Análisis de correlación entre parámetros morfométricos, precipitaciones máximas y caudales máximos asociados a diferentes periodos de retorno en cuencas rurales

Saneamiento de comunidadesLos modelos lluvia-escorrentía cobran gran importancia en la estimación de volúmenes de drenaje superficial en cuencas que carecen de registros de caudal, por lo tanto se ha visto la necesidad de investigar y desarrollar modelos matemáticos que nos permitan estimar caudales máximos a partir de parámetros morfométricos fácilmente medibles y precipitaciones, teniendo una alternativa de análisis en aquellas cuencas no instrumentadas con estaciones hidrométricasTrabajo de InvestigaciónINTRODUCCIÓN 1. GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO 2. MARCOS DE REFERENCIA 3. METODOLOGÍA 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOSEspecializaciónEspecialista en Recursos Hídrico

Modelamiento Hidraulico de la Intensidad de Precipitacion en la Evacuacion de las Aguas Pluviales de la Ciudad de Huancayo

La presente investigacion parte de la problematica: ¿De qué manera se relaciona el modelamiento hidráulico de la intensidad de precipitación con la evacuación de las aguas pluviales de la ciudad de Huancayo?, tuvo como objetivo en: Determinar la relación entre el modelamiento hidráulico de la intensidad de precipitación con la evacuación de las aguas pluviales de la ciudad de Huancayo; e hipotesis principal: Existe una relación directa y significativamente entre el modelamiento hidráulico de la intensidad de precipitación en la evacuación de las aguas pluviales de la ciudad de Huancayo. Respecto a la metodologia que se utilizará será de tipo aplicado, de nivel Descriptivo – Correlacional y diseño: no experimental; de tecnica estadistica no parametrica. Se analiza con la recolección de datos hidrometerologico de la estacion climatológico cerca a la zona de estudio proporcionado por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología. El aporte de la presente investigación en base a los resultados obtenidos es brindar el planteamiento de un estudio y diseño capaz de conducir los caudales de aguas pluviales; y así solucionar el problema que afecta a la población de Huancayo

Generación de caudales máximos a través del método témez en cuencas sin información pluviométrica de 24 horas, subcuenca del río Chetillano, Chota, 2021.

