Ultimo Planteamiento Del Problema de Investigacion

UNIVERSIDAD ANDINA

“NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ”

FACULTAD DE INGENIERIAS Y CIENCIAS PURAS

CARRERA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TESIS

“USO DE UN MODELO HIDROLOGICO SEMI-DISTRIBUIDO EN LA ESTIMACION DE TASAS DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN LA CUENCA DEL RIO

HUANCANE”

PRESENTADO POR:

Demetrio, PUMA LUNA

PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:

INGENIERO CIVIL

JULIACA – PERU

2014

UNIVERSIDAD ANDINA“NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ”

FACULTAD DE INGENIERIAS Y CIENCIAS PURASCARRERA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA

CIVIL

“USO DE UN MODELO HIDROLOGICO SEMI-DISTRIBUIDO EN LA ESTIMACION DE TASAS DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN LA CUENCA

DEL RIO HUANCANE”

TESIS

PRESENTADO POR:

Bach. Demetrio, PUMA LUNA

PARA OPTAR AL TITULO DE:

INGENIERO CIVIL

APROBADO POR LOS JURADOS REVISORES CONFORMADOS

POR:

1. Presidente del Jurado : Ing. Felipe S. Jara Vidalon Vega

2. Primer Miembro : Mg. Ing. Alfredo Zegarra Butrón

3. Segundo Miembro : Dr. Ing. Ronald Madera Tera

UNIVERSIDA ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL PLAN DE TESIS

1. TITULO DEL PROYECTO:

“USO DE UN MODELO HIDROLOGICO SEMI-DISTRIBUIDO EN LA ESTIMACION DE TASAS DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN LA CUENCA

DEL RIO HUANCANE”

2. AREA, SUB AREA Y LINEA DE INNVESTIGACION

2.1 AREA: Transporte de Sedimentos

2.2 SUB AREA: Transporte de Sedimentos con el modelo SWAT

3. RESPONSABLES

3.1. INVESTIGADOR: Demetrio Puma Luna

3.2. DIRECTOR Y ASESOR: Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez y Dr. Ronald Madera teran

4. PROBLEMA DE INVESTIGACION:

4.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En muchas cuencas del país no existe información de transporte de sedimentos en suspensión ni de fondo, los cuales son muy importantes para el dimensionamiento de muchos obas hidráulica. Por lo cual, se hace uso de métodos empíricos para determinar estos, generando en muchos casos un sobre dimensionamiento o sub-dimensionamiento de dichas obras generando en algunas ocasiones fallas en estas como lo fue en eventos del EL NIÑO de 1983 y 1998. En muchos casos tampoco se conoce la relación entre el cambio del uso del suelo en la cuenca con el incremento de estos sentimientos.

De acuerdo conocimientos de los procesos hidrológicos, el cambio climático, los cambios del fenómeno del El Niño y los efectos antropogenicos en el incrementos en la generación de sedimentos sobre la cuenca hidrográfica media y alta del rio Huancané ubicado en la Provincia de Huancané y departamento de Puno (Perú), permiten establecer su grado de afectación, su comportamiento y predecir las tendencias. Esta información permitirá desarrollar procesos de planificación y toma de decisiones en el corto, mediano y largo plazo.

Para lo cual nos lleva las siguientes preguntas.

USO DE UN MODELO HIDROLOGICO SEMI-DISTRIBUIDO EN LA ESTIMACION DE TASAS DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN LA CUENCA DEL RIO HUANCANE.

ALUMNO: DEMETRIO PUMA LUNA


4.2 . FORMULACION DEL PROLEMA

4.2.1. PREGUNTA PRINCIPAL

a) ¿Cuáles son las Ventajas y Aplicaciones del modelo SWAT para la medición del transporte de sedimentos en el rio de Huancané?

4.2.2. PREGUNTAS SECUNDARIAS

a) ¿De qué forma la falla de un monitoreo continuo de trasporte de sedimentos en la cuenca del rio Huancané afectan las obras hidráulicas existentes en el cauce del rio Huancané?

b) ¿En qué medida el cambio en el uso de los suelos en la cuenca está incrementando el transporte de sedimentos en las orillas del rio Huancané?

c) ¿Cuál es el efecto del incremento del sedimento en las orillas del rio Huancané?

