playa de Plentzia.

Los ramales que se incorporan al interceptor principal en los pozos P-19, P-27 (mediante el

bombeo de Labasture), P-30 y P-37 y en el propio bombeo del Gautxori.

El tramo de impulsión desde el bombeo del Gautxori hasta la entrada de la EDAR.

Los colectores T y BC que llegan a la EDAR por gravedad.

El colector A que transporta hasta la EDAR los caudales impulsados por el bombeo de

Gasatxas.

La modelización de la red realizada con el programa MOUSE incluyó tanto las conducciones

mencionadas como las estructuras de control, como aliviaderos y bombeos. Así, el modelo se

componía de los siguientes elementos:

Pozos 84

Conducciones en gravedad 83

Impulsiones 3

Depósitos 1

Desagües 2

Aliviaderos 4

Estaciones de bombeo 3 (Labasture, Gautxori y Gasatxas)

Bombas 11 (3 en Labasture, 6 en Gautxori y 2 en Gasatxas)

2.1.2.1.3. Características de los elementos singulares

En el modelo de la red se introdujeron los siguientes elementos singulares:

a) Aliviadero en P-10.

b) Bombeo de Labasture en R-3-4, con alivio a la ría.

c) Aliviadero en P-38.

d) Bombeo-aliviadero de Gautxori en P-38-1, con alivio a la ría.

e) Arqueta vórtex en COL-BC-1.

f) Bombeo de Gasatxas en COL-A-0, con alivio al emisario actual.




g) Arqueta de llegada de impulsión desde el bombeo de Gautxori en JAR-1-2.

h) Entrada en la EDAR de Gorliz en JAR-2-2.

i) Entrada al emisario en JAR 2-2’.

Por su relevancia para la interpretación de los resultados obtenidos, se incluyen aquí las características

de la modelización de los tres bombeos:

Bombeo de Labasture:

Número de equipos de bombeo 3+1

Bombas 1 y 2 Marca ABS, tipo AFP 1041.1

Qmax = 154 m3/h = 42,8 l/s

Bombas 3 y 4 Marca ABS, tipo AF 110-6-MK

Qmax = 810 m3/h = 225 l/s

Bombas incluidas en el modelo Dos bombas de 42,8 l/s + una bomba de 225 l/s

Bombeo del Gautxori:

Número de equipos de bombeo 7+1

Bomba 1, 2 y 3 c250 Marca INGERSOLL – DRESSER PUMPS GMFC16-FR 5T

Qmax = 225 m3/h = 62,5 l/s

Bomba 1, 2, 3 y 4 c600 Marca INGERSOLL – DRESSER PUMPS GMFC17-FR-6A

Qmax = 600 m3/h = 166,7 l/s

Bombas incluidas en el modelo Dos bombas de 62,5 l/s + cuatro bombas de 166,7 l/s

Otras características Tanque de tormenta de 300 m3

Bombeo de Gasatxas:

Número de equipos de bombeo 4

Bombas 1 y 2 Marca Flygt, tipo NZ3153 180HT-451.

Qmax = 13,5 l/s

Bomba 3 y 4 Marca Flygt, tipo NZ3201 180MT-444

Qmax = 102 l/s

Bombas incluidas en el modelo Una bomba de 13,5 l/s + una bomba de 102 l/s




2.1.2.2. Cuencas vertientes

En el modelo se incluyeron un total de 25 cuencas vertientes, cuyas características se resumen en la

tabla siguiente:

Cuenca Pozo de incorporación

Población Tipo de

cuenca

Superficie reducida

(ha)

% de impermeabilidad

Tiempo de concentración

(min)

GANDIAS P-1.4 145 S 21,05 0% 100

GANDIAS-PLENTZIA P-1.4 145 S 21,05 0% 73

ABANICO P-1.4 541 S 39,35 0% 87

GAZTAMIÑE P-5 716 S 5,81 0% 62

ELEXALDE P-5 529 S 8,43 0% 52

SAN TELMO P-5 74 S 9,64 0% 67

C-2 P-5 0 S 178,01 0% 15

C-3 P-5 0 S 84,47 0% 10

CASCO Y ENSANCHE 1 P-8 329 U 9,78 18% 104



CASCO Y ENSANCHE 4.1 R-2.1 62 U 1,87 18% 104

CASCO Y ENSANCHE 4.2 R-3.1 62 U 1,87 18% 104

CASCO Y ENSANCHE 4´ R-4.1 4 U 0,12 18% 104

CASCO Y ENSANCHE 5-6 P-36 212 U 6,30 18% 104

GAMINIZ 1 P-38.1 90 U 19,92 18% 84

GAMINIZ 2 COL D-1.3 29 U 0,52 18% 84

C-1 P-38.1 0 U 1,99 18% 72

SARATXAGA P-38.1 119 S 13,58 0% 233

GUSURMENDI 1 G-7 5 S 9,01 0% 40

GUSURMENDI 2 COL D.3-1 1 U 0,31 18% 80

GUSURMENDI 3 COL D.3-3 1 U 0,31 18% 80

ELEXALDE-KINPULENE COL BC-1 1.078 U 45,07 14% 200

COLECTOR T COL T-3 14 S 0 0% 104




Cuenca Pozo de incorporación

Población Tipo de

cuenca

Superficie reducida

(ha)

% de impermeabilidad

Tiempo de concentración

(min)

URESARANTZE COL A-0 298 U 32,77 18% 60

4.591 515,76

En esta tabla se ha mantenido la nomenclatura utilizada en el documento anterior y en el propio modelo

MOUSE, y que se explica a continuación:

La población considerada es la población de invierno, para la cual se ha previsto una dotación

de 180 litros/habitante/día.

El tipo de cuenca es separativa o unitaria.

La superficie reducida se define como la superficie real capaz de generar escorrentía recogida

por la red de saneamiento.

El porcentaje de impermeabilidad es uno de los parámetros del MOUSE, y representa la

fracción de la superficie de cuenca que contribuye efectivamente a la escorrentía. En las

cuencas separativas se adoptó un valor de cero, mientras que en las cuencas unitarias se

tomaron valores del 14 al 18%, que se ajustaron durante el proceso de calibración.

El tiempo de concentración se obtuvo teniendo en cuenta tanto el tiempo de escorrentía por el

terreno como el tiempo de recorrido por la red, con valores nunca inferiores a diez minutos.