El estudio analiza y transfiere información meteorológica de cuencas con registros pluviométricos del SENAMHI, hacia aquellas que no disponen. El objetivo principal es: Generar caudales máximos a través del uso del Método Racional Modificado de Témez para la subcuenca del Río Chetillano que no cuenta con información pluviométrica de 24 horas y los específicos son: a) Caracterización morfométrica de la subcuenca del Río Chetillano y b) Determinar caudales máximos mediante la aplicación del Método Racional Modificado de Témez, para períodos de retorno de 50, 100, 200 y 500 años. El tipo de investigación es aplicada. La metodología consistió en seleccionar cuatro (4) estaciones meteorológicas con información de precipitaciones máximas de 24 horas; estas, fueron: Cutervo, Llama, Augusto Weberbauer y Udima. En el software ArcGIS, se delimitaron y determinaron las características morfométricas, especialmente las adimensionales como: coeficiente de compacidad (Kc), relación de confluencia (Rc) y coeficiente orográfico (Co), considerando así la similitud geométrica, cinemática y dinámica que deben existir entre ellas; los resultados indican que existe similitud hidráulica entre la subcuenca del río Chetillano y las otro cuatro (4) cuencas seleccionadas. Se aplicó la prueba de bondad de ajuste de Smirnov Kolmogorov a la data de precipitaciones máximas de 24 horas de las 4 estaciones y, se seleccionó a la estación Cutervo como representativa para transferir esta información. Los caudales máximos obtenidos aplicando el método Racional Modificado de Témez a la subcuenca del Río Chetillano para 50, 100, 200 y 500 años, fueron 58.61, 65.76, 72.87 y 82.28 m3/s, respectivamente.ÍNDICE DE CONTENIDOS RESUMEN ------------------------------------------------------------------------------------------------------ xii ABSTRACT ---------------------------------------------------------------------------------------------------- xiii CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN ---------------------------------------------------------------------- 14 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ----------------------------------------------------------------- 15 1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. -------------------------------------------------------------------- 17 1.3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA. ------------------------------------------------------------------- 17 1.4. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN. ---------------------------------------------------------- 18 1.5. OBJETIVOS. --------------------------------------------------------------------------------------------------- 18 1.5.1. Objetivo General. ----------------------------------------------------------------------------------------- 18 1.5.2. Objetivos Específicos. ------------------------------------------------------------------------------------ 19 CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO ------------------------------------------------------------------- 20 2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN. --------------------------------------------------------- 20 2.1.1. Antecedente Internacional. ------------------------------------------------------------------------------ 20 2.1.2. Antecedente Nacional. ----------------------------------------------------------------------------------- 21 2.1.3. Antecedente Local. --------------------------------------------------------------------------------------- 21 2.2. MARCO TEÓRICO. ------------------------------------------------------------------------------------------ 22 2.2.1. Características Morfométricas de la Cuenca. ---------------------------------------------------------- 22 2.2.1.1. Área (A). ------------------------------------------------------------------------------------------------ 22 2.2.1.2. Perímetro (P). ------------------------------------------------------------------------------------------ 23 2.2.1.3. Longitud de la Cuenca (L). --------------------------------------------------------------------------- 23 2.2.1.4. Longitud del Cauce Principal (Lp). ----------------------------------------------------------------- 23 2.2.1.5. Ancho de la Cuenca (B). ------------------------------------------------------------------------------ 23 2.2.1.6. Factor de Forma (Ff). --------------------------------------------------------------------------------- 24 2.2.1.7. Coeficiente de Compacidad (Kc). ------------------------------------------------------------------- 24 2.2.1.8. Curva Hipsométrica. ---------------------------------------------------------------------------------- 25 2.2.1.9. Altitud Media de la Cuenca (Hm). ------------------------------------------------------------------ 26 2.2.1.10. Coeficiente Orográfico (Co). --------------------------------------------------------------------- 26 2.2.1.11. Pendiente Media de la Cuenca (Sm). ------------------------------------------------------------ 27 2.2.1.12. Pendiente Media del Cauce Principal (S). ------------------------------------------------------- 27 2.2.1.13. Orden de Cauces. ----------------------------------------------------------------------------------- 28 2.2.1.14. Relación de Confluencias (Rc). ------------------------------------------------------------------- 28 2.2.2. Similitud Hidráulica. ------------------------------------------------------------------------------------- 29 2.2.3. Transferencia de Información Pluviométrica. --------------------------------------------------------- 29 2.2.4. Análisis Estadísticos de Datos Hidrológicos. --------------------------------------------------------- 30 2.2.4.1. Distribución Normal. ---------------------------------------------------------------------------------- 30 2.2.4.2. Distribución Log Normal 2 Parámetros. ------------------------------------------------------------ 31 2.2.4.3. Distribución Log Pearson Tipo III. ------------------------------------------------------------------ 31 2.2.4.4. Distribución Gumbel. --------------------------------------------------------------------------------- 32 2.2.5. Determinación de la Tormenta de Diseño. ------------------------------------------------------------- 32 2.2.5.1. Curvas Intensidad-Duración-Frecuencia. ----------------------------------------------------------- 32 2.2.6. Estimación de Caudales. --------------------------------------------------------------------------------- 34 2.2.6.1. Método Racional Modificado. ----------------------------------------------------------------------- 35 2.3. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS. ---------------------------------------------------------------------------- 39 CAPÍTULO III. PLANTEAMIENTO DE LA HIPÓTESIS Y VARIABLES -------------------- 41 3.1. HIPÓTESIS. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 4

Blastoise, software de cálculos hidrológicos para la obtención de caudales máximos mediante el modelo HEC – HMS