4.3. JUSTIFICACIÓN:

En el desarrollo de estudios de hidrología para la determinación de los sedimentos es una práctica poco común en nuestro país, pero que son necesarios conocer la acumulación de sedimentos en obras de almacenamientos de agua (embalses).

La investigación a realizar a través del modelamiento hidrológico, permitirá evaluar y comprobar la determinación de la producción de sedimentos en la cuenca mediante la aplicabilidad del modelo Semi-distribuido SWAT adoptado para la cuenca de estudio, y a partir de ella tener como apoyo para aplicaciones en cuencas de características similares.

El modelo calibrado y validado permitirá determinar el aporte de sedimento en cada sub-cuenca, aun cuando alguno de los puntos de control no registren información hidrométrica por inactividad de la misma durante el periodo de lluvia.




4.4. LIMITACIONES DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION

Desde nuestro punto de vista las únicas limitaciones serán:

La falta de libros especializados en la biblioteca de la UANCV, respecto al

tema de investigación propuesto.

La escasa preparación en nuestros estudios respecto a los avances en la

aplicación de tecnología aplicables a los Pavimentos de Adoquines de

Concreto.

4.5. DEFINICIÓN DE LOS OBJETIVOS:

4.5.1. OBJETIVO GENERAL:

Empieza el modelo de simulación hídrica SWAT en la sub-cuenca del rio Huancané, para analizar los efectos de las diversas prácticas de uso de suelo sobre generación de caudales y producción de sedimentos.

4.5.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Calcular el balance hídrico de la sub-cuenca del rio Huancané para determinar la entrada, salida y almacenamiento de agua en la cuenca hidrográfica bajo condiciones actuales.

Realiza simulaciones de generaciones de caudales y producción de sedimentos bajo escenarios de manejo en el uso de suelo.

Modelar el comportamiento hidrológico de la sub-cuenca utilizando variables espaciales y temporales.

Identificar las áreas de mayor percolación y producción de agua de las sub-cuencas.




Identificar las áreas de mayor producción de sedimentos y escurrimientos de las micro cuencas.

Identificar las áreas más impactadas en cuanto a recarga de agua ante el cambio de cobertura y uso de suelo.

5. MARCO TEORICO:

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

El movimiento de los sedimentos se puede dar mediante dos mecanismos diferentes: escorrentía superficial sobre la cuenca de drenaje y trabajo del agua en los cauces.

Los estudios sobre transporte de sedimentos se hacen con diferentes propósitos, entre ellos:

Calibración de coeficientes de rugosidad con datos de aforos y levantamientos topográficosEvaluación de capacidad de transporte líquido y sólido de los cauces, detallando características de los sedimentosCalibración de modelos de transporte para definir zonas de a gradación, degradación o equilibrioDescripción de la dinámica fluvial de los cauces, caracterización de material de arrastre y suspensión, perfiles de flujo para diferentes caudales, capacidad de transporte líquido y sólido

1.- Transporte de sedimentos por escorrentía superficial:

La mayor parte del agua de las crecientes que llevan las corrientes se origina como escurrimiento y proviene de las laderas vecinas. Además, el agua que se mueve sobre sus superficies produce erosión de los materiales de las pendientes laterales del río y dan origen a parte del material que es transportado en el cauce

El escurrimiento o escorrentía superficial, que fluye como una lámina de agua, o en canales someros muy juntos entre sí, llamados arroyuelos o cárcavas, es algunas veces suficientemente poderoso para vencer la resistencia del suelo a la erosión y transportar una gran cantidad de material pendiente abajo hacia los cauces de los ríos. El agua lodosa que escurre de un campo arado o de una pendiente recién nivelada durante una lluvia abundante es un ejemplo familiar de la fuerza erosiva de la escorrentía

Aunque la importancia de la erosión de las laderas a causa del agua que escurre en la superficie pasa con frecuencia inadvertida, desempeña un papel importante en el proceso general de erosión




La determinación de los sedimentos en la cuenca se sale del alcance de este texto y se deja para los especialistas en el tema

2.- Transporte de sedimentos en cauces naturales:

El área total que es cubierta por los cauces de las corrientes es sólo una proporción muy pequeña de la superficie total del terreno drenado por tales corrientes (puede ser < 1%), pero sin embargo, los mecanismos de transporte de sedimentos en el cauce son los más destacados.

