Memoria para optar al título de Geóloga / Durante el periodo de vida de los mantos estacionales, parte de la nieve superficial de éste es liberado hacia la atmósfera en forma de flujos de vapor de agua, mediante el proceso de sublimación (Gustafson, 2010), constituyendo una fracción del recurso hídrico almacenado que no se encontrará disponible para ser fundido durante su deshielo. El factor de sublimación es uno de los componentes menos estudiados dentro de los balances hidrológicos de cuencas nivales en Chile. El presente trabajo se realizó en la mina El Teniente ubicada en una cuenca pluvio-nival, en la cual las pérdidas asociadas a la sublimación del manto nival y la evaporación de sus remanentes, constituye el factor de mayor incertidumbre dentro de los balances hidrológicos realizados en la zona. Es por esto, que el presente estudio tiene por objetivo estimar las pérdidas del manto nival, mediante el análisis de sus signaturas isotópicas para la estimación de sublimación y aplicando la metodología del domo para la estimación de evaporación. Gustafson et al., (2010) sugiere que partir de los valores isotópicos del manto de nieve en el momento de máxima acumulación se puede estimar la sublimación durante el invierno Se realizó una primera campaña de terreno entre el 12 de septiembre y 19 de octubre del 2017, en la que se recolectaron 49 muestras de nieve para análisis de isótopos estables y se realizaron mediciones de densidad y altura de nieve. Y una segunda, entre el 07 de noviembre y 26 de diciembre del 2017 en la que se aplicó la metodología del domo para determinar la evaporación. Sumado a lo anterior, se analizaron los datos de las estaciones nivométricas y meteorológicas, para determinar el valor de densidad de nieve fresca y la influencia de los factores meteorológicos en la ocurrencia de los procesos de sublimación y evaporación. A partir de las mediciones físico-químicas realizadas en terreno y asumiendo que entre las nevadas del 30 de septiembre y 04 de octubre el manto no experimentó fusión debido a las bajas temperaturas en la cuenca. Se determina que la densidad de nieve fresca presenta una variabilidad estacional, registrándose durante el invierno promedios mensuales menores que en primavera. El promedio anual de nieve fresca posee un valor de 152 Kg/m^3 y 114 Kg/m^3 para los años 2016 y 2017, respectivamente. Posterior a la depositación de nieve, ésta incrementa su densidad hasta alcanzar valores cercanos a los 500 Kg/m^3. Se estimó un porcentaje de sublimación y evaporación de 25% y 3%, respectivamente, en función de la precipitación anual de nieve. Finalmente, se concluye que el equivalente de nieve en agua de las precipitaciones de nieve han sido subestimadas en los balances hidrológicos realizados anteriormente y que las pérdidas por sublimación del manto de nieve y la evaporación de sus remanentes corresponden a un 28% de la precipitación de nieve anual del año 2017, constituyendo la sublimación el factor preponderante.

Determina de qué manera la identificación de los peligros de origen natural contribuye a la planificación del uso del suelo en las subcuencas de las quebradas Barba Blanca y Callahuanca. Dichos espacios están ubicadas en la margen izquierda del rio Santa Eulalia y se encuentran en el distrito Callahuanca, provincia de Huarachorí en Lima. En esta zona se concentran la mayor parte de la población, actividades económicas y líneas vitales (infraestructura básica y servicios), abarcando aproximadamente un 90% de área del distrito. Como antecedente, se tiene el desastre ocurrido en marzo del 2017, donde los eventos (aluviones y deslizamientos) de origen natural impactaron varios tramos de la carretera Chosica-Callahuanca y carretera Callahuanca-San Gerónimo de Puñan, quedando incomunicada la localidad de Callahuanca y áreas aledañas. Asimismo, los mencionados procesos de origen natural impactaron a la Central Hidroeléctrica Callahuanca, centro poblado Barba Blanca y terrenos de cultivos. El desastre también repercutió en otras localidades como por ejemplo los asentamientos humanos localizados en las periferias de Lima, Chosica y torrente de Pedregal, el cual estuvo sin abastecimiento de agua. La ocurrencia de movimientos en masa profundos como los deslizamientos y aluviones en el área de estudio tienen su origen en las condiciones geológicas (rocas deformadas o 12 fracturadas), asimismo; en geoformas localizados en vertientes (laderas) de fuertes pendientes, altamente meteorizadas y con climas semiáridos. Morfogenéticamente las subcuencas se enmarcan en los procesos endógenos del Cretáceo superior (Batolito de la costa), vinculados al