Trabajo de investigaciónEsta investigación de enfoque cuantitativo presenta la elaboración de un software que busca servir de herramienta para calcular ecuaciones de hidrología usadas principalmente en los ríos donde hay escasez de datos de régimen de caudales. Este trabajo se desarrolló en C# desde el entorno de programación de Visual Studio y su aplicación se basó en seguir la metodología HEC – HMS.GLOSARIO RESUMEN ABSTRACT INTRODUCCIÓN 1. GENERALIDADES DEL PROYECTO 2. MARCO DE REFERENCIA 3. METODOLOGÍA 4. DESARROLLO DE LA PROPUESTA 5. PRODUCTOS A ENTREGAR 6. CONCLUSIONES 7. RECOMENDACIONES 8. TRABAJOS FUTUROS BIBLIOGRAFÍA ANEXOSPregradoIngeniero Civi

Metodología para estimar hidrogramas de crecientes a partir de modelos lluvia-escorrentía empleando HYFRAM y HEC-HMS : caso de estudio: cuenca del Arroyo Matute, localizado en el Departamento de Bolívar (Colombia)

Actualmente la realización de modelos hidrológicos es un procedimiento necesario en la estimación de comportamientos en cuencas y cálculos de hidrogramas, la cual, a diferentes periodos de retorno, es utilizada para el diseño de estructuras hidráulicas y se basa en los siguientes pasos: i) Obtener la magnitud de la precipitación para diferentes periodos de retorno. ii) Hallar la variación de la precipitación en el tiempo. iii) Calcular las pérdidas por infiltración. iv) Determinar el hidrograma unitario. v) Aplicar el método de la convulación numérica. vi) Hacer el hidrograma de caudal. Sin embargo, son muchas las dificultades para acceder a este tipo de recursos, especialmente por los altos costos que generan su alcance. Es por esto que surge la necesidad de proponer una metodología para la estimación de hidrogramas de creciente asociados a diferentes periodos de retorno, que se base en programas comerciales existentes y que, junto con la ayuda de información hidrometeorológica disponible, conlleven a obtener soluciones con herramientas computacionales de muy bajo costo para problemas que se presenten en los diversos casos de estudio hidrológicos y, consecuentemente, para el desarrollo de las pequeñas y medianas empresas. Con esto, se pretende plantear una solución para la obtención de una modelación lluvia-escorrentía que genere información oportuna y a un costo prácticamente nulo. Además, se convertiría en una forma de evitar la realización de cálculos y procedimientos tan repetitivos y tediosos como los que implica la ejecución de este tipo de hidrogramas. De forma tal que sean los programas mismos los que hagan esta labor y no la persona quien tenga que invertir tantas horas de trabajo, cuando ellos lo podrían hacer en menor tiempo y sin costo alguno.Incluye bibliografía, anexo

Geomorfología e hidrología fluvial del río Alberche : modelos y S. I. G. para la gestión de riberas

Mediante tecnicas de análisis hidrológico y geomorfológico, y el empleo de herramientas matematicas e informáticas (sistemas de informacion geografica) se ha conseguido modelizar la respuesta de un sistema fluvial(rio Alberche, tributario del rio Tajo por su margen derecha) ante eventos hidrológicos extremos (crecidas y avenidas) y predecir cuantitativamente las conecuencias de las intervenciones antrópicas en su cauce y la cuenca que drena. Para ello, ha sido preciso el uso combinado e integrado de diversas metodologias: tecnicas de gabinete, como recopilacion de información, cartografía geomorfológica desde fotointerpretación estereoscopica, analisis estadistico de datos numericos, aplicación de modelos matematicos hidrológicos e hidráulicos, desarrollo de un sistema de información geográfica, estudio morfodinámico de meandros fluviales y análisis meteorológico de imágenes de teledetección radar; tecnicas de laboratorio, comprendiendo analisis mineralógicos y granulométricos, datación de muestras por luminiscencia y radiocarbono, y estudios paleopalinológicos; y tecnicas de campo, desde mediciones morfométricas e hidrologicas, a la revision de la cartografia geomorfologica, pasando por la toma de muestras, adquisicion de documentos graficos y levantamiento de columnas y perfiles. Entre los resultados obtenidos destacan: una nueva cartografia geomorfologica de la cuenca a escala 1:50.000; un modelo de evolucion cuaternaria de la red de drenaje del rio Alberche; un esquema de la configuracion e interpretacion genética de los sistemas de terrazas y llanuras aluviales de la cuenca; la caracterizacion hidrológica de las corrientes fluviales, incluyendo calculos hidrometeorológicos, analisis estadisticos y estudios paleohidrologicos de crecidas y avenidas(ordinarias e instatáneas), el analisis del riesgo de inundacion realizado para el municipio de Navaluengo (Avila) y la propuesta de su integracion con la planificación territorial; y el establecimiento de nuevos geoindicadores cuantitativos para caracterizar la incidencia de las acciones humanas sobre la dinámica fluvia