El agua que fluye a lo largo de los cauces de los ríos realiza varios trabajos: a) erosiona el cauce del río, profundizándolo y/o ampliándolo; b) transporta sedimentos, y c) deposita sedimentos

La naturaleza y extensión de estas actividades depende de la energía cinética de la corriente, y ésta, a su vez, depende de la cantidad de agua, de la forma y tipo de cauce y del gradiente de la corriente. Una corriente gasta su energía de varias maneras: la mayor parte se consume en la fricción del agua sobre el cauce y entre partículas del fluido. La energía de la corriente que queda para la erosión y transporte de material es relativamente escasa. La depositación tiene lugar cuando disminuye la energía y la corriente no puede mover por más tiempo el material que ha estado trasladando

El material que una corriente levanta directamente de su propio cauce (o que es aportado por la escorrentía de las laderas, por sus tributarios o por los movimientos en masa) se mueve corriente abajo hacia su meta final, el océano

Tres clases de materiales se distinguen en un cauce natural considerando únicamente la resistencia que ofrecen a ser transportados por una corriente: materiales no cohesivos o granulares, materiales cohesivos y rocas

El material granular está formado por partículas sueltas. La fuerza que un líquido debe hacer para mover las partículas es función del peso de cada partícula y del coeficiente de fricción interna. El material cohesivo está formado de partículas muy pequeñas que ofrecen resistencia al flujo de agua. Se necesitan velocidades de corriente más altas para erosionar partículas más pequeñas del tamaño de arcilla y limo ya que la fuerza de cohesión que impide el transporte de las partículas por una corriente es considerablemente mayor que el peso de la partícula, pero una vez que esta fuerza es vencida, la partícula se puede comportar como si fuera granular y es transportada fácilmente en suspensión debido a su peso y tamaño reducidos. El material rocoso usualmente no es movido o erodado por una corriente de agua durante el tiempo de vida de una estructura. El material rocoso puede comportarse como granular si está fracturado y la energía del flujo es muy alta

a) Degradación del cauce

Los materiales se degradan en diferentes tiempos: suelos granulares sueltos se erosionan rápidamente mientras que los suelos arcillosos son más resistentes a la erosión. Sin embargo, la degradación final de suelos cohesivos o cementados puede ser tan profunda como la de suelos arenosos, variando el tiempo en el cual se produce. Por ejemplo, bajo condiciones de flujo constante, la degradación




máxima se alcanza en horas para suelos arenosos, en tanto que puede tardar días en suelos cohesivos, meses en depósitos glaciales, piedras areniscas y pizarras, años en piedra caliza y siglos en rocas tipo granito. Es posible que varias crecientes se requieran para que se produzcan las máximas pérdidas de material, especialmente en suelos cohesivos, (HEC-18, 2001).

La interacción entre el flujo y el material granular aluvial ha sido más ampliamente estudiada debido a que es el caso más frecuente asociado con problemas en la hidráulica de ríos

Los sedimentos tienen su origen en el lecho, en las laderas del río y en la cuenca hidrográfica.Una corriente puede transportar material de tres maneras: 1) en solución, 2) en suspensión y 3) por carga de fondo

Debido al proceso de transporte, el sedimento presente en una determinada sección del canal, en un momento dado, ha experimentado cambios en cuanto a su forma, tamaño y distribución de tamaños; esos cambios se deben principalmente a los fenómenos de abrasión y al de selección hidráulica

Abrasión es la reducción en tamaño de las partículas de sedimento por acción mecánica, tal como impacto, deslizamiento, frotación (fricción), rotación, salto, suspensión intermitente o continua (dependiendo de la intensidad del flujo

Selección o clasificación hidráulica. Consiste en el agrupamiento, por la acción del flujo, de las partículas de sedimento que responden al flujo en una manera similar; al mismo tiempo, en la separación de aquellas partículas que responden al flujo en una forma diferente

Por ejemplo, en un río de tamaño moderado, la mayoría de los granos superiores a 10 mm no pueden ser movidos y tienden a acumularse en las partes altas de los valles aluviales (cuando D > 10 mm, los granos se deslizan).

