Se optimizará una red de alcantarillado pluvial dada, ubicada en la ciudad de Tumbes, localidad que se ha elegido por estar en zona de influencia del fenómeno El Niño, tomando en cuenta: - Las restricciones existentes, en este caso dadas por el Reglamento Nacional. - Los parámetros hidráulicos de acuerdo al tipo de material elegido y la geometría de los conductos. - La intensidad de la lluvia de diseño - Los caudales de escorrentía variables en el tiempo y con valor máximo calculado con el método Racional. / Tesis

El desarrollo de la modelación hidrológica ha experimentado un impulso extraordinario en las últimas décadas. Desde los primeros modelos conceptuales de la década de los 60 del pasado siglo hasta hoy no solo el número de modelos desarrollados es incontable, sino que sus tipologías se han multiplicado, sus aplicaciones prácticas se han extendido, y la propia teoría subyacente a la modelación ha sido objeto de avances sustanciales. En esta tesis nos centraremos, en primer lugar, en un tipo específico de esos modelos, los denominados modelos conceptuales de balance hídrico o de lluvia-escorrentía, que simulan de forma agregada la respuesta hidrológica de una cuenca a partir de las precipitaciones producidas, con el objetivo de realizar una aplicación masiva a numerosas cuencas españolas y estudiar su comportamiento estructural. Para ello, y tras una presentación general del ciclo hidrológico y sus procesos subyacentes desde la perspectiva de estos modelos, se describen algunos comúnmente utilizados mostrando en detalle sus principios básicos, ecuaciones descriptivas, parametrización empleada y condiciones de aplicación. Seguidamente se aborda el problema del análisis estructural, entendiendo por tal los aspectos relativos a la sensibilidad de los modelos, análisis de datos y perturbaciones, incertidumbres, problemas de identificabilidad, y validación de su funcionamiento. La descripción es autocontenida e incluye los desarrollos matemáticos necesarios para la comprensión de los conceptos y técnicas introducidos. Para poder aplicar estas técnicas se ha desarrollado una aplicación informática, que incorpora muchos de los modelos y técnicas descritas y permite aplicarlas a gran escala. Brevemente se describe esta aplicación, sus interfaces y los resultados proporcionados. Con este código se ha procedido a la aplicación práctica de la teoría a un extenso conjunto de cuencas españolas peninsulares, centrando la perspectiva en las singularidades y diferencias de los modelos, desde el punto de vista estructural, según el grado de aridez de las cuencas a las que se aplican. Se introducen los conceptos de regionalización y estabilidad estructurales dependientes de indicadores, adoptando como tal indicador la aridez de las cuencas. Las aplicaciones prácticas se completan con el estudio de perturbaciones aplicado a la evaluación de efectos del cambio climático mediante modelos conceptuales agregados. Tras estos análisis, puramente hidrológicos, la investigación se completa con una consideración teórica del posible efecto de la aridez y torrencialidad de las cuencas sobre el funcionamiento de los modelos de optimización y simulación aplicados a los sistemas de recursos hídricos, aplicándolo a un caso real concreto. Por último, se concluye con algunas consideraciones y posibles extensiones de las técnicas mostradas, orientadas a la modelación semidistribuida. El análisis ha mostrado la viabilidad de la aplicación práctica de estas metodologías, la posibilidad de mejorar la parametrización de los modelos, y que muchos resultados estructurales relativos a modelos de amplio uso son, en efecto, dependientes de la aridez de las cuencas a las que se aplican. La aridez no solo condiciona el valor esperable y rango admisible de sus parámetros, información de utilidad para acotar información requerida a priori, sino que también influye en sus niveles de correlación y, por tanto, su identificabilidad estructural. Asimismo se ha verificado que la aridez o irregularidad de flujos un territorio puede afectar a los resultados de los modelos de optimización y simulación de sistemas de recursos hídricos, al invalidar el supuesto de paso y captación mensual completa asumido por estos modelos. La importancia de esta afección depende de la configuración de estos sistemas y las características de sus caudales a escalas inframensuales como la diaria. Con igual objetivo de valorar efectos de la aridez, se ha analizado el efecto de la concentración subdiaria de las intensidades de lluvia sobre la infiltración a escala diaria, observando que el efecto puede ser significativo dependiendo de la textura del suelo y su humedad inicial. Finalmente se han apuntado algunos criterios o bases para la extensión de las técnicas mostradas a otras tipologías de modelos como los diarios o mensuales semidistribuidos, línea de gran interés práctico al permitir realizar evaluaciones de recursos a gran escala, en extensos territorios con numerosas estaciones, y contrastadas mediante calibración con datos observados en subcuencas aforadas, cuya extrapolación puede llevarse a cabo con las técnicas descritas. / The development of hydrological modeling has experienced an extraordinary boost in recent decades. From the first conceptual models of the 60s of the last century until today, not only the number of developed models is countless, but their typologies have multiplied, their practical applications have been extended, and underlying theory to modeling has been the subject of substantial progress. This thesis will focus, firstly, in a specific type of those models, the so-called rainfall-runoff conceptual models of continuous water balance, simulating the hydrologic response of a basin, in order to carry out a massive application of several models to numerous Spanish basins, and study their structural behaviour. To do this, and after a general presentation of the hydrological cycle and its underlying processes from the perspective of these models, some of them commonly used are described in detail showing its basic principles, describing equations, parameterization used and application conditions. Then, the problem of structural analysis is discussed, including sensitivity of the models, data analysis and perturbations, uncertainties, identifiability problems, and validation of its operation. The description is self-contained and includes the mathematical developments needed for an understanding of the introduced concepts and techniques. To apply these techniques we developed a software that incorporates many of the models and techniques described, and allows a large-scale execution. The software interfaces and the results provided are briefly described. Using this software we proceeded to the practical application of the theory to an extensive set of Spanish basins, focusing perspective in singularities and differences of models, from a structural point of view, according to the degree of aridity of the considered basins. The concepts of regionalization and structural stability dependence on indicators are introduced, adopting as indicator the basin aridity. The practical applications are completed with the study through conceptual models of perturbations applied to the evaluation of effects of climate change on water resources. Following these purely hydrological issues, research is completed with a theoretical consideration of the possible effect of highly irregulars daily flow on the results of optimization and simulation models for water resources systems, with a monthly time step, and applying it to real case. Finally, we conclude with some considerations and possible extensions of the exposed techniques to semidistributed and daily new model under development. The analysis has shown the feasibility of the practical application of these methodologies, the possibility of improving the parametrization of the models, and many structural results for widely used models (structural identification matrix, covariances of parameter, eigenvalues, conditioned sensitivity, sensitivity ratio, etc.) that are in fact dependent on the aridity of the basins. Aridity not only determines the expected value and permissible range of parameters, useful information to narrow the a priori information required, but also it affects their levels of correlation and therefore structural identifiability. It has also been verified that the irregularity of daily flows, typical in semiarid areas, can affect the results of optimization and simulation models of water resources systems, due to invalidate the assumption of full monthly step diversion taken by these models. The importance of this effect depends on the configuration of the system and the flow characteristics at submonthly scales as daily. With the same objective of evaluating the effects of aridity, we analyzed the effect of intraday concentration of rainfall intensities on a daily scale infiltration, noting that the effect can be significant depending on the soil texture and initial water content. Finally we include some considerations for extend the techniques to other types of models such as daily or monthly semi-distributed using tessellation, line of great practical interest to enable water resource assessments on a large scale, in extensive territories with numerous gage stations. Model results can be contrasted by calibration with gauged watersheds, and parameter extrapolation can be carried out with the described techniques.

El presente trabajo de tesis desarrollado en cuatro capítulos, tiene como objetivo principal el empleo de las técnicas estadísticas de regionalización hidrológica para predecir los caudales medios mensuales a partir de definir una correlación con sus parámetros geomorfológicos, aplicados a una cuenca peruana. El primer capítulo presenta la introducción, el objetivo principal y los objetivos específicos del presente trabajo. El segundo capítulo presenta el marco teórico del presente estudio. La primera parte presenta la definición de los Sistemas de Información Geográfica, siendo una herramienta fundamental en este trabajo, y la definición de los principales parámetros geomorfológicos de una cuenca. La segunda parte se enfoca en el tratamiento de los datos relativos a los caudales a través de la descripción de los caudales medios diarios, mensuales, anuales y naturales. Además de, presentar los regímenes hidrológicos típicos en los ríos. Finalmente, en la tercera parte, se muestra la descripción del procesamiento estadístico de correlación y de regresión simple y múltiple como modelo de regionalización empleado en la presente tesis. A lo largo del tercer capítulo se presenta el desarrollo del estudio. La primera parte de este capítulo muestra la descripción de la zona de estudio a través de la localización, aspectos de fisiografía, hidrografía y climatología de la zona de estudio. La segunda parte presenta el estado de arte referido al presente estudio. Por otro lado, a lo largo de la tercera parte, se presenta los resultados de las características geomorfológicas de las cuencas hidrográficas correspondientes y el entorno de aplicación del programa empleado Quantum GIS 2.6.0. Mientras que, en la cuarta parte se detalla la ubicación geográfica de la red hidrométrica empleada. Finalmente, en la quinta parte, se presenta el tratamiento del análisis de regionalización mediante la técnica estadística de correlación y de regresión simple y múltiple. En esta parte, los resultados obtenidos muestran a la variable dependiente que comprende al caudal y las variables independientes pueden ser algunos parámetros geomorfológicos como el área, la longitud del cauce principal o la altitud media de la cuenca. Las conclusiones y recomendaciones de los resultados de los procedimientos estadísticos se presentan en el cuarto capítulo. / Tesis

El departamento de Huancavelica dispone de gran inversión en el sector minero, en el distrito de Córdova (provincia de Huaytará) se ubica la mina Pumacahua cuyo mineral principal es el oro, concretamente en la Quebrada de Huinchulla en la cabecera del Río Grande. La minera COSTEÑA S:A. planea extraer dicho mineral, produciendo durante 10 años de vida útil 945 toneladas de relaves al día. La técnica que se va a emplear de extracción emplea cianuro, un componente altamente contaminante que va a estar mezclado con el relave obligando a tener un especial cuidado con estos residuos. El relave podría contaminar el subsuelo, el aire, la vegetación, la fauna y el agua. Para ayudar al almacenamiento de los deshechos mineros, se va a diseñar una presa de material de préstamo en dos fases con la metodología hacia aguas abajo. La presa de relaves es la alternativa óptima económica y técnicamente y con menos impacto en el entorno. Las actividades mineras suelen llevarse a cabo en el curso alto de los ríos, igual que ocurre en este caso, el agua provoca numerosos impactos en el ecosistema desde el nacimiento de los cursos hídricos y durante todo su cauce hasta la desembocadura en el mar, y esta mina no es la excepción. Para minimizar los daños al entorno se diseña una derivación del cauce del río hasta aguas abajo de la presa, y además, debido al contenido de cianuro hay obligación de implantar una membrana impermeable en la presa y en el terreno. En caso de no disponer de un emplazamiento controlado de almacén, se provocaría un impacto contaminante en el entorno y más este relave con cianuro (Argota et al., 2015). Impactos contaminantes altos suponen que el Estado sancionaría a la empresa minera con multas e incluso con clausurar la planta. Para evitar esta situación, este proyecto se diseñó una presa con un cálculo hidráulico y de estabilidad estática, puesto que la principal causa de colapso de estas obras es el deslizamiento de sus taludes (Oldecop y Rodríguez, 2007). / Tesis

La eutrofización de las lagunas litorales constituye uno de los problemas ambientales que ha despertado mayor interés en la comunidad científica durante los últimos años. Los modelos de eutrofización disponibles en el estado actual del conocimiento han sido desarrollados para ser aplicados a masas de agua de diferente naturaleza pero, en el caso de las lagunas litorales, éstos presentan carencias en cuanto a la simplificación de algunos procesos especialmente importantes en este tipo de medios como la limitación del silicio o del hierro al crecimiento del fitoplancton por ejemplo. En esta tesis, se ha desarrollo un nuevo modelo (EnvHydrEM) capaz de reflejar todos aquellos procesos considerados en los modelos existentes, además de una serie de reacciones propias de este tipo de medios. Dicho modelo ha sido validado en dos lagunas litorales de diferente naturaleza: La marisma de Victoria en Cantabria y la Albufera de Valencia, habiéndose mostrado su capacidad para reproducir las tendencias de la concentración de clorofila-a y otras sustancias en ambos medios acuáticos. / Eutrophication in coastal lagoons is one of the environmental problems that have attracted more interest in the scientific community in recent years. Eutrophication models that exist in the current state of the art have been developed to be applied to various types of water bodies, but in the case of coastal lagoons, they exhibit deficiencies due to the simplification of some important processes such as silica o iron limitation of phytoplankton growth. In this thesis, the development of a new model (EnvHydrEM) has been carried out. This is able to reflect all considered processes in the other existing models and also a series of reactions for this type of water bodies. To validate this model, it has been applied to two coastal lagoons of different nature: Victoria Marsh in the North of Spain and Albufera of Valencia in the Mediterranean Costs, and has shown to be able to reproduce the trends of the chlorophyll-a and other substances concentrations in both media.

Esta tesis propone nuevas metodologías para simular y caracterizar el clima marítimo considerando diferentes escalas espaciales y temporales. En primer lugar, se desarrolla un método para analizar el origen y el tiempo de propagación de la energía del oleaje local. El objetivo de este método es caracterizar fácilmente el área de influencia de cualquier localización. Después, se desarrolla un método estadístico para simular estados de mar multivariados locales a partir campos de presiones regionales. Este enfoque se basa en una clasificación de tipos de tiempo en el área de estudio. A continuación, se analiza la habilidad de los modelos climáticos globales (GCMs) para simular el clima a escala regional. Específicamente, se estudia la habilidad de los GCMs de CMIP3 y CMIP5 para representar el clima histórico y futuro en el océano Atlántico nororiental. Por último, se define una metodología para obtener proyecciones de clima marítimo regionales ante escenarios de cambio climático. Esta metodología, que se apoya en las metodologías desarrolladas en los capítulos anteriores, se aplica para generar proyecciones multi-modelo de alta resolución en Europa. Las principales ventajas de estos métodos son bajo coste computacional y simplicidad manteniendo la precisión. / This thesis proposes new methodologies to simulate and characterize wave climate considering different temporal and spatial scales. Firstly, a method for evaluating the source and travel time of local wave energy is developed. The goal of this method is to easily characterize the area of influence of any location. Then, a statistical method for simulating local multivariate sea states from regional pressure fields is developed. This approach is based on a weather-type classification in the study area. Next, the ability of global climate models (GCMs) for simulating regional climate is assessed. Specifically, the ