Executive Secretary
XIV International Symposium on Structures, Geotechnics and Construction Materials
STRUCTURES 2025
Workshop Water Resilience through Digitization
This paper addresses the mathematical modeling of dam breach flooding, focusing on the Alacranes Dam in Sagua la Grande, Cuba. Using the HEC-RAS 2D software, 13 breach scenarios were modeled, considering overflow and piping breach types. Various aspects are analyzed, starting with the most common failure mechanisms and a review of historical dam breach flood events. A methodology tailored to the local context is proposed, based on the work of Ferrari et al. (2023). A detailed topographic study is conducted, including the calibration of the Manning roughness coefficient based on flooding records in the city of Sagua la Grande. Hydraulic conditions and breach mechanisms are analyzed, with appropriate equations and mesh sizes selected along with computational times meeting the Courant condition in the model. Results are presented in the form of thematic maps illustrating the flooded area, maximum depths, flow velocities, flood hazard, and arrival time of the flood. Following result analysis, a relationship between the total flooded area and the maximum breach discharge is established, demonstrating that breaches generating discharges exceeding 11 000 m3/s surpass the protection dikes, placing Sagua la Grande under severe to extreme risk almost entirely.
El presente trabajo aborda la modelación matemática de inundación por rotura de presas, centrándose en la presa Alacranes en Sagua la Grande, Cuba. Utilizando el software HEC-RAS 2D, se modelaron 13 escenarios de rotura, considerando tipos de roturas por sobrepaso y sifonamiento. Se analizan diversos aspectos, comenzando con los mecanismos de falla más frecuentes y la revisión de eventos históricos de inundaciones por rotura de presas. Se propone una metodología que se adapta al contexto local, fundamentándose en el trabajo de Ferrari et al. (2023). Se realiza un estudio topográfico incluyendo la calibración del coeficiente de rugosidad de Manning a partir del registro de inundación en la ciudad de Sagua la Grande. Se analizan las condiciones hidráulicas y mecanismos de rotura, se seleccionan las ecuaciones y el tamaño de malla adecuados además de un tiempo computacional que satisfaga la condición de Courant en el modelo. Los resultados se presentan en forma de mapas temáticos que ilustran el área inundada, las profundidades máximas, la velocidad del flujo, el peligro de inundación y el tiempo de llegada de la inundación. Tras el análisis de los resultados se estableció una relación entre el área total inundada y el gasto máximo de la rotura, y se demostró que ante una rotura de la presa que genere gastos mayores a los 11 000 m3/s, son sobrepasados los diques de protección y la ciudad de Sagua la Grande queda bajo un peligro de severo a extremo en casi toda su totalidad.
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Ing. Victor Carvajal

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