Partículas entre 1 y 10 mm tienden a moverse por rotación sobre los granos más abundantes(Arenas) y pueden ser transportadas rápidamente (1 mm < D < 10 mm)

Arenas de tamaño grueso a fino (0.0625 mm < D <1 mm) se mueven por tracción y suspensión intermitente con depositación temporal en dunas y barras puntuales

Limos y arcillas (D < 0.0625 mm) se mueven principalmente en suspensión continua (como carga de lavado) y pueden ser transportados rápidamente hasta la salida de la cuenca o pueden ser rápidamente depositados en las llanuras de inundación

El límite para las partículas finas es aquel tamaño que la turbulencia de la corriente no es capaz de levantar en suspensión; el límite para las partículas gruesas es aquel tamaño que rueda difícilmente con la corriente




Los procesos de suspensión, transporte y posterior depositación del sedimento dependen no sólo de las condiciones del flujo sino también de las propiedades del sedimento

b) Mecanismos de transporte

Los mecanismos de transporte pueden ser tres: solución, suspensión y carga de lecho

Solución. En la naturaleza ningún agua es completamente pura. Cuando cae el agua y se filtra en el terreno, disuelve algunos de los componentes del suelo. Después el agua puede infiltrarse a través de las aberturas, poros y grietas de la roca y disolver materiales a medida que se mueve. Gran parte de esta agua encuentra su camino hacia las corrientes, ubicadas a niveles inferiores. La cantidad de materia disuelta contenida en el agua varía con el clima, la estación y la ubicación geológica y se mide en términos de partes de materia disuelta por millón de partes de agua (ppm). En algunas ocasiones la cantidad de material disuelto excede de 1,000 partes por millón, pero por lo común es mucho menor. Los compuestos que más frecuentemente se encuentran en solución en el agua que escurre en la superficie, sobre todo en las regiones áridas, son los de calcio y de magnesio. Además, las corrientes llevan pequeñas cantidades de cloruros, nitratos, sulfatos y quizá trazas de potasio

Suspensión. Las partículas de materia sólida que son barridas por la corriente turbulenta de un río constituyen el material en suspensión. Este proceso de transporte está controlado por dos factores: la turbulencia del agua y la velocidad de caída de cada grano individual. La velocidad de caída es la relación que eventualmente alcanza un grano cuando la aceleración causada por la gravedad se equilibra con la resistencia del fluido a través del cual está cayendo el grano. En este caso el fluido es el agua. Sí se deja caer un grano de arena en un estanque tranquilo, se asentará hacia el fondo a una velocidad siempre creciente hasta que la fricción del agua sobre el grano equilibre este grado de incremento; después se asentará el grano a una velocidad constante, que es su velocidad de caída. Si se introduce una fuerza que iguale o exceda esta velocidad, se logra mantenerlo en suspensión

La velocidad de caída aumenta con el tamaño de la partícula, suponiendo que su forma general y densidad permanecen iguales. Cuanto más grande es una partícula, más turbulento deberá ser el flujo que se necesita para mantenerla en suspensión; y puesto que la turbulencia aumenta con la velocidad de flujo, resulta que la cantidad más grande de material es movida durante la época de avenidas, es decir, cuando las velocidades y la turbulencia son mayores, de manera que solamente en unas cuantas horas o muy pocos días durante la época de inundaciones, una corriente transporta más material que durante períodos de flujo bajo o normal mucho más largos

Carga de lecho. Los materiales que se mueven a lo largo del fondo de una corriente constituyen la carga de lecho de dicha corriente, en contraste con la carga suspendida y la carga en solución. Las partículas de la carga de lecho se mueven hacia adelante de 3 maneras: por saltación, rodamiento y deslizamiento. Una partícula transportada por saltación brinca de un punto a otro del lecho de la




corriente; primero levantada por una corriente de agua turbulenta y despedida hacia adelante; a continuación, si es demasiado pesada para mantenerse en suspensión, cae otra vez al fondo en algún sitio, corriente abajo. Algunas partículas son excesivamente grandes y pesadas para ser levantadas, aun momentáneamente, por la corriente; pero pueden ser empujadas y llevadas a lo largo del lecho de la corriente y, d acuerdo con su forma, moverse hacia adelante, ya sea por rodamiento o por deslizamiento

Las partículas se mueven generalmente rodando o deslizándose unas sobre otras en velocidades bajas. Sin embargo, cuando las velocidades aumentan, arenas e incluso gravas pueden ser transportadas en suspensión

c) Depositación

En cuanto la velocidad de la corriente disminuye por debajo del punto necesario para mantener el material en suspensión, comienza la corriente a depositar su carga suspendida. La depositación es un proceso selectivo. Primero se asientan los materiales más gruesos; después, a medida que la velocidad (y en consecuencia la energía) continúa debilitándose, se va asentando materiales cada vez más finos