2.1.2.3. Pluviometría

El modelo de simulación de la red de saneamiento de Plentzia-Gorliz tomó como información

pluviométrica los aguaceros registrados los días 12 y 23 a 26 de marzo de 2004 en el pluviómetro de

Sondika, perteneciente a la red del Instituto Nacional de Meteorología. La selección de los episodios

mencionados vino condicionada por:

La cantidad y calidad de los datos recogidos por el pluviómetro.

La posibilidad de obtener datos de explotación de la E.D.A.R. de Gorliz para esas fechas,

permitiendo así la calibración del modelo.

A continuación se incluyen los hietogramas de los aguaceros seleccionados:




00:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 10:00:00 12:00:00 14:00:00 16:00:00 18:00:00 20:00:00 22:00:00-0.1

0.0

0.1

0.1

0.2

0.2

0.3

0.3

0.4

0.4

0.5

0.5

0.6

0.6

0.7

0.7

0.8

0.8

0.9

0.9

1.0

1.0

1.1

1.1

1.2RAINFALL [mm]

Aguacero correspondiente al episodio de lluvia de 12 de marzo de 2.004.

Datos registrados en el pluviómetro de Sondika.

00:00:0023-3-2004

06:00:00 12:00:00 18:00:00 00:00:0024-3-2004

06:00:00 12:00:00 18:00:00 00:00:0025-3-2004

06:00:00 12:00:00 18:00:00 00:00:0026-3-2004

06:00:00 12:00:00 18:00:00

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

RAINFALL [mm]

Aguacero correspondiente al episodio de lluvia de 23 a 26 de marzo de 2.004.

Datos registrados en el pluviómetro de Sondika




2.1.3. Procedimiento de calibración

El modelo descrito se calibró con el evento de precipitación del 12 de marzo de 2004, ajustando los

parámetros de entrada del modelo de modo que los caudales de entrada en la depuradora de Gorliz se

aproximasen a los medidos realmente en la cámara de mezcla y regulación de la EDAR. Este ajuste se

validó posteriormente con los sucesos de lluvia del 23 al 26 de marzo de 2004.

Los parámetros que se modificaron para lograr el ajuste fueron los porcentajes de impermeabilidad de

las cuencas, sus tiempos de concentración y el tipo de cuenca a utilizar en el modelo de precipitación-

escorrentía, eligiendo entre cuencas de tipo 1 (rectangulares) o cuencas de tipo 3 (divergentes).

2.1.4. Resultados de la modelización

Una vez realizada la calibración, el modelo se empleó para simular el comportamiento de la red durante

dos años completos, utilizando las series pluviométricas registradas en la estación de Sondika para un

año medio (1996) y un año húmedo (1974).

Aunque en su momento se obtuvieron los perfiles de flujo en la red y las series de caudales aliviados y

bombeados y de caudales entrantes a la depuradora y a los distintos elementos singulares, aquí se

recogen únicamente los hidrogramas de entrada al emisario, por ser los de mayor interés para su

diseño.

Como se ha comentado en el punto 2.1.2.1, el alivio del bombeo de Gasatxas no vierte directamente al

mar ni a la ría, sino que se incorpora al emisario existente en un punto intermedio entre la EDAR y el

vertido actual. Por esta razón, para cada año simulado se incluyen dos hidrogramas, uno con los

caudales que entran en cabecera del emisario y otro con los caudales que circulan por el emisario

aguas abajo del alivio de dicho bombeo.




2.1.4.1. Hidrograma de entrada al emisario correspondiente a la simulación realizada para el año 1996 (año medio)




2.1.4.2. Hidrograma de entrada al emisario correspondiente a la simulación realizada para el año 1974 (año húmedo)




2.1.5. Conclusiones del modelo de simulación

Las simulaciones realizadas arrojaron los siguientes valores de los caudales aliviados al emisario desde

la entrada de la EDAR y desde el bombeo de Gasatxas:

Antes del alivio de Gasatxas Después del alivio de Gasatxas Año

Caudal medio

(l/s)

Caudal máximo

(l/s)

Caudal medio

(l/s)

Caudal máximo

(l/s)

1996 (año medio) 83 646 83 769

1974 (año húmedo) 90 633 90 747

2.2. Anteproyecto del emisario de Gorliz

2.2.1. Contenido del anteproyecto

El anteproyecto redactado por Fulcrum en mayo de 2005 contiene una definición inicial de los trabajos a

desarrollar en la última fase del sistema de saneamiento del bajo Butrón. En particular, se plantean:

Las actuaciones precisas para realizar el vertido del agua depurada o aliviada en la EDAR,

teniendo en cuenta los requisitos de calidad del agua en la zona de playas y los problemas

planteados por la ampliación de la playa de Gorliz y la construcción del nuevo paseo marítimo.

Las posibles alternativas para dar salida al incremento de caudales de escorrentía producido

por la urbanización de las zonas de Gaminiz y Gusurmendi en Gorliz.

En lo referente al vertido y sus consecuencias ambientales, el documento analiza las distintas

posibilidades y propone como solución más adecuada la construcción de un emisario medio-largo que

recoja no sólo los caudales tratados en la EDAR y los aliviados en su cabecera, sino también los

aliviados por los elementos de control de las redes unitarias.

En cuanto a la gestión de las aguas pluviales procedentes de las nuevas zonas urbanizadas, el

anteproyecto deja abiertas dos posibilidades: o bien incorporarlos al emisario, o bien verterlos en algún

punto más próximo a las playas y el estuario.

2.2.2. Caudales de diseño propuestos

A continuación se resumen los caudales de diseño propuestos en el Anteproyecto del emisario de

Gorliz para las dos alternativas planteadas (con o sin incorporación de las pluviales de Gusurmendi).




2.2.2.1. Sin incorporación de las pluviales de Gusurmendi

En el caso de que el emisario sólo deba dar salida a los caudales tratados o aliviados por la EDAR y a

los aliviados en el bombeo de Gasatxas y el aliviadero del colector BC, el caudal de diseño del emisario

debería obtenerse como la suma de:

El caudal máximo hidráulico de la EDAR.

El caudal aliviado por el vórtex de los colectores BC.

El caudal aliviado por el bombeo de Gasatxas.

El caudal máximo hidráulico de la EDAR es un valor fijo, que depende sólo de la configuración de la

planta; sin embargo, los caudales aliviados por el vórtex y el bombeo dependerán, no sólo de las

características de la red y de las estructuras de alivio, sino también de la precipitación que se tome

como referencia. Por este motivo, el anteproyecto señala que para obtener un caudal de diseño

válido deberán tomarse valores de los caudales aliviados que correspondan a un periodo de retorno conocido, que en principio podría ser el de diez años. En consecuencia, los valores de caudal

punta en el emisario obtenidos para un año medio y un año húmedo mediante el modelo MOUSE de la

red no podrían utilizarse para el cálculo del caudal de diseño, ya que se desconoce el periodo de

retorno asociado a los sucesos de lluvia utilizados en la simulación.