geosinclinal andino y los procesos modeladores del cuaternario. Asimismo, han sido afectados por una tectónica polifásica desarrollada durante la orogénesis andina, la misma que dio escenario a una deformación con plegamientos acompañados de ruptura; esta tectónica se desarrolló en fases continuas que devienen desde el Cretáceo, continúan en el Terciario Inferior y Superior, hasta probablemente en el Cuaternario. Litológicamente compuesta de rocas intrusivas correspondientes a las superunidades Paccho y Santa Rosa, y por depósitos aluviales, correspondientes a rocas sedimentarias superficiales. Geomorfológicamente el área de estudio está emplazada sobre la unidad del flanco andino occidental (FAoC), conformado por montañas de roca intrusiva, piedemonte, valle cañón y valles inundables, y con microformas relacionadas con procesos gravitatorios sobre vertientes muy inclinadas. En el estudio geomorfológico se ha tomado en cuenta su morfología, estructura y procesos. En este trabajo se han identificado geoformas y microformas sintetizados en una mapa geomorfológico por elementos a escala 1: 5 000. Cuya disposición geomorfológica estan directamente relacionados con movimientos en masa, principalmente aluviones y deslizamientos. Los procesos geológicos-geomorfológicos están siendo interferidos por los procesos sociales como la ocupación espontánea y expansión de actividades económicas (terrenos de cultivos). Para determinar los peligros del área de estudio se tomó en cuenta el resultado obtenido de la geología y geomorfología, posteriormente se diseñó un modelo para estimar los niveles de peligros. Por otro lado, en el plano de la planificación se realizó un análisis de cambio de cobertura y uso del suelo y se determinó el patrón de ocupación; asimismo, se ha elaborado un mapa de uso del suelo, basado en la metodología Corine Land Cover. 13 Se relacionó la zonificación de peligros y el mapa de uso del suelo, a fin de elaborar una propuesta de planificación física de uso del suelo para el periodo 2018-2030, donde se definen los usos del suelo adecuados en las vertientes de las subcuencas. Entones, en esa propuesta de planificación física se considera los procesos sociales y geomorfológicos existentes. Si bien es cierto con la determinación de los peligros se demostró la hipótesis del estudio, adicionalmente estos resultados se completaron con el uso de la estadística reforzando de esta manera la comprobación de la hipótesis. Mediante la correlación estadística de Spearman con un valor de confianza al 99%, se ha determinado que la identificación de peligros de origen natural contribuye a la planificación del uso del suelo en las subcuencas de las quebradas Barba Blanca y Callahuanca. / Tesis

La investigación se realizó en la cuenca del arroyo El Divisorio, el que desemboca en el embalse Paso de las Piedras, aportando el 20 % del agua y el 50 % de los contaminantes de origen natural que condicionan la calidad del recurso hídrico, cuando sus concentraciones superan los valores límites establecidos para el consumo humano. Este almacenamiento es utilizado para abastecer de agua potable a las ciudades de Bahía Blanca, Punta Alta e industrias allí radicadas, con una población de aproximadamente 400.000 habitantes. Un período de sequía regional, originó que el embalse se encuentre en la actualidad en situación de emergencia hídrica y además agravado por la proliferación de algas. Las principales actividades económicas realizadas en esta zona son las explotaciones ganaderas y agrícolas, que determinan una importante presencia de población rural residente y estable en el lugar, que hace uso del recurso. Utilizando las cartas del IGM e imágenes satelitales, se definieron los límites de la cuenca para el estudio geomorfológico, clasificación hidrológica de suelo y ubicación de los sitios de muestreos. La hidroquímica se detalló mediante mapas que indican la distribución espacial de las concentraciones de los elementos tóxicos encontrados para las distintas fechas de muestreos, confeccionados con el programa Software Surfer V.8, luego de los correspondientes análisis estadísticos (InfoStat). En el estudio hidrológico se analizaron estadísticamente los registros históricos de las precipitaciones, se construyeron las curvas IDF, hp-A-d e hietogramas de diseño y reales. Con el modelo HEC-HMS 3.3 se analizaron las relaciones precipitación-escurrimiento y por último se realizó el Balance hídrico de la cuenca. La hidrodinámica responde a los aportes de las precipitaciones en la cuenca superior y en el sector medio-inferior se concentran los escurrimientos superficiales, provocando rápidas ondas