Evaluating and modelling erosive processes and sediment transport dynamics of Tonusco river basin (Antioquia, Colombia)

La variabilidad climática en zonas tropicales suramericanas, combinada con la creciente intervención humana del suelo tiene gran incidencia en los procesos de producción y transporte de sedimentos, que no son bien conocidos en la región. Por lo tanto, se han analizado detalladamente estos procesos en los 393 km2 de la cuenca del río Tonusco, tributaria del río Cauca en Colombia, usando información edáfica, climática y de vegetación. Los cambios en la erosividad de la lluvia y la cobertura vegetal del suelo se estimaron a partir de los datos de precipitación y del índice de la diferencia de la vegetación normalizada, procedente de imágenes satelitales adquiridas entre 1977 y 2015. Con esto se obtuvieron las pérdidas de suelo que se relacionaron con la carga de sedimentos medida. Así se elaboró un modelo de estimación de la aportación de sedimento a la red fluvial. Las pérdidas de suelo fueron severas en algunas regiones (>120 Mg ha-1año-1) y, además, se detectó un incremento durante la última década, asociado a una reducción del 50% de la superficie de bosque, y a la mayor intensidad de la lluvia recibida durante los fenómenos de El Niño, La Niña y la oscilación del Sur, ENSO. Se calculó que entre el 2.0% y 50% de la masa de sedimentos producidos son arrastrados fuera de la cuenca. Se consideraron también las contribuciones de sedimentos generados en los deslizamientos de ladera que representan entre el 0.0% y el 6.3% de la producción total, analizando diferentes episodios ocurridos en la cuenca con la ayuda de modelos para predecir su probabilidad de ocurrencia y magnitud. Por último, se detectaron ciclos de histéresis en las relaciones entre la descarga líquida y sólida del río, causados por la interacción de los procesos limitantes de la erosión, bien por la disponibilidad de sedimentos o bien por la capacidad de su transporte por el agua. Esto permitió identificar las características de la erosión del suelo en la cuenca.The climate variability of tropical Southamerican region, together with enhanced land cover changes caused by the human intervention greatly modify sediment production and transport processes. The effects on sediment dynamics is not very well known so far. Therefore, this dissertation explored these processes in the Tonusco river watershed in the tropical southwestern slopes of the Andean range (Colombia) using edaphic, topographic, and vegetative information, as well as the liquid and solid daily discharge recorded at the outlet. The rainfall erosivity and cover vegetation changes were evaluated from the rainfall records obtained from the watershed rain gauges, and the Normalized Difference Vegetation Index values obtained from satellite images, during the 1977-2015 period. Once the potential soil loss rate of the watershed was computed using an adapted form of the RUSLE model, the sediment routing-based delivery ratio was estimated with another adaption of the SEDD model, that was calibrated and validated with data from sediment loads recorded at the basin outlet. According to results, the vegetation cover of the whole catchment has been reduced to a half during the last decade. Soil erosion rates were locally very high (>120 Mg ha-1yr-1), with relevant peaks during the La Niña ENSO events. Sediment yields were estimated at the range of 2.0%- 50% of total sediment production. Frequents landslide events occurring in the mountain slopes were quantified using several models that predicted their probability. The landslide model was calibrated with data recorded in 36 landslide events of basin. Finally, the hysteresis cycles detected in the relationships between liquid and solid discharges were analysed comparing sediment and runoff travel times

Diseño de obras de mitigación y encauzamiento mediante modelaciones hidráulicas e hidrológicas para disminuir la condición por vulnerabilidad de inundaciones en un tramo de 3 km de río comprendido en la cuenca media baja del Río Corredor

Trabajo Final de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Agrícola) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Agrícola, 2019.El estudio fue orientado al desarrollo de un análisis hidrológico e hidráulico en un tramo de 3 km del río Corredor a la altura del puente sobre Ruta 2, Puntarenas, Costa Rica. Empleando el programa QGIS se determinó información morfológica a partir de la delimitación de la cuenca del río Corredor. Se efectuó un análisis de los datos meteorológicos brindados por el IMN para los años 2008-2018, escogiendo la tormenta Otto como representación de la condición actual del río, por su parte se emplearon las Curvas IDF de Coto 47 para la creación de hietogramas por el método de bloque alterno para un periodo de retorno de 100 años. Como herramienta para modelar los procesos de precipitación-escorrentía se utilizó el programa HEC-HMS; para generación y modificación de modelos de elevación se utilizó el programa CivilCad y para realizar las simulaciones del comportamiento del flujo se empleó el modelo hidráulico bidimensional IBER. Finalmente se determinó el comportamiento del río bajo condiciones actuales y se dimensionaron diques para protección en ambos márgenes del río con altura de 7 m, además, se diseñaron dos baterías de 7 espigones para encauzamiento empotrados en el dique derecho, ambos diseños para periodos de retorno de 100 años.The study was oriented to the development of a hydrological and hydraulic analysis in a 3 km section of the Corredor river at the height of the bridge over Ruta 2, Puntarenas, Costa Rica. Using the QGIS program, morphological information was determined from the delimitation of the Corredor river basin. An analysis of the meteorological data provided by the IMN for the years 2008-2018 was made, choosing the Otto storm as a representation of the current condition of the river. The IDF Curves of Coto 47 were used for the creation of hietograms by the alternate block method for a 100-year return period. The HEC-HMS program was used as a tool to model precipitation-runoff processes; the CivilCad program was used for the generation and modification of elevation models and the two-dimensional hydraulic model IBER was used to perform the simulations of the flow behavior. Finally, the behavior of the river was determined under current conditions and dikes were dimensioned for protection on both sides of the river with a height of 7 m, in addition, two sections of 7 breakwaters were designed for channeling embedded in the right dike, both designs for 100-year return periods

Diseño del sistema de recolección de aguas lluvias más eficiente para el plan parcial de la vereda San Bartolomé en el Municipio de Gachancipá, Departamento de Cundinamarca

Gestión y tecnología para la sustentabilidad de las comunidadesEl trabajo contiene una propuesta metodológica para seleccionar el sistema recolección de aguas lluvia más eficiente para el plan parcial de la vereda San Bartolomé. Por tanto, se presenta información relacionada con temas hidrológicos, condiciones morfométricas de la cuenca de influencia del proyecto, diseño de tres sistemas de recolección de aguas lluvias de escorrentía y la implementación de la metodología de selección de alternativas. Esta propuesta se presenta por la ampliación de la zona urbana mediante un plan parcial ubicado en la vereda de San Bartolomé, donde se va adecuar la zona con condiciones de acceso, servicios públicos y de vivienda. Uno de los servicios es el sistema de alcantarillado pluvial, en esta zona existe un canal natural, pero se han desbordamientos en los eventos de precipitación intensa debido a las condiciones actuales. Ante esta situación, se plantea construir un sistema de recolección aguas lluvias, sin embargo, con el presente trabajo se plantea una metodología para evaluar diferentes alternativas de diseño para tomar la mejor decisión para la implementación de la obra.RESUMEN 1. INTRODUCCIÓN 2. GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO 3. MARCOS DE REFERENCIA 4. METODOLOGÍA 5. ANÁLISIS DE RESULTADOS 6. CONCLUSIONES 7. RECOMENDACIONES 8. BIBLIOGRAFÍA 9. ANEXOSEspecializaciónEspecialista en Recursos Hídrico