A falta de una simulación realizada con un suceso de lluvia de periodo de retorno conocido, el

anteproyecto propone utilizar como caudales de diseño los calculados en el Proyecto de saneamiento

de Gorliz, redactado por la Diputación Foral de Bizkaia en 1994. En dicho proyecto se calculaban los

caudales aliviados por el vórtex y el bombeo para un periodo de retorno de diez años, teniendo en

cuenta las limitaciones impuestas por la capacidad máxima de los colectores existentes. De este modo,

los caudales de diseño serían:

Caudal máximo hidráulico de la EDAR (l/s) 677

Caudal aliviado por el vórtex de los colectores BC para T = 10 años (l/s) 321,66

Caudal total en el emisario antes del alivio de Gasatxas (l/s) 998,66

Caudal aliviado por el bombeo de Gasatxas para T = 10 años (l/s) 484,70

Caudal total en el emisario después del alivio de Gasatxas (l/s) 1.483,36

2.2.2.2. Con incorporación de las pluviales de Gusurmendi

En el caso de que se decidiese incorporar al emisario las aguas pluviales de las cuencas de

Gusurmendi y Gaminiz, el anteproyecto propone añadir a los caudales anteriores, en lugar de los




caudales punta obtenidos para el conjunto de ambas cuencas mediante la simulación de los años

medio y húmedo, los obtenidos mediante la fórmula racional para un periodo de retorno de diez años,

sin tener en cuenta la eventual laminación en la red. Dichos caudales son los que figuran en la tabla

siguiente:

Gusurmendi Gaminiz

Caudal punta para T = 10 años (l/s) 1.312,23 2.866,50




3. DETERMINACIÓN DE LOS CAUDALES QUE DESAGUAN AL EMISARIO

3.1. Metodología

Aunque por razones administrativas se haya optado por redactar por separado el proyecto constructivo

del emisario terrestre y el anteproyecto del emisario submarino, la determinación de los caudales de

diseño debe enfocarse globalmente, teniendo en cuenta el funcionamiento conjunto de todo el sistema.

Por esta razón, en este apartado se calcularán los caudales que podrán desaguar al emisario a lo largo

del año medio y del año húmedo, teniendo en cuenta las características de las cuencas vertientes, las

limitaciones impuestas por la configuración de la red y de los bombeos existentes y la capacidad de

regulación de la EDAR.

Estos caudales se obtendrán a partir del modelo MOUSE existente, al que se le realizarán una serie de

correcciones para tener en cuenta los cambios registrados en la red en los últimos años.

A partir de los hidrogramas obtenidos podrán analizarse las distintas parejas caudal de diseño-volumen

de regulación, y se elegirá la configuración más adecuada en función de la frecuencia y volumen de

alivios al mar que se consideren admisibles.

A continuación se describirán la metodología y las hipótesis utilizadas en este proceso. Dicha

descripción tratará los siguientes aspectos:

Esquema de las entradas de caudal a la red.

Características de la EDAR.

Cambios en la configuración de la red.

Cambios en la delimitación y caracterización de las cuencas vertientes.

Resultados de la modelización.

Análisis de los resultados.

3.2. Esquema de las entradas de caudal a la red

Las entradas de caudal se reparten a lo largo de toda la red principal, desde el Abanico hasta

Uresarantze. En el plano siguiente se presenta un esquema de dicha red y de los puntos de

incorporación de cada cuenca.




A la vista del plano anterior, las veinticinco cuencas existentes podrían clasificarse en cuatro grupos en

función de la vía por la que llegan a la EDAR:

Las cuencas desde el Abanico hasta Gusurmendi, que suman una superficie de escorrentía

de 32,29 hectáreas, llegan a la depuradora a través del bombeo del Gautxori. Los caudales que

sobrepasan la capacidad de este bombeo son aliviados a la ría y en ningún caso llegarían al

emisario. Por lo tanto, a efectos de dimensionamiento de dicho emisario, el caudal procedente

de estas cuencas no superará nunca la capacidad máxima del conjunto de las bombas

instaladas, independientemente del periodo de retorno que se considere.

La cuenca de Elexalde-Kinpulene, correspondiente al núcleo de Gorliz, tiene una superficie de

escorrentía de hasta 31,77 hectáreas y llega a la depuradora a través del bombeo de Gasatxas

y el colector A. Los caudales que sobrepasan la capacidad del bombeo o del colector son

aliviados al emisario existente, y, en su día, deberán incorporarse al emisario futuro. Por lo

tanto:

- Para dimensionar el primer tramo del emisario, el caudal procedente de estas cuencas

no superará nunca la capacidad máxima del conjunto bombeo - colector A,

independientemente del periodo de retorno que se considere.

- Para dimensionar el segundo tramo de emisario, el caudal máximo procedente de estas

cuencas sí dependerá del periodo de retorno adoptado, y será la diferencia entre el

caudal entrante al bombeo y el máximo caudal bombeado, sin superar nunca la

capacidad máxima de la conducción de alivio del bombeo, que es una tubería de

hormigón de 800 mm.

La cuenca de Uresarantze, correspondiente a los barrios de Uresarantze y Artaza, tiene una

superficie de escorrentía de hasta 32,77 hectáreas y llega a la depuradora por gravedad a

través del colector BC y la válvula vórtex. Los caudales que sobrepasan la capacidad del vórtex

son aliviados al emisario existente, y, en su día, deberán incorporarse al emisario futuro. Por lo

tanto, el caudal a considerar en el dimensionamiento del emisario deberá ser la diferencia entre

el caudal máximo que llega al vórtex y el caudal máximo de paso por el mismo.

El caudal entrante al vórtex será el correspondiente al periodo de retorno adoptado, limitado por

la capacidad del colector BC, que es una tubería de hormigón y diámetro 600 mm. Por su parte,

el caudal máximo de paso por el vórtex es de 88 l/s.

Finalmente, existe una pequeña cuenca, correspondiente a una serie de viviendas en la zona

de Itxasbide, que entra a la depuradora por gravedad a través del colector T. Se trata de una




cuenca separativa y con muy poca población, sin ninguna influencia en el dimensionamiento del

emisario.