de crecidas hacia la desembocadura. La recarga hídrica se produce principalmente por los aportes de las precipitaciones en primavera-verano y las ocurrencias de eventos de 100 mm en periodos cortos, producirían notables aumentos en los escurrimientos superficiales que alterarían el ecosistema local. El incremento de dichos caudales depende principalmente de las condiciones de humedad del suelo y sobre todo de la duración del evento. Las precipitaciones durante el estudio tuvieron registros inferiores al promedio, con consecuencias en la hidrodinámica de la cuenca y una notable reducción del volumen de agua embalsada. Las aguas provenientes del escurrimiento superficial se cargan de elementos tóxicos de origen natural (As, F, V, B, Cd, Na PO4, HCO3 y N-NO3) a medida que la corriente va lavando el material rocoso en la cabecera y sedimentario en el resto de la cuenca, siguiendo la dirección del flujo. A diferencia, en las aguas subterráneas las mayores concentraciones de dichos elementos están distribuidas espacialmente en zonaciones heterogéneas, condicionadas por las variables geoquímicas locales. Las concentraciones de estos oligoelementos superan en muchos casos a los valores de referencia y su utilización prolongada en el tiempo compromete la salud de la comunidad rural, incluidas escuelas, cooperativas y otras instituciones radicadas en el ámbito de la cuenca. Por otra parte, debe considerarse los aportes tanto de flujo superficial como del subterráneo que la cuenca realiza al embalse Paso de las Piedras. / The research was carried out in the basin of El Divisorio stream, which flows into Paso de las Piedras reservoir, providing 20 % of water and 50 % of the natural contaminants that determine the quality of the water resource, a harmful situation when concentrations exceed established guideline values for human consumption. This storage is used to provide drinking water to the cities of Bahía Blanca and Punta Alta and their industries, with a population of approximately 400,000 inhabitants. A period of regional drought resulted in the current water emergency situation of the reservoir, compounded by algal blooms. The main economic activities in this area are agriculture and farming, which determine a strong presence of a residing and stable rural population, which uses this water resource. The boundaries of the basin for the geomorphological study, the soil hydrological classification and the location of sampling sites were defined using maps of the Instituto Geográfico Militar (Military Geographical Institute) and satellite images. Hydrochemical characteristics were described with maps that show the spatial distribution of concentrations of toxic elements found for the different sampling dates, using Surfer 8 software, after the corresponding statistical analysis (InfoStat). In the hydrological study, historical rainfall records were statistically analyzed; IDF (intensity-duration-frequency) curves and DAD (depth-area-duration) curves as well as design and real hyetographs were constructed. Relationships between rainfall and run-off were analysed with HEC-HMS 3.3 models and, finally, water balance for the basin was calculated. Hydrodynamics are affected by rainfall contributions in the upper basin; surface run-off is concentrated in the middle-lower sector, causing rapid flood waves towards the mouth. Water recharge occurs mainly as a result of spring-summer rainfall contributions; 100 mm-events in short periods might cause significant increases in surface run-offs altering the local ecosystem. The increase in volume of flow depends mainly on soil moisture conditions and, above all, on event duration. Rainfall recorded during the study was less than average, thus affecting the hydrodynamics of the basin and significantly reducing the water volume collected in the reservoir. Natural contaminants (As, F, V, B, Cd, Na PO4, HCO3 and N-NO3) are added to surface run-off water as the current erodes the rock material at the headwaters and the sedimentary material in the rest of the basin, following the direction of the flow. Conversely, the highest concentrations of the said elements in groundwater show a heterogeneous spatial distribution, determined by local geochemical variables. Concentrations of these trace elements in many cases exceed reference guideline values and long-term exposure to them threatens the health of the rural population, including schools, cooperatives and other institutions located in the area of the basin. On the other hand, contributions from both surface and groundwater flow in the basin to Paso de las Piedras reservoir should be considered.