Modelamiento hidrológico e hidráulico de la quebrada caserío San Francisco con fines de identificación de zonas de inundación

Universidad Nacional Agraria La Molina. Facultad de Ingeniería Agrícola. Departamento Académico de Recursos HídricosEn la presente investigación se planteó una simulación de la avenida máxima con periodos de retorno de 140, 200 y 500 años, utilizando como datos de entrada a los caudales máximos que serán obtenidos a partir de las precipitaciones máximas de 24 horas entre 1981 al 2016, recopiladas de las estaciones pluviométricas e hidrométricas de mayor influencia en la quebrada caserío San Francisco y analizadas estadísticamente para alcanzar la consistencia y correcta distribución de frecuencias de dichos datos. Logrando obtener las precipitaciones máximas para cada periodo de retorno establecido y proceder con los cálculos manuales de generación de caudales máximos, los cuales se calibraron, validaron y optimizaron haciendo uso del ajuste de algunos parámetros morfométricos de la quebrada y procedimientos hidrológicos tales como la curva número, el hidrograma unitario del US Soil Conservation Service, y métodos de aforo con el fin de ajustar el caudal simulado con el caudal observado. Obteniéndose los caudales de 75, 80 y 85 m3/s, con los que se procedió a realizar el modelo hidráulico con la herramienta HecGeoRAS, posteriormente exportando la geometría al software Hec-Ras. El resultado de la simulación permitió que se identificaran las zonas inundadas siendo 34 hectáreas en predios registrados y aún mayor sumando las hectáreas de actividad agrícola y ganadera sin registrar. Finalmente, el análisis de riesgo de inundación permitió integrar las variables vectoriales en orden, secuencia lógica y jerárquica por el método de la matriz de Saaty y así conocer los niveles de peligro (32.71% nivel muy alto), vulnerabilidad (49.17% nivel medio) y riesgo de inundación fluvial (47.58% nivel alto) representados en mapas temáticos y estimados en pérdidas probables reflejados en costos monetarios como S/4,001,741.50 (cuatro millones y un mil setecientos cuarenta y uno con 50/100 soles).In the present investigation a simulation of the maximum flood with return periods of 140, 200 and 500 years was proposed, using as input data the maximum flows that will be obtained from the maximum rainfall of 24 hours between 1981 and 2016, collected from the pluviometric and hydrometric stations of greater influence in the San Francisco stream and statistically analyzed to achieve consistency and correct frequency distribution of such data. The maximum rainfall for each established return period was obtained and manual calculations were made to generate maximum flows, which were calibrated, validated and optimised by adjusting some morphometric parameters of the stream and hydrological procedures such as the number curve, the unit hydrograph of the US Soil Conservation Service, and gauging methods in order to adjust the simulated flow with the observed flow. The flow rates of 75, 80 and 85 m3/s were obtained, which were used to make the hydraulic model with the HecGeoRAS tool, subsequently exporting the geometry to the Hec-Ras software. The result of the simulation allowed the flooded areas to be identified, with 34 hectares of registered properties and even more hectares of unregistered agricultural and livestock activity. Finally, the flood risk analysis made it possible to integrate the vector variables in order, logical and hierarchical sequence using the Saaty matrix method and in this way to determine the levels of danger (32.71% very high level), vulnerability (49.17% medium level) and fluvial flood risk (47.58% high level) represented in thematic maps and estimated in probable losses reflected in monetary costs such as S/4,001,741.50 (four million and one thousand seven hundred and forty-one thousand and fifty hundred and fifty soles)