Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Hidrodinámica y morfodinámica de un tramo urbano del río Coata y su influencia en la proyección de obras civiles(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-05-20) Huisa Valdivia, Maikol Jhordan; Huanca Zela, Cristian; Gutierrez Llantoy, Ronald RogerLa ciudad de Juliaca (provincia de San Román, departamento de Puno) es uno de los principales puntos de desarrollo económico en la región sur del país. Actualmente, el aumento de la población de Juliaca y la expansión de ocupación territorial vienen incrementando la presión sobre sus recursos locales. Por ejemplo, en el río Coata, su principal fuente de agua para el consumo humano; se han detectado puntos de intervención antropogénica a lo largo de su cauce como extracción de agregados, puntos de descargas de contaminantes, cruces artesanales, entre otros. En adición, el riesgo de inundación, controlado por los factores climáticos de la región, se ha exacerbado también por el desarrollo urbano con limitado planeamiento que ha experimentado la ciudad. Por ello, la presente tesis se ha concentrado en el desarrollo de una evaluación hidro-morfodinámica para un tramo de 20 km del cauce del río Coata, aledaños a la ciudad de Juliaca. La evaluación se ha desarrollado mediante un modelo numérico en 2D, haciendo uso del software de libre acceso Iber 3.1. Los productos de la investigación son: (1) mapas de inundación ante escenarios para tiempos de retorno (Tr) de 25, 100 y 500 años; y (2) zonas de erosión y comportamiento hidrodinámico en los puentes Independencia y Maravillas, los puentes principales de la ciudad. Para construir, calibrar y validar el modelo numérico se ha recopilado información descriptiva del río a través de autoridades locales. Por ejemplo, la topo-batimetría del cauce del río y los caudales máximos para los Tr analizados han sido obtenidos del expediente técnico elaborado por la consultoría del Consorcio Cuenca del Río Coata. En adición, se han desarrollado exploraciones de campo en las ubicaciones de los puentes Unocolla, Maravillas, Independencia y Churi. Respecto a la calibración del modelo, se ha recurrido a los resultados de zonas de riesgo de inundación obtenidos por autoridades competentes en tramos del área de estudio, como la Unidad de Gestión del Riesgo de Desastres, de la Municipalidad Distrital de San Miguel. Así, el análisis realizado se basó en los resultados obtenidos mediante el modelo numérico y las exploraciones de campo. Se han establecido además relaciones entre parámetros de calidad del agua del río y los niveles de agua registrados, y se ha analizado el estado de las obras civiles desarrolladas a lo largo del cauce. Finalmente, se brindan sugerencias para trabajos futuros asociados a los resultados de dicho análisis.Ítem Texto completo enlazado Mapa de caudales máximos en cuencas de la zona centro de la vertiente del pacífico (subregión hidrológica 5a4 IILA)(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-11-05) Vargas Curo, Luis Alexis; Gutierrez Llantoy, Ronald RogerLa caracterización y estimación de las crecidas de un río son indispensables para garantizar el correcto desempeño y seguridad de infraestructura hidráulica. Nuestro país, en tanto se ubica en una de las zonas con la mayor actividad relacionada a fenómenos hidroclimáticos extremos, requiere de herramientas y métodos desarrollados para nuestro contexto y situaciones hidrológicas. En tal virtud, el objetivo principal de la presente investigación es el desarrollo y aplicación de técnicas que permitan estimar caudales máximos naturales, para diferentes probabilidades de ocurrencia, en puntos estratégicos de los principales ríos de la zona centro de la vertiente del Pacifico, los cuales se ubican en la región denominada 5a4 en el “Estudio de la hidrología del Perú” (IILA et al., 1982). Las referidas estimaciones plasmadas en mapas permiten el dimensionamiento de infraestructura hidráulica y el control de riesgos asociados a los caudales máximos. Es importante mencionar que la presente contribución se distingue de la habitual forma de estimar caudales máximos en cuencas con pocas o sin estaciones de aforo, complementando información existente con bases de datos satelitales, aplicando modelos conceptuales que representen procesos físicos y que permitan validar la información generada. La presente tesis se distribuye como sigue. En el capítulo 1 se presentan los aspectos generales de la investigación que comprende la introducción, problema de investigación y objetivos; asimismo, se describe el área de estudio especificando sus características fisiográficas y aspectos de hidrología e hidrografía; finalmente, se hace una breve revisión de conceptos importantes enfatizando aspectos usados en la metodología para el desarrollo de la investigación. En el capítulo 2 se presentan los datos y la metodología que se empleó en el presente trabajo, la primera sección comprende la descripción de los datos relevantes del ´área de estudio tales como la información hidrometeorológica convencional e información sobre estimaciones satelitales de variables climáticas. La segunda sección comprende la descripción detallada de los métodos y el procedimiento desde la recolección de información hasta la generación de mapas de caudales máximos. En el capítulo 3 se presenta la discusión y los resultados del procedimiento el cual inicia con la