La presente tesis tiene como objetivo la generación de hidrogramas de la subcuenca Chosica que pertenece a la cuenca del Rímac utilizando la plataforma de modelamiento RS Minerve (Routing System Minerve). Para ello, se hizo una recopilación de bibliografía para tener definido los conceptos hidrológicos y modelos matemáticos para la elaboración de la tesis. Luego, se procedió a delimitar y caracterizar la zona de estudio con el software ArcGIS, lo que permitió conocer la zona de la cual se recolectarían los datos de precipitación, temperatura y caudales utilizados por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI). La información meteorológica fue analizada mediante el uso de la curva masa y diagramas de caja, así también, fue completada por el método de la transformada de Wavelet, el método de proporciones y promedio simple. Después, se hizo una selección de 11 estaciones de las 18 completadas debido a la lejanía con la zona de estudio. Con la información meteorológica de las 11 estaciones seleccionadas y la información geográfica, se modeló la subcuenca utilizando el modelo GR4J y siguiendo dos metodologías distintas, una sectorizando la subcuenca a nivel de microcuencas y el segundo sectorizando a nivel de bandas altitudinales. Para la calibración de los parámetros y su validación se emplearon como indicadores estadísticos el coeficiente de Nash, el coeficiente de Nash-Ln, el error cuadrático medio de la raíz relativa (RRMSE) y el volumen relativo Bias (RVB). Luego, se realizó un comparativo de los caudales simulados obtenidos por las dos metodologías de modelación con el caudal de referencia utilizado, con lo que se obtuvieron resultados similares. Finalmente, se realizó otra comparación de los caudales obtenidos dentro de la subcuenca por las dos metodologías. / Tesis

Geóloga / El tema de esta Memoria corresponde al estudio de una de las cuencas costeras presentes en la Región de Coquimbo, la cuenca de Quebrada Pachingo, la cual se ubicada entre los ríos Elqui y Limarí, aproximadamente entre los W71ª39 18 y W71ª20 16 Longitud Oeste y entre los S30ª18 4 y S30ª36 Latitud Sur. Se pretende establecer una correlación entre la cuenca anterior y la cuenca del río Limarí, estudiando la conectividad entre ambas. La metodología consistió en una recopilación y análisis de datos publicados en otros estudios. Se han elaborados gráficos binarios con los datos hidroquímicos de las aguas subterráneas en la cuenca costera y en el río Limarí. También se han realizado perfiles esquemáticos hidrogeológicos con datos de cotas hidráulicas y las elevaciones tanto de la topografía como del basamento local. Se ha reconocido que las muestras químicas de aguas subterráneas de la cuenca del río Limarí son más enriquecidas en calcio, sulfato y bicarbonato que las muestras de Quebrada Pachingo y Quebrada Seca. Se tiene la misma tendencia para el sodio, salvo en el sector costero, donde la cuenca de Quebrada Pachingo se ve más enriquecida. En el basamento, se ha observado depocentros de hasta 700 m.b.n.m en Quebrada Pachingo y en el río Limarí, separados entre sí por una zona alzada por sobre los 50 m.s.n.m en Quebrada Seca. Se cree que ésta fue originada por fallas inversas y que fue la causa del cambio de curso del río Limarí, dejando su camino hacia la bahía al norte para atravesar los Altos de Talinay al Oeste. Además, Se ha determinado que la divisoria de aguas superficial no coincide con el sector más elevado del basamento y que por lo tanto la cuenca hidrográfica y la cuenca hidrogeológica presentan diferencias espaciales. Se ha observado que los niveles estáticos son relativamente someros y siguen la topografía. Además, los valores de nivel estático parecen indicar que la relación de aguas subterráneas de ambas cuencas, de existir, es menor.

Uno de los problemas de la cuenca Chancay-Huaral, es la inadecuada gestión de los recursos hídricos, la cual se refleja en el bajo aprovechamiento de los recursos hídricos y el deterioro de la calidad del agua (ANA, 2015), los mismos que se relacionan con los Servicios Ecosistémicos Hidrológicos (SEH): regulación de agua, control de sedimentos y calidad de agua, asimismo, tiene el problema de la falta de presupuesto económico para implementar las acciones establecidas en el Plan de Gestión de Recursos Hídricos (PGRH) de la cuenca, y con ello solucionar estos problemas. Ante esa situación, la presente investigación plantea la implementación de un Mecanismo de Retribución por Servicios Ecosistémicos (MRSE) Hídrico en la cuenca Chancay-Huaral, como un mecanismo que permita la generación de recursos económicos para la ejecución de proyectos de conservación, restauración y/o uso sostenible de los ecosistemas, y además, contribuya en la mejora de la articulación entre actores públicos, privados y sociedad civil. Por ello, el objetivo principal es proponer la implementación de un MRSE Hídrico en la cuenca Chancay-Huaral como un mecanismo financiero y de articulación entre actores públicos, privados y de la sociedad civil, tomando en cuenta la guía propuesta por la SUNASS para el desarrollo del Diagnóstico Hidrológico Rápido (DHR), que permita identificar problemas y establecer soluciones relacionadas a los SEH de regulación hídrica y control de sedimentos, y en base a ello, realizar un análisis que permita establecer acciones de mejora al DHR para su viabilidad técnica y social. En tal sentido, en primer lugar, se realizó un DHR, empleando la metodología establecida en la Guía de DHR, incluida en el Anexo N°1 de la Directiva de MRSE Hídricos, aprobada mediante Resolución de Consejo Directivo N° 045-2017-SUNASSCD, aplicando, también, los conceptos teóricos relacionados al enfoque sociotécnico. Como resultado se identificaron los principales actores de la cuenca dispuestos a participar en el MRSE Hídrico, así como las áreas prioritarias en las cuales es necesario la realización de acciones para conservación, restauración y/o uso sostenible de los ecosistemas proveedores de SEH. Posteriormente se realizó un análisis de la guía según mi experiencia en la aplicación, y finalmente se elaboró una propuesta de esquema para la realización de un DHR Integral, tomando en cuenta algunos aspectos considerados en el diseño de otros mecanismos financieros como los Fondos de Agua.

Busca comprender la naturaleza y describir las características principales de un sistema de riego aparentemente complejo ubicado en la subcuenca alta del río Jimbe, en el flanco occidental de la Cordillera Negra, sierra de Áncash. Esta red de riego, denominada Huiru Catac, ha sido descrita superficialmente en trabajos realizados por otros investigadores. Sin embargo, nunca ha sido objeto de un estudio sistemático que pueda brindar datos que profundicen aspectos que superen las generalidades ya indicadas. Así, a partir de sucesivos reconocimientos realizados en el área de estudio, complementados con el uso de técnicas geográficas como la teledetección o percepción remota, se obtuvieron datos que permitieron confirmar la presencia de un sistema hidráulico notable no solo por su monumentalidad y buen estado de conservación, sino por su capacidad de trasvasar el agua hacia otras subcuencas interandinas, atestiguando y, sobre todo, confirmando, el alto grado de conocimiento en ingeniería hidráulica y la capacidad de manejo de cuencas hidrográficas que practicaron, también, las antiguas sociedades andinas de las tierras altas. En efecto, se considera que los datos obtenidos deberían ser el inicio para confirmar este panorama en otras áreas geográficas ubicadas en las regiones altas de los Andes occidentales. Asimismo, a partir de la evidencia arqueológica asociada, se evidenció una estrecha asociación entre otros sistemas hidráulicos que indican el intenso uso agropastoril que practicaron estas comunidades en épocas pasadas, aspecto que permite discutir y ampliar nuestras perspectivas respecto al uso de estos sistemas hidráulicos especialmente en las tierras altas de los Andes. / Tesis