3.3. Características de la EDAR

3.3.1. Procedencia de los datos

La información utilizada en este apartado procede de:

El Pliego de Bases de la ampliación de la EDAR de Gorliz, redactado por la Diputación Foral de

Bizkaia en julio de 2003.

El Proyecto de liquidación de la ampliación de la EDAR de Gorliz, redactado por Degrémont y

Viuda de Sainz, S.A. para la DFB en octubre de 2006.

3.3.2. Línea de tratamiento

En 1997 se concluyó la construcción de la primera fase de la EDAR de Gorliz, cuya línea de proceso

constaba de:

Pretratamiento para un caudal de 682,5 l/s.

Tratamiento físico-químico con una capacidad de 240 l/s. Inicialmente se añadían reactivos

todo el año, aunque tras la ampliación sólo serán necesarios en verano. El caudal pretratado

que excedía de la capacidad del físico-químico se enviaba a un depósito de regulación de

1.200 m3.

En 2006 ha concluido la construcción de la segunda fase, incluyendo las siguientes actuaciones:

Reforma del depósito de regulación al que se desvían los caudales que exceden de la

capacidad del tratamiento primario.

Tratamiento primario auxiliar para las aguas de lluvia que no puedan pasar por la línea de

proceso principal. Este tratamiento se realizará mediante un decantador lamelar acelerado y se

ha diseñado para un caudal mínimo de 278 l/s (1.000 m3/h). Además, este tratamiento primario

auxiliar podrá sustituir al tratamiento primario de la línea principal cuando sea necesario.

Desinfección del efluente del tratamiento primario de aguas de lluvia mediante cloración.

Tratamiento biológico para un caudal punta de 864 m3/h = 240 l/s y un caudal máximo

hidráulico de 677 l/s.




Desinfección del efluente del tratamiento biológico mediante ultravioletas.

3.3.3. Características del agua tratada

De acuerdo con el pliego de bases de la ampliación, los caudales de diseño del tratamiento biológico

son los siguientes:

Invierno Verano

Caudal medio 188 m3/h 52,2 l/s 553 m3/h 153,6 l/s

Caudal punta 293 m3/h 81,4 l/s 864 m3/h 240 l/s

Caudal máximo hidráulico 2.437 m3/h 676,9 l/s 2.437 m3/h 676,9 l/s

En cuanto a las características del efluente, el pliego exige las siguientes concentraciones de

contaminantes:

DBO5 ≤ 40 mg/l

SS ≤ 15 mg/l

NTK ≤15 mg/l

Coliformes totales ≤ 500N /100 ml

Coliformes fecales ≤ 100N /100 ml

Estreptococos fecales ≤ 100N /100 ml

3.4. Cambios en la configuración de la red

Para tener en cuenta la capacidad de regulación proporcionada por el tanque de tormentas de la

depuradora, se han realizado las siguientes modificaciones en el modelo MOUSE original:

Entre los pozos JAR 2-2 (entrada de agua bruta en la EDAR) y JAR2´-2 (cabecera del emisario)

se ha introducido 1un pozo intermedio que representa la EDAR.

El pozo que representa la EDAR es un depósito de 1.200 m3, que es el volumen del tanque de

tormentas que hay en la depuradora. No se ha considerado la laminación que se pueda

producir en la línea de tratamiento. El depósito es de 20x20x3 m3.




A la entrada del depósito se ha dispuesto una válvula antirretorno, mientras que la salida hay

una válvula antirretorno y además una limitación de caudal, de modo que nunca puedan salir de

la depuradora más de 680 l/s.

3.5. Cambios en la delimitación y caracterización de las cuencas vertientes

Para tener en cuenta las modificaciones más recientes registradas en la red, así como las limitaciones

de los inventarios disponibles, se han realizado una serie de correcciones en la delimitación de algunas

cuencas vertientes, así como en la estimación de sus coeficientes de escorrentía y tiempos de

concentración.

3.5.1. Delimitación de cuencas vertientes

En esta etapa de los trabajos se ha partido de las cuencas utilizadas en el Modelo de simulación de la

red de saneamiento de Plentzia-Gorliz de mayo de 2004, cuyas características se han resumido en el

apartado 2.1, y se han realizado las siguientes modificaciones en las zonas de Gaminiz, Elexalde-

Kinpulene y Uresarantze.

Modificaciones en la zona de Gaminiz:

Como ya se ha señalado, el Anteproyecto del emisario de Gorliz no se pronuncia sobre la

conveniencia o no de incorporar al emisario las aguas pluviales de las nuevas zonas

urbanizadas en Gaminiz y Gusurmendi, ya que en el momento en el que se redactó dicho

anteproyecto el ayuntamiento de Gorliz aún no había tomado ninguna decisión al respecto.

Ahora bien, como ya se analizó en un documento precedente (Informe sobre la remodelación

de la red de pluviales en las calles Iturgitxi y Areatza de Gorliz, redactado por SAITEC, S.A.

para el Consorcio de Aguas en octubre de 2006), la incorporación de estas aguas pluviales al

emisario sometería a la red existente a una sobrecarga innecesaria, disminuyendo el

rendimiento de los bombeos y comprometiendo el funcionamiento de algunas conducciones

cuya capacidad es bastante reducida. Por este motivo, en este informe se descartaba la

posibilidad de desaguar por el emisario las aguas de escorrentía de Gusurmendi-Andra Mari,

recomendando su vertido a la ría previo paso por un tanque de tormentas que permita controlar

el volumen y carga contaminante de dichos vertidos.

Para tener en cuenta esta decisión, la cuenca Gaminiz 1, que en el modelo MOUSE figuraba

con una superficie de 19,92 hectáreas, se ha reducido a 5,14 hectáreas.




Modificaciones en la zona de Elexalde-Kinpulene:

En el modelo MOUSE la cuenca de Elexalde-Kinpulene se había considerado parcialmente

unitaria, con una superficie de escorrentía de 45,07 hectáreas y un porcentaje de

impermeabilidad del 14%.

Para revisar la delimitación de la cuenca de pluviales de Elexalde-Kinpulene se han utilizado los

datos del inventario realizado por Urinve topografía en 1998, según el cual una parte de su

superficie no se incorpora a la red unitaria, sino que vierte directamente al arroyo Txatxarro o a

la regata del Sanatorio. De este modo, las 45,07 hectáreas contempladas en el modelo MOUSE

quedan reducidas a 31,77 hectáreas.

Hay que indicar que el inventario disponible no cubre la totalidad de la cuenca. Por tanto, esas

31,77 hectáreas representan la superficie máxima que podría estar conectada a una red

unitaria, pero sin seguridad de que efectivamente lo esté.

Modificaciones en la zona de Uresarantze:

En el modelo MOUSE la cuenca de Uresarantze se había considerado parcialmente unitaria,

con una superficie de escorrentía de 32,77 hectáreas y un porcentaje de impermeabilidad del

18%.

El inventario de 1998 no cubre esta zona, por lo que no se puede asegurar si toda esta

superficie se incorpora realmente a la red o desagua a los cursos de agua existentes (la regata

del Sanatorio y el arroyo que desciende de Palataburu-Baso).

En el plano siguiente se señalan las nuevas cuencas vertientes, con sus superficies de

escorrentía y poblaciones, y se han sombreado aquellas cuencas unitarias cuyas aguas

pluviales se incorporan a la red. Suponiendo que las zonas sin inventariar de las cuencas de

Uresarantze y de Elexalde-Kinpulene fuesen realmente unitarias, la superficie total recogida

ascendería a 96,83 hectáreas.




3.5.2. Coeficiente de escorrentía

Para determinar el coeficiente de escorrentía correspondiente a cada una de las dos cuencas, se ha

partido de los siguientes valores de coeficientes de escorrentía propuestos por la Confederación

Hidrográfica del Norte en sus Especificaciones técnicas básicas para proyectos de conducciones

generales de saneamiento:

Tipo de zona Coeficiente C

Rural 0,50

Urbana. Edificación abierta 0,70

Urbana. Edificación cerrada 0,90

Mixta. Urbano-industrial 0,80

Industrial 0,70

Zona verde 0,30

Una vez analizadas las características de la zona, se ha optado por utilizar los siguientes valores:

En la cuenca de Elexalde-Kinpulene: C = 0,70 para las zonas urbanizadas, que en general

corresponden a una tipología de edificación abierta.

En la cuenca de Uresarantze: C = 0,70 para las zonas urbanizadas y C = 0,50 para las no

urbanizadas.

Promediando estos valores se han obtenido los coeficientes de escorrentía que se indican en la tabla

adjunta:

Elexalde-Kinpulene Uresarantze

Superficie urbanizada (m2) 317.659,96 49.503,19

Coeficiente de escorrentía para superficies urbanizadas 0,70 0,70

Superficie no urbanizada (m2) 0,00 278.196,81

Coeficiente de escorrentía para superficies no urbanizadas 0,50 0,50

Superficie total (m2) 317.659,96 327.700,00

Coeficiente de escorrentía medio 0,70 0,53




3.5.3. Tiempos de concentración

Los tiempos de concentración se han obtenido como la suma de dos componentes:

a) El tiempo de recorrido por el terreno antes de entrar a la red. Este valor se ha calculado con la

fórmula recogida en la Instrucción 5.2-IC:

min10·3,076,0

25,0 ≥⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

JLtc

donde:

tc = tiempo de concentración en horas

L = longitud del cauce principal de la cuenca, en km

J = pendiente media de la cuenca, en m/m

b) El tiempo de recorrido por la red hasta el punto de desagüe, que se ha calculado suponiendo

una velocidad de recorrido de 1 m/s, esto es:

min5≥= Lredtr

donde:

tr = tiempo de recorrido en segundos

Lred = longitud del recorrido por la red, en m

En ningún caso se han adoptado tiempos de concentración totales inferiores a diez minutos. Con estos

criterios, los tiempos de concentración obtenidos son los siguientes:


Recorrido por el terreno:

Cota nacimiento (m) --- ---

Cota entrada a la red (m) --- ---

Longitud cauce principal hasta entrada red (m) --- ---

Pendiente media cauce principal (m/m) --- ---

Tiempo de recorrido por el terreno (h) --- ---

Tiempo de recorrido por el terreno (min) --- ---





Tiempo de recorrido por el terreno adoptado (≥ 10 min) --- ---

Recorrido por la red:

Longitud recorrido por la red (m) 1.059 1.127

Velocidad de recorrido por la red (m/s) 1,00 1,00

Tiempo de recorrido por la red (min) 17,7 18,8

Tiempo de recorrido por la red adoptado (≥ 5 min) 17,7 18,8

Tiempo de concentración total:

Tiempo de concentración (min) (≥ 10 min) 17,7 18,8

3.6. Caudales entrantes al emisario

Los caudales circulantes por cada uno de los dos tramos del emisario terrestre se han obtenido

mediante dos simulaciones MOUSE, una para el año húmedo y otra para el año medio de la serie, que

tienen en cuenta las distintas entradas de caudal al emisario, tanto desde la red como desde la

depuradora, y los elementos de control que limitan dichos caudales.

Así, los caudales de diseño para el tramo 1 del emisario (desde la EDAR hasta el arroyo Gasatxas)

procederán de:

La salida de la EDAR, cuyo máximo caudal hidráulico, según el Pliego de bases de la

ampliación de la estación depuradora de aguas residuales de Gorliz, es de 2.437 m3/h = 676,9

l/s.

Los caudales aliviados por el vórtex, que proceden de la cuenca de Elexalde-Kinpulene y llegan

al vórtex por el colector BC.

Mientras que los caudales de diseño del tramo 2 del emisario (desde el arroyo Gasatxas hasta la salida

al mar) procederán de:

Los caudales del tramo 1.

El caudal aliviado desde el bombeo de Gasatxas, que desde la cuenca de Uresarantze llega al

bombeo por el colector A.




3.7. Características de la modelización

En las dos tablas siguientes se resumen las características de las modelizaciones realizadas:

Simulación del año húmedo

(1974)

Simulación del año seco

(1996)

Escenario Escenario 3 Escenario 3

Geometría Con EDAR Con EDAR

Cuencas Cuencas nuevas Cuencas nuevas

BD lluvNUEV lluvNUEV

Serie N0101197 N01011996

Inicio 05/01/1974 0:00 01/01/1996 0:00

Condición de

contorno

Final 30/12/1974 0:59 31/12/1996 23:30

Inicio 05/01/1974 0:00 01/01/1996 0:00

Final 30/12/1974 0:59 31/12/1996 23:30

Simulación

hidrología

Fichero de resultados G03_ES03_01011974.CRF G03_ES03_01011996.CRF

Inicio 05/01/1974 0:00 01/01/1996 0:00

Final 30/12/1974 0:59 31/12/1996 23:30

Simulación red

Fichero resultados G03_ES03_01011974.PRF G03_ES03_01011996.PRF

3.8. Resultados de la modelización

A continuación se recogen los hidrogramas correspondientes a los dos años simulados, con los

caudales que entran en cabecera del emisario terrestre y los que circulan por el emisario aguas abajo

del alivio de Gasatxas.




