Caracterización hidrodinámica del arratre del molusco C.edule con la metodología del doble promediado : estudio en modelo físico con tecnología PIV
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http://hdl.handle.net/2183/12354Coleccións
- Teses de doutoramento [2126]
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Caracterización hidrodinámica del arratre del molusco C.edule con la metodología del doble promediado : estudio en modelo físico con tecnología PIVAutor(es)
Director(es)
Peña, EnriqueData
2009Centro/Dpto/Entidade
Universidade da Coruña. Departamento de Métodos Matemáticos e de RepresentaciónResumo
[Resumen] La hidrodinámica del flujo juega un papel muy importante en la mayoría de los procesos
físicos que se desarrollan en ríos, lagos y aguas de transición. Además, la estructura y
funcionalidad de las comunidades biológicas en estos ecosistemas acuáticos está fuertemente
ligada y controlada por las relaciones que surgen entre los procesos físicos, químicos y biológicos.
Con objeto de mejorar la gestión y el conocimiento de los ecosistemas acuáticos están surgiendo
nuevas áreas en la Ingeniería Hidráulica y en la Mecánica de los Fluidos relacionadas con la
Hidrodinámica de los Ecosistemas Acuáticos. Estas nuevas disciplinas cubren un amplio rango de
escalas y de ecosistemas terrestres y acuáticos, y representan un buen ejemplo de la
aproximación multidisciplinar de la ciencia moderna.
Un ejemplo aplicado de la interacción de la hidrodinámica en los ecosistemas acuáticos se
puede encontrar en la desembocadura del río Ulla, en la ría de Arousa (Galicia). En el banco
marisquero de los Lombos do Ulla se han registrado importantes episodios de mortandad del
molusco Cerastoderma eduele, asociados a fuertes descensos de salinidad y al arrastre de los
stocks de este berberecho provocados por los episodios de precipitaciones y las crecidas del río.
El principal objetivo de esta investigación es mejorar el conocimiento del fenómeno de arrastre
de los berberechos adultos. Para ello, en esta Tesis Doctoral se ha realizado un estudio
hidrodinámico en laboratorio sobre el arrastre de varios grupos de berberechos adultos, con
diferentes tamaños y número de individuos por superficie. Para la determinación de los campos de
velocidades y esfuerzos turbulentos se ha empleado con éxito la tecnología Particle Image
Velocimetry.
Para describir los parámetros hidrodinámicos del flujo rugoso que se produce sobre el lecho
irregular y heterogéneo formado por los bivalvos se ha empleado la Metodología del doble
promediado (Double Averaged Methodology). Con este procedimiento se han determinado los
parámetros descriptores del flujo así como las distribuciones de velocidades, intensidades y
tensiones, con sus términos turbulentos y también de forma o dispersivos. El trabajo realizado ha
puesto de manifiesto la importancia de las corrientes secundarias y la tridimensionalidad del flujo
cerca del lecho en las distribuciones de esfuerzos cortantes, y su relación con la distribución de
tamaños y la densidad de los berberechos en el lecho.
En el análisis de los factores que afectan al arrastre de los moluscos se han empleado
técnicas estadísticas habituales en los trabajos de ecología y biología marina como el Análisis de
la Varianza. En el mismo, se han puesto de manifiesto ciertas interacciones entre el transporte del
sedimento del lecho y el arrastre de los moluscos. Por último, la movilización de los bivalvos
también se ha descrito a través del ajuste de funciones de transporte de caudal sólido de fondo, de
aplicación habitual en la Ingeniería Fluvial. [Abstract] Hydrodynamics plays a very important role in most of the physical processes at rivers, lakes
and transitional waters. Moreover, the structure and functionality of the biological communities in
these aquatic ecosystems are largely controlled by an interplay of physical, chemical and biological
processes. New areas associated with Hydrodynamics of the Aquatic Ecosystem are appearing in
Hydraulic Engineering and Fluid Mechanics in order to improve the management and knowledge of
the aquatic ecosystems. These new programs cover a wide range of scales in aquatic and
terrestrial ecosystems, and they represent a good example of a multidisciplinary approach in
modern science.
An applied example of the interaction of hydrodynamics in aquatic ecosystems can be found at
the mouth of the Ulla river, located in the Arousa ria (Galicia). In the shellfish bed of Lombos do
Ulla, important episodes of mortality of the Cerastoderma eduele mollusk have been recorded,
which have been associated with the strong decreases in salinity and dragging of the stocks of this
cockle due to precipitation episodes and rising of the riverʼs level.
The main goal of this research is to advance in the knowledge of the phenomenon of the
dragging of the adult cockles. In order to do so, this PhD Dissertation has carried out a
hydrodynamic study in a laboratory of the entrainment of several groups of adult cockles, each with
different recruitment rates and sizes. Particle Image Velocimetry technology has successfully
applied to determine velocity fields and turbulent forces.
In order to describe the hydrodynamic parameters involved in the rough flow that takes place
in irregular and heterogeneous beds of bivalves, the Double Averaged Methodology has been
applied. With this methodʼs support, the parameters that describe the flow have been determined,
as well as velocity, intensity and stress distributions, with its turbulent and drag (or dispersive)
factors. The performed analysis reveal the importance of the secondary currents and the
tridimensional character of the flow close to the river bed in the distribution of shearing stresses,
and their relationship with the distribution of the cockleʼs sizes and densities.
In the analysis of the factors that affect the mollusk movement, common statistic techniques in
ecology and marine biology works have been adopted, like the Analysis of Variance (ANOVA). In
this analysis, certain interactions between the transport of bed sediment and the dragging of the
mollusks have appeared. Lastly, the bivalveʼs mobilization has also been described by adjusting
bed transport functions, commonly used in River Engineering.
Palabras chave
Hidrodinámica
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