La presente tesis tiene como objetivo la generación de hidrogramas de la subcuenca Chosica que pertenece a la cuenca del Rímac utilizando la plataforma de modelamiento RS Minerve (Routing System Minerve). Para ello, se hizo una recopilación de bibliografía para tener definido los conceptos hidrológicos y modelos matemáticos para la elaboración de la tesis. Luego, se procedió a delimitar y caracterizar la zona de estudio con el software ArcGIS, lo que permitió conocer la zona de la cual se recolectarían los datos de precipitación, temperatura y caudales utilizados por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI). La información meteorológica fue analizada mediante el uso de la curva masa y diagramas de caja, así también, fue completada por el método de la transformada de Wavelet, el método de proporciones y promedio simple. Después, se hizo una selección de 11 estaciones de las 18 completadas debido a la lejanía con la zona de estudio. Con la información meteorológica de las 11 estaciones seleccionadas y la información geográfica, se modeló la subcuenca utilizando el modelo GR4J y siguiendo dos metodologías distintas, una sectorizando la subcuenca a nivel de microcuencas y el segundo sectorizando a nivel de bandas altitudinales. Para la calibración de los parámetros y su validación se emplearon como indicadores estadísticos el coeficiente de Nash, el coeficiente de Nash-Ln, el error cuadrático medio de la raíz relativa (RRMSE) y el volumen relativo Bias (RVB). Luego, se realizó un comparativo de los caudales simulados obtenidos por las dos metodologías de modelación con el caudal de referencia utilizado, con lo que se obtuvieron resultados similares. Finalmente, se realizó otra comparación de los caudales obtenidos dentro de la subcuenca por las dos metodologías.

Ingeniero Civil / El trabajo que se presenta consiste en un estudio comparativo de la respuesta hidrológica ante eventos de precipitación, de dos microcuencas forestadas con diferentes coberturas vegetacionales en la Zona Centro Sur de Chile. Para dicho propósito se emplea el modelo hidrológico Distributed Hydrology Soil Vegetation Model (DHSVM) con una resolución espacial de 27 metros de ancho y una escala temporal diaria. Las cuencas se sitúan en la comuna de Corral, provincia de Valdivia cercano a la localidad de Chaihuín, a unos 350 m.s.n.m. La zona presenta un clima templado lluvioso con humedad alta producto de la cercanía con el océano pacífico. Las cuencas analizadas poseen coberturas vegetacionales de bosque nativo, del tipo forestal siempreverde, y plantación de eucalipto (Eucalyptus globulus) en diferentes proporciones (RC13 bosque nativo y RC12 cobertura mixta). En el suelo se distinguen diferencias asociadas al tipo de cobertura vegetacional que posee la zona en las capas superficiales. Se prepara el modelo DHSVM utilizando información meteorológica y fluviométrica de alta resolución de estaciones cercanas a la zona de estudio provistas por la Universidad Austral de Chile. Además se dispone de información topográfica del satélite ASTER GDEM y parámetros del suelo y cobertura vegetacional. Los parámetros se obtienen de mediciones en terreno y de fuentes bibliográficas. Se ejecuta el modelo satisfactoriamente y se ajustan parámetros con incertidumbre logrando una buena representación para la cuenca RC13. Luego se adoptan los mismos parámetros calibrados, ahora en la cuenca RC12, obteniendo un exceso de agua en el sistema de un 31%. Finalmente se calibra la cuenca RC12 reduciendo el exceso de agua a un 10%. De la calibración se obtiene que el exceso de agua se explica por una mayor evapotranspiración de la plantación de eucalipto. La evapotranspiración total en los tres años de simulación alcanza un 33% y un 20% de las precipitaciones para las cuencas RC12 (61% de eucalipto) y RC13 respectivamente, estas diferencias se ven acentuadas en verano. Se obtiene que la intercepción es superior en el bosque nativo dada su alta densidad de hojas en comparación del bosque de eucalipto; así también la disponibilidad de agua aumenta en el bosque nativo dado un consumo de agua menor que la plantación exótica. Se concluye que la presencia de eucalipto afecta en gran proporción en los balances hídricos de las cuencas, aumentando la evapotranspiración y disminuyendo la disponibilidad de agua en el suelo. Ambos efectos se ven acentuados en verano. Se advierte también que la influencia del suelo es menor en el balance anual.

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