3.8.1. Caudales circulantes por el emisario en el año húmedo 1974

3.8.1.1. Caudales antes del alivio de Gasatxas

En la tabla y el hidrograma siguientes se recogen los valores más significativos:

Mínimo 0,011 m3/s

Promedio 0,085 m3/s

Percentil 95 0,139 m3/s

Máximo 0,787 m3/s




3.8.1.2. Caudales después del alivio de Gasatxas

Mínimo 0,011 m3/s

Promedio 0,086 m3/s


Máximo 1,152 m3/s




3.8.2. Caudales circulantes por el emisario en el año medio 1996

3.8.2.1. Caudales antes del alivio de Gasatxas

En la tabla y el hidrograma siguientes se recogen los valores más significativos:

Mínimo 0,011 m3/s

Promedio 0,091 m3/s


Máximo 0,516 m3/s




3.8.2.2. Caudales después del alivio de Gasatxas

Mínimo 0,011 m3/s

Promedio 0,091 m3/s


Máximo 0,793 m3/s




4. DETERMINACIÓN DE LOS CAUDALES DE DISEÑO DEL EMISARIO SUBMARINO

4.1. Criterios para la elección del caudal de diseño

Como se explica en otros anejos del presente proyecto, por motivos de economía y seguridad se ha

optado por un sistema compuesto por dos emisarios, uno principal y uno de emergencia, que

arrancarán de una misma cámara de carga situada al final del emisario terrestre:

El emisario principal tendrá una longitud total de 1.040 metros desde la salida de la cámara de

carga. Esta longitud corresponde a 1.022 metros de conducción propiamente dicha hasta el

comienzo del tramo difusor y 18 metros de tramo difusor, y supone que el vertido se realiza a

una distancia de 700 metros desde la línea de costa. Según se justifica en el Anejo nº 7:

Comparación ambiental de las alternativas, esta distancia es suficiente para evitar toda

afección a las playas incluso en caso de fallo de la desinfección en la EDAR.

El emisario de emergencia tendrá una longitud de 163 metros desde la línea de costa (463

metros desde la cámara de carga), y no llevará difusores. El punto de vertido elegido es el que

menor riesgo supone para las playas, de acuerdo con los resultados de la modelización,

aunque, naturalmente, ni la distancia a la costa ni la profundidad de vertido son suficientes para

evitar los impactos en las playas en caso de que fallase la desinfección y todo el caudal punta

desaguara por el emisario de emergencia.

El objetivo de esta configuración es que durante la mayor parte del tiempo los caudales desagüen por el

emisario principal. El emisario de emergencia, por su parte, únicamente debería entrar en

funcionamiento en dos casos: cuando el emisario principal quede fuera de servicio por avería o por

necesidades de mantenimiento, o en épocas de fuertes precipitaciones, cuando se produzcan grandes

alivios de aguas pluviales en el bombeo de Gasatxas y en la cabecera de la EDAR.

La elección del caudal de diseño del emisario principal es inseparable de la elección de los diámetros

de conducción más apropiados para cada uno de los dos emisarios, y deberá obedecer a los siguientes

criterios:

Minimizar la frecuencia y volumen de los alivios por el emisario de emergencia.

Adecuar las pérdidas de carga en ambos emisarios a la altura de energía disponible en la

cámara de carga.

A continuación se pasa a analizar cada uno de estos puntos.




4.2. Frecuencia y volumen de los alivios por el emisario de emergencia

El primer factor a considerar a la hora de elegir el caudal de diseño del emisario será la frecuencia y

volumen de los alivios que se producirán a lo largo del año. Un caudal menor dará lugar a un emisario

más pequeño y, por tanto, más económico de construir y explotar, pero, por contra, también implicará

vertidos más frecuentes, que podrían ser inasumibles desde el punto de vista ambiental y social.

A partir de los hidrogramas incluidos en el punto 3.8 se analizaron el número y volumen de los alivios

que se producirían cada año en función del caudal de diseño adoptado para el emisario y, en su caso,

del volumen de regulación de que se pudiera disponer:

Año húmedo 1974:

Caudal de diseño del emisario

submarino (m3/s)

Volumen de depósito necesario para que no haya

alivios (m3)

Día peor episodio

Duración peor

episodio(min)

Nº de alivios si no hay

depósito

Volumen total vertido si no hay depósito

(m3)

0,150 7.267 17 de octubre 610 156 77.621

0,200 6.294 17 de octubre 305 102 45.306

0,300 4.812 12 de octubre 244 30 20.995

0,340 4.300 12 de octubre 244 21 16.580

0,350 4.172 12 de octubre 244 19 15.636

0,400 3.532 12 de octubre 244 12 11.757

0,450 2.857 12 de octubre 183 11 9.054

0,500 2.491 12 de octubre 183 9 7.086

0,600 1.909 12 de octubre 152 7 4.064




Año medio 1996:

Caudal de diseño del emisario

submarino (m3/s)

Volumen de depósito necesario para que no haya

alivios (m3)

Día peor episodio

Duración peor

episodio(min)

Nº de alivios si no hay

depósito

Volumen total vertido si no hay depósito

(m3)

0,150 15.643 6 de diciembre 2.317 199 99.050

0,200 8.218 6 de diciembre 854 160 48.150

0,300 1.760 4 de agosto 305 47 13.910

0,340 1.467 4 de agosto 213 32 8.346

0,350 1.394 4 de agosto 213 32 7.257

0,400 1.028 4 de agosto 122 17 3.334

0,450 748 4 de agosto 91 6 1.529

0,500 565 4 de agosto 61 2 757

0,600 177 4 de agosto 30 1 353

En la gráfica siguiente se comparan los volúmenes de regulación necesarios en cada caso:




En cuanto al volumen de regulación disponible, el tramo terrestre del emisario, de 1.143 metros de

longitud y 1.200 mm de diámetro, proporciona, independientemente de las dimensiones de la cámara

de carga, un volumen de almacenamiento de 1.293 m3.

4.3. Pérdidas de carga

El segundo factor a considerar a la hora de elegir el caudal de diseño del emisario serán las pérdidas

de carga que se produzcan en el tramo submarino. Una vez conocidas la altura de energía disponible

en la cámara de carga y la altura de energía necesaria para desaguar, se han analizado diferentes

combinaciones de caudal y diámetro para determinar cuáles eran viables desde el punto de vista

hidráulico.

Este apartado incluye, por tanto, los siguientes puntos:

El cálculo de la altura de energía disponible en la cabecera del emisario submarino.

El cálculo de la altura de energía necesaria para desaguar.

El análisis de las pérdidas de carga para cada combinación de caudal y diámetro.

4.3.1. Cálculo de la altura de energía disponible en la cabecera del emisario submarino

4.3.1.1. Introducción

Como un primer paso para determinar el binomio caudal-diámetro más apropiado para el emisario

submarino, se ha calculado la altura de energía disponible en la cabecera de dicho emisario.

La altura de energía disponible dependerá, por una parte, de la altura de energía disponible a lo largo

del emisario terrestre, y, por otra parte, de la configuración de la cámara de carga, que se describe en

los planos adjuntos.




Según se indica en los planos, la cámara de carga está dividida longitudinalmente por un vertedero

situado a la cota +6´60 m, de modo los caudales desagüen preferentemente por el emisario principal, y

sólo cuando la lámina de agua supere esa cota empiecen a repartirse entre ambos emisarios.

Por lo tanto, la máxima altura de energía disponible para desaguar únicamente por el emisario principal

será el mínimo de estos dos valores:

La altura de energía resultante de la línea piezométrica del tramo terrestre.

La cota +6´60 metros, correspondiente al labio de vertido.

4.3.1.2. Metodología para el cálculo de la línea piezométrica

Para el cálculo de la línea piezométrica del tramo terrestre se ha partido de la altura de energía en la

arqueta de salida de la EDAR, a la que se le han restado las pérdidas de carga registradas a lo largo

del emisario terrestre.

A continuación se describe la formulación utilizada para el cálculo de estas pérdidas de carga:

Pérdidas de carga continuas:

Las pérdidas de carga continuas se han calculado con la fórmula de Colebrook. Se trata de una

fórmula semiempírica, de aplicación tanto a tuberías lisas como rugosas.

La fórmula de Colebrook es:

gDvLfhf

··2··

2

=

donde:

hf: pérdida de carga total, en m.c.a.

f: coeficiente de pérdida de carga de Darcy-Weisbach

L: longitud de la tubería, en metros

V: velocidad del agua, en m/s

D: diámetro interior de la conducción, en metros

g: aceleración de la gravedad (9,8 m/s2)




El coeficiente de pérdida de carga, f, se ha obtenido con la fórmula de Colebrook para tubos a

sección llena:

)Re·

51,2·71,3

(·log2110 fD

kf

+−=

donde

k: rugosidad equivalente, en mm. Para tuberías de hormigón se ha adoptado un valor

de k = 2 mm.

D: diámetro interior de la tubería, en metros

Re: número de Reynolds:

ν : viscosidad cinemática. Para agua a 20º C, ν = 1,3 · 10 –6 m2/s

Pérdidas de carga localizadas:

Las pérdidas de carga localizadas son las que se producen cuando el flujo del agua atraviesa

pozos o puntos singulares de la conducción, y que se añaden a las producidas por la rugosidad

de la tubería.

En este caso, se ha supuesto una pérdida de carga localizada en cada entrada y salida de pozo

de:

gvhloc·2

2

=

con:

hloc: pérdida de carga localizada, en m.c.a.

V: velocidad del agua, en m/s

g: aceleración de la gravedad (9,8 m/s2).

Re V D

=⋅ν




4.3.1.3. Datos de partida

En los planos siguientes se presentan los datos de partida para este cálculo, que son:

La línea piezométrica de la EDAR que figura en el Proyecto de liquidación de la ampliación de

la EDAR de Gorliz redactado por Degrémont y Viuda de Sainz, S.A. para la Diputación Foral de

Bizkaia.

En dicho plano se señala que la arqueta de salida del agua tratada tiene como cota de fondo la

+7,94 m (cota de generatriz inferior de la tubería de salida), mientras que la cota máxima

admisible de la lámina de agua sería la +9,85 m.

Sin embargo, como al comienzo de los trabajos se detectaron discrepancias entre las cotas del

proyecto de liquidación y las cotas del presente proyecto, se optó por volver a inventariar y

comprobar las cotas de las arquetas más significativas, entre ellas la arqueta de salida del agua

tratada. Como resultado de este inventario se obtuvieron las siguientes cotas referidas al

NMMA, de acuerdo con las bases de este proyecto:

Cota de fondo de la arqueta = +6,43 m.

Cota máxima de lámina = +8,34 m.

Por lo tanto, la altura de energía inicial que se ha considerado en los cálculos es la +8,34 m.

La planta y perfil longitudinal del emisario terrestre, según se definen en el Proyecto de emisario

de Gorliz. Tramo terrestre, redactado por SAITEC en mayo de 2007.




4.3.1.4. Resultados

En la tabla y el gráfico siguientes se resumen los resultados del cálculo, que se ha realizado para los

caudales punta del año medio (516 l/s antes del alivio de Gasatxas y 793 l/s después):

Tramo Inicio Final Altura de

energía

inicial

(m)

Diámetro

(mm)

Longitud

(m)

Caudal

(m3/s)

Velocidad

(m/s)

Pérdida

de carga

continua

(m)

Pérdidas

de carga

localizadas

(m)

Altura de

energía

final

(m)

1 EDAR PR-1 8,34 1.200 144,86 0,516 0,46 0,029 0,022 8,29

2 PR-1

PR-2

8,29 1.200 284,40 0,516 0,46 0,078 0,022 8,19

3 PR-2 PR-3 8,19 1.200 99,02 0,516 0,46 0,020 0,022 8,15

4 PR-3 PR-4 8,15 1.200 332,48 0,793 0,70 0,157 0,050 7,94

5 PR-4 PR-5 7,94 1.200 259,17 0,793 0,70 0,122 0,050 7,77

6 PR-5 Cámara

de carga 7,77 1.200 23,55 0,793 0,70 0,011 0,050 7,71

Línea piezométrica emisario terrestre

7.60

7.70

7.80

7.90

8.00

8.10

8.20

8.30

8.40

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,000 1,100 1,200

Longitud (m)

Altu

ra d

e en

ergí

a (m

)




Según se observa en la tabla y el gráfico anteriores, para el caso de los caudales punta del año medio

la altura de energía disponible a la entrada de la cámara de carga sería de 7,71 metros. Puesto que el

vertedero hacia el emisario de emergencia se encuentra a una cota más baja, la altura de energía

disponible para desaguar exclusivamente por el emisario principal será la +6,60 m.