selección y recolección de registros de estaciones hidroclimáticas en la zona de estudio. Subsecuentemente, los registros fueron evaluados mediante diversas técnicas para verificar la confiabilidad, consistencia y homogeneidad de los datos. Debido a la limitada cantidad de estaciones de aforo disponibles en la zona de estudio, la evaluación de caudales máximos en diversos puntos de la red fluvial requirió aplicar técnicas de extrapolación de datos observados. Para tal efecto, se priorizó el uso de modelos hidrológicos calibrados en forma tal que puedan reproducir adecuados resultados en puntos aforados y reproducirlos a puntos no aforados con un buen nivel de confiabilidad. Por otro lado, la baja densidad de registros pluviométricos y ausencia de registros de variables climáticas requeridas para desarrollar un modelo que relacione las precipitaciones con las descargas, requirieron el uso de diversas bases de datos y productos satelitales con el fin de optimizar, en espacio y tiempo, los registros disponibles de precipitación y suplir las limitaciones de información relativa a las variables climáticas. Entonces se eligieron los datos con estimaciones satelitales de lluvia y evapotranspiración que mejor representen los datos observados conformando una nueva base de datos compuesta de registros convencionales y satelitales. Posteriormente, se seleccionaron puntos de análisis al interior de las cuencas y adecuaron las subcuencas generadas por estos puntos al modelo GR2M para simular caudales mensuales, considerando adecuada una superficie de cuenca mayor a 300 km2. Los registros de caudales máximos en puntos aforados que pasaron la etapa de evaluación se ajustaron a funciones de distribución con la finalidad de determinar su ley de frecuencia. Asimismo, para los puntos no aforados, apoyándonos en los caudales simulados obtenidos de la etapa de modelamiento y a través de un análisis regional a nivel de cuenca se establecieron relaciones entre las curvas de frecuencia de caudales máximos mensuales y máximos diarios. Así se obtuvieron aproximaciones confiables de la probabilidad de ocurrencia de caudales máximos diarios en puntos no aforados, a partir de los cuales se construyeron mapas para los periodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 años. Finalmente la tesis concluye con el capítulo 4 donde se presentan las conclusiones generales de la investigación y el trabajo futuro recomendado.Ítem Texto completo enlazado Aplicación de los indicadores del índice de sostenibilidad de cuencas (WSI) en las subcuencas del Río Mantaro(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-12-07) Delgado Villaverde, Mayra Lisseth; Gutierrez Llantoy, Ronald RogerLa protección del medio ambiente, en especial la preservación del agua, como parte del desarrollo sostenible, se convirtió en uno de los temas más importantes de las agendas políticas en los últimos años. Por lo tanto, resulta indispensable poder contar con herramientas que permitan cuantificar y calificar el grado de sostenibilidad del recurso agua en una región. Los índices de sostenibilidad son herramientas útiles para el planeamiento, gestión y educación en el ámbito de los recursos hídricos. Una de estas, es la conocida como Índice de Sostenibilidad de Cuencas (WSI), desarrollado por Chavez y Alipaz (2007). Este índice incluye en su formulación indicadores hidrológicos, ambientales, de vida y políticos, de esta forma, es posible identificar problemas hidrológicos, ambientales, sociales y políticos para luego decidir por una solución integrada. La presente investigación presenta la aplicación del índice WSI en la cuenca hidrográfica del río Mantaro. Esta es considerada como una de la más importante del país debido a su extensivo desarrollo en el sector agrícola y ganadero, actividades mineras y por ser una fuente de generación de energía eléctrica. El análisis se realiza en cada una de sus 23 subcuencas, la división en unidades menores permite evaluar regiones con características similares, ya que dependiendo de la ubicación donde se encuentren (norte, centro y sur de la cuenca) predominarán diferentes actividades productivas y diferentes concentraciones de la población. La evaluación se realiza entre el 2006 y 2010, en un contexto donde existe muy limitada disponibilidad de datos. Con ello, no se logra obtener una calificación del nivel de sostenibilidad de todas las subcuencas, a excepción de Chinchaycocha. Para el resto, se presenta un análisis de manera aislada de los indicadores hidrología-cantidad de agua, medio ambiente, vida y políticas públicas. En la subcuenca Chinchaycocha, se obtuvo el valor de 0.63, valor que la califica con una sostenibilidad intermedia. En la cuenca total del Mantaro, se obtuvieron los valores de 0.54 para el indicador de medio ambiente, 0.64 para el indicador de vida y 0.47 para el de políticas públicas. El indicador cantidad de agua muestra que existen subcuencas con niveles relativamente bajos de disponibilidad de agua. En el indicador de vida, si bien existe una evolución positiva en el IDH, existen subuencas que aún no sobrepasan los umbrales de desarrollo. Asimismo, se identificó que en el periodo de estudio no existían muchas herramientas para la gestión y conservación de los recursos, ya que a partir del 2009 con la Ley de Recursos Hídricos, se prioriza la regulación e implementación de la gestión integrada del agua en el país.