Los sedimentos de un medio fluvial, presentan características diversas, según la zona en que se hayan depositado, de manera que unos representan la acumulación en el canal, otros, la que tuvo lugar en sus márgenes y también existen otros sedimentos correspondientes a zonas alejadas del cauce. Como se vio en la Parte I, las diversas formas de depósitos son islas, barras, terrazas, abanicos fluviales, deltas

2.1 Distribución del transporte de sedimentos:

El transporte de sedimentos desde el punto de vista de la hidráulica fluvial se puede clasificar en dos grandes grupos de acuerdo con su origen: carga de lecho y carga lavada (Figura 2.1). La principal diferencia entre el uno y el otro es que la carga de lecho depende de las características hidráulicas del flujo y de las características físicas de los materiales, en tanto que la carga lavada depende más de las condiciones de la cuenca hidrográfica. La carga de material de lecho del cauce puede ser transportada sobre el fondo del río o en suspensión en toda la columna de agua; la carga lavada, corresponde al material más fino, usualmente arcillas y limos, con origen en la cuenca, o bien, pueden provenir de la erosión que el mismo río produce en sus márgenes.

Este material es transportado en suspensión la mayor parte del tiempo, excepto en zonas de aguas tranquilas como embalses donde el material muy fino puede sedimentarse, razón por la cual no se considera para efectos de los cálculos de los procesos fluviales de a gradación y degradación del fondo del río




Figura 2.1 Tipos de transporte de sedimentos. Maza J. A. 1987

Transporte de lecho total o carga de material de fondo (Sb)

Los sedimentos tienen origen en el lecho del cauce y pueden ser transportados como carga de lecho en el fondo (Sbb), o como carga de lecho suspendida (Sbs). La carga de lecho es generalmente granular de tipo piedras, gravas, y arenas

Sb = Sbb + Sbs (2-1)

Sbs = carga de lecho en el fondo o carga de fondo

Sbs = carga de lecho en suspensión o carga en suspensión

Transporte de lecho en el fondo o carga de fondo (Sbb)

Es el material del lecho que es transportado en una capa próxima al fondo ya sea por deslizamiento, rodamiento o saltación, y tiene un espesor aproximado igual a dos veces el diámetro de la partícula considerada. La carga de lecho en el fondo varía entre el 5% y 25% De la carga en suspensión, aunque puede representar porcentajes mayores en materiales gruesos

Transporte de lecho en suspensión o carga en suspensión (Sbs)

Es el material del lecho que es transportado en suspensión por el flujo de agua. El líquido levanta las partículas debido a su velocidad y turbulencia. Las partículas se mantienen en suspensión hasta que caen nuevamente al cesar las condiciones




de velocidad y turbulencia

Una muestra de agua tomada en ríos de cuencas muy bien conservadas que aportan muy poca carga lavada es representativa de la carga de lecho en suspensión

Transporte de lavado (Sl)

Estos sedimentos tienen su origen por erosión en la cuenca hidrográfica y eventualmente en las laderas del cauce. Todo el sedimento lavado proviene de aguas arriba y no es representativo del sedimento en el fondo del cauce. La carga lavada está formada por partículas muy finas especialmente limos y arcillas que son mantenidas fácilmente en suspensión y no intervienen en los procesos de a gradación y degradación del río. Solo en zonas de velocidades muy bajas como embalses, las partículas pueden sedimentarse. Sin embargo, dado que su velocidad de sedimentación es muy inferior a las fuerzas ascendentes debidas a la turbulencia del fluido, la carga lavada depende básicamente de la erosión y condiciones geológicas e hidroclimatológicas de la cuenca y no del caudal del río. La carga lavada está formada por materiales con diámetro menor que 0.062 mm, aunque otros investigadores toman el tamaño máximo igual a 0.050 mm

Una muestra de carga lavada se puede obtener en tramos del río con velocidades muy bajas, y su cuantificación debe hacerse en laboratorio a partir de muestras tomadas en campo

Transporte de sedimentos en suspensión o carga total en suspensión (Ss)

La carga de sedimentos en suspensión está formada por la combinación de carga de lecho en suspensión y la carga lavada

Ss = Sbs + Sl (2-2)

Una muestra de agua tomada de una corriente natural es siempre representativa de la concentración de material sólido en suspensión puesto que incluye la carga lavada y la carga de lecho suspendida

Transporte total de sedimentos o carga total de sedimentos (St)

La carga total de sedimentos está dada por las siguientes expresiones:

St = Sb + S

St = Sbb + Sbs + Sl

St = Sbb + Ss




2.1.1 Determinación del transporte de sedimentos

La determinación del transporte de sedimentos en un río se puede hacer de dos maneras: a) por medición directa y b) por medio de ecuaciones propuestas por diferentes investigadores. En el mundo, las mediciones de sedimentos son poco usuales debido a las dificultades de trabajo en los ríos por lo que toca recurrir a ecuaciones que arrojan un alto grado de incertidumbre.Estos temas se tratarán más adelante en los numerales 3 y 4

2.2 Propiedades de los sedimentos

Las características que definen los procesos de suspensión, transporte y posterior depositación del sedimento, dependen no sólo de las condiciones del flujo sino también de las propiedades del sedimento y por ello es necesario su estudio. Entre otras propiedades se considerarán a continuación el tamaño, la forma, la distribución granulométrica, densidad, peso específico, concentración

2.2.1 Tamaño

El tamaño de una partícula de sedimentos es su característica más importante y de allí que fue la única propiedad que se utilizó en el pasado para caracterizar el grano de sedimento. Sin embargo, cuando la forma, la densidad y la distribución granulométrica son semejantes, se podría considerar que la variación del tamaño define la variación del comportamiento del sedimento. A continuación se citan los diámetros característicos

Diámetro nominal, Dn, es el diámetro de una esfera de igual volumen que la partícula de que se trata

(2-6)

∀ = volumen de la partícula

El diámetro del tamiz y el diámetro de sedimentación son los parámetros de mayor uso.Normalmente las arenas se miden por su diámetro de tamizado y los limos y arcillas por su diámetro de sedimentación

Diámetro de sedimentación, Dw. Se define como el diámetro de una esfera de la misma densidad que la partícula, que cae con la misma velocidad terminal uniforme en el mismo fluido y a la misma temperatura

Diámetro del tamiz, Di. Es la apertura mínima de una malla de tamiz a través de la cual pasa la partícula en una distribución granulométrica

Es más común identificar el tamaño del sedimento según la proporción (en peso o en volumen) en que se encuentre en la muestra, bien sea del lecho o en




suspensión; por ejemplo, D50 = 0.273 mm significa que el 50 % (en peso) de la muestra tiene un tamaño menor que 0.273 mm. En general

Existen otras investigaciones realizadas en Europa y en una cuenca del país (cañete), pero no ha sido realizado en todas las cuencas del país, debido a la variabilidad climática y los diferentes usos del suelo y de la información que se necesita. Por lo cual considero, que el estudio que estoy realizando, reúne las condiciones metodológicas y temáticas suficientes para ser considerados como una investigación.

Para el desarrollo de la investigación, el análisis se fundamenta en los siguientes aspectos:

Conceptos sobre transporte de sedimentos. Conceptos de modelamientos hidrológicos y de la unidad de respuesta

Hidrológica (HRU). Modelamiento hidrológico mediante el uso del Sistema de información

Geográfica (SIG) Modelamiento hidrológico y generación de sedimentos mediante el Soil

and Water Assessment Tool (SWAT).

6. HIPÓTESIS Y VARIABLES

6.1. HIPOTESIS GENERAL

El modelamiento hidrológico con el modelo semi-distribuido SWAT permitirá obtener información sistemática y confiable para el dimensionamiento de las obras hidráulicas que sean definidas en el cauce de rio. Además, permitirá establecer la relación entre: cambios de usos de suelos de la cuenca y el incremento de los sedimentos.

6.2. OPERACIONALIDAD DE LAS VARIABLES

Variable Independiente: Ventajas y Aplicaciones del modelo

SWAT.




Variable Dependiente: En el uso del modelamiento en la cuenca del

rio Huancané para la medición del trasporte de sedimentos.

7. DISEÑO METODOLÓGICO DE LA INVESTIGACIÓN

Para el modelamiento hidrológico y determinación del aporte de sedimento en la cuenca estudiada se efectuara las siguientes actividades:

Proceso de georeferenciacion de las diferentes capas de tipos de suelos, cobertura vegetal e información topográfica.

Delimitación de la cuenca, y determinación de los parámetros geomorfológicos de la cuenca

Ingreso de las variables de precipitación, temperatura máxima y mínima.

Generación de las unidades de respuesta hidrológica. Modelo hidrológico: precipitación – escorrentía Proceso de calibración y validación del modelo hidrológico, mediante

el uso de los registros de caudales de la estación hidrométrica Yonan. Determinación del aporte de sedimentos en cada sub-cuenca.

El soporte informático está constituido por los programas arcGIS® y el arcSWAT® los que a su vez permiten evaluar el rango de confiabilidad entre ambos modelos.

Por lo tanto, dentro del desarrollo de la investigación, se plantean una serie de actividades que permiten abarcar los temas propuestos. Para tal fin, se efectuaran las siguientes actividades:

7.1. Recopilación de información básica.

Actividad básica e importante para la definición y desarrollo del tema en estudio. En ella se analizan los antecedentes de temas de investigaciones similares que permiten señalar y direccionar la investigación formulada.

7.2. Desarrollo del planteamiento teórico.

Se desarrollara el planteamiento teórico, los principios básicos en los que se fundamenta el estudio. Se efectuara de acuerdo al planteamiento propuesto en el índice del plan de tesis.




7.3. Procesamiento de información cartográfica.

Creación de planos, cálculo de parámetros geomorfológicos y definición de las variables de precipitación y caudales, para el ingreso de generación de hidrogramas.

7.4. Modelamiento hidrológico.

Consiste en comportamiento hidrológico y el cálculo del balance hídrico con aplicaciones de los programas SWAT® de la cuenca del rio.

7.5. Calibración y validación del modelo.

La calibración y validación viene a ser el proceso de verificar que el modelo responda en forma eficaz con los parámetros obtenidos en el proceso de calibración y que luego han sido evaluados en el proceso de validación, con un rango de error permisible, para lo cual se evaluaran los caudales de estación de Yonan y otras ubicadas aguas arriba para calibrar los caudales simulados de la cuenca. Además se utilizaran los volúmenes del rio Huancané para calibrar el ingreso de sedimento.

7.6. Análisis e interpretación de resultados.

Efectuada la calibración y validación del modelo, se procederá a analizar e interpretar los resultados obtenidos.

7.7. Conclusiones y recomendaciones.

Consideraciones finales importantes como resultado de la investigación, en ella daremos las conclusiones y recomendaciones a la que llega la investigación.




8. ADMINISTRACION

8.1. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES DE LA INVESTIGACION

ACTIVIDADES GENERALES MES 1 MES 2 MES 3 MES 4 MES 5

Formulación del plan de tesis

Recopilación de información básica

Desarrollo del planteamiento teórico

Procesamiento de información cartográfica

Procesamiento de información hidrometeorológicoModelamiento hidrológico

Calibración y validación

Análisis e interpretación de resultados

Conclusiones y recomendaciones

Revisión y aprobación

Edición e impresión de la tesis

9. PRESUPUESTO

9.1.1. BIENES

9.1.2. SERVICIOS

9.1.3. FINANCIAMIENTO




Tabla 1 - PRESUPUESTO

PRESUPUESTO

DENOMINACION

CANTIDAD COSTO UNITARIO COSTO TOTAL

UND S/. S/.

1.- MATERIALES DE ESCRITORIO

Papel Bond A-4 de 80 gr 200.00 S/. 0.03 6.00

Copias Fotostaticas 30.00 S/. 0.10 3.00

Cartucho de Tinta Epson - Negro 1.00 S/. 53.50 53.50

Cartucho de Tinta Epson - Color 1.00 S/. 60.60 60.60

2.- PASAJES Y GASTOS DE TRANSPORTE

Pasajes 1.00 S/. 300.00 300.00

3.- OTROS

Encuestadores 4.00 S/. 100.00 400.00

Servicios de Internet 70.00 S/. 0.80 56.00

Analisis De Informacion 3.00 S/. 250.00 750.00

Pruebas y Analisis 5.00 S/. 320.00 1600.00

Material Bibliografico 5.00 S/. 145 725.00

Anillado Y/o Empastado de Tesis 5.00 S/. 50.00 250.00

TOTAL 4204.10

10. Bibliografía

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Ultimo Planteamiento Del Problema de Investigacion