4.3.2. Cálculo de la altura de energía necesaria para desaguar

La altura de energía de la que deberá disponerse en la salida para poder desaguar será la suma del

nivel del mar y la diferencia de salinidad. En el caso más desfavorable, que es aquel en el que se

pretenda desaguar por encima de la pleamar viva equinoccial, la altura de energía necesaria será:

Cota de la PMVE 2,963 m sobre NMMA

Diferencia de salinidad 0,54 m

Altura de energía necesaria en la salida del difusor 3,503 m sobre NMMA

4.3.3. Cálculo de las pérdidas de carga en el emisario

4.3.3.1. Metodología

A continuación se exponen los cálculos realizados para analizar el funcionamiento hidráulico del

emisario. La determinación de las pérdidas de carga en los diferentes puntos singulares del sistema

(puntos de aportación y cambios de tuberías) se llevó a cabo con el modelo de cálculo matemático

EPANET 2.0, desarrollado por la División de Recursos Hídricos y Suministros de Agua del Laboratorio

Nacional de Investigación para la Prevención de Riesgos (NRMRL) de la Agencia para la Protección del

Medio Ambiente de EEUU (USEPA). Las características de este programa se describen en el apéndice

nº 1 del Anejo nº 10: Cálculos hidráulicos.

4.3.3.2. Datos de partida

Las hipótesis consideradas en el cálculo fueron las siguientes:

Se ha analizado un rango de caudales de funcionamiento del emisario de entre 91 l/s,

correspondientes al caudal medio del año medio, y 343 l/s.

Por razones constructivas, se ha supuesto tubería de PE100 para PN-10, que es el timbraje

mínimo necesario para que la tubería resista los esfuerzos que sufrirá durante su colocación.




Por lo tanto, el diámetro del emisario deberá corresponder a alguno de los siguientes diámetros

comerciales:

D nominal D interior

500 440,6

560 493,6

630 555,2

710 625,8

800 705,2

Como se ha indicado, el emisario submarino tiene una longitud de 1.022 metros desde la salida

de la cámara de carga hasta el inicio del tramo de difusores, con inicio en la cota 0,00 m

respecto al NMMA (-2,963 m respecto de la PMVE del puerto de Bilbao).

El tramo de difusores tendrá una longitud total de 18 metros. La cota de la rasante del emisario

en el punto de inicio del tramo de difusores será la -24,87 m sobre el NMMA, con una cota de

vertido de –18,11 m medida en el difusor intermedio.

El tramo de difusores comprende tres elevadores dispuestos a intervalos de 6 metros. Cada

elevador contará con dos difusores equipados con válvulas antirretorno. En la figura siguiente

se presenta un esquema transversal de la disposición geométrica del emisario y los elevadores.

Figura1: Esquema de la disposición geométrica de los elevadores y válvulas antirretorno

En cuanto al material y dimensiones de los elevadores, éstos se construirán en PEAD de PN-4,

con un diámetro nominal de 315 mm, mientras que las conexiones con las boquillas estarán

formadas por dos tuberías del mismo material y DN180 con una longitud de 0,50 metros,

perpendiculares al tubo elevador y al eje del emisario. Los diámetros interiores son:




DN Ø

Elevador 315 290,8

Difusores 180 166,2

A continuación se incluye el esquema de la red utilizado para la modelización en EPANET:

4.3.3.3. Resultados

En este apartado se resumen los resultados obtenidos con el modelo EPANET para los diámetros

nominales de 630 y 710 mm. Para cada uno de ellos se han calculado:

- El caudal máximo que se podría desaguar durante la pleamar viva equinoccial.

- La altura mínima de energía de que se debería disponer en la cámara de carga para desaguar

el caudal medio (91 l/s) y el caudal correspondiente al percentil 95 (151 l/s) durante la pleamar

viva equinoccial.




Para DN 630 mm (diámetro interior = 555,2 mm):

Máxima altura de

energía disponible en

la cámara de carga

(m)

Pérdidas de carga

(m)

Caudal

circulante por

el tramo

submarino

(l/s)

Sobre

NMMA

Sobre

PMVE

En el

emisario

En el

tramo

difusor

En el

elevador

En el

conjunto

difusor-

válvulas

Por

diferencia

de

salinidad

Total

Altura de

energía

necesaria

para

desaguar

ese caudal

(m sobre

NMMA)

286,18 6,60 3,637 1,963 0,113 0,146 0,884 0,540 3,640 6,60

151,33 6,60 3,637 0,586 0,032 0,041 0,247 0,540 1,445 4,41

91,52 6,60 3,637 0,226 0,012 0,015 0,090 0,540 0,882 3,85

Para DN 710 mm (diámetro interior = 625,8 mm):

Máxima altura de

energía disponible en

la cámara de carga

(m)

Pérdidas de carga

(m)

Caudal

circulante por

el tramo

submarino

(l/s)

Sobre

NMMA

Sobre

PMVE

En el

emisario

En el

tramo

difusor

En el

elevador

En el

conjunto

difusor-

válvulas

Por

diferencia

de

salinidad

Total

Altura de

energía

necesaria

para

desaguar

ese caudal

(m sobre

NMMA))

342,96 6,60 3,637 1,523 0,098 0,210 1,278 0,540 3,640 6,60

151,68 6,60 3,637 0,329 0,019 0,041 0,249 0,540 1,179 4,14

91,55 6,60 3,637 0,123 0,007 0,015 0,090 0,540 0,776 3,74




4.4. Conclusiones

A la vista de los resultados anteriores y de otros factores que se analizan en el Anejo 8: Comparación

técnico-económica de las alternativas, se ha optado por una conducción de PE100 para PN-10, con un

diámetro nominal DN 710 mm y un diámetro interior de 625,8 mm. En el caso más desfavorable, que es

aquel en el que se desagüe contra la pleamar viva equinoccial, esta conducción será capaz de

transportar un caudal máximo de 342,96 l/s. Los caudales que excedan de este valor deberán derivarse

por el emisario de emergencia, lo que daría lugar, si no se dispusiese del volumen de regulación

proporcionado por el emisario terrestre, a un máximo de 32 episodios de vertido a lo largo del año

medio. Contando con dicho volumen, en el año medio se produciría un único episodio de vertido, con

un volumen total de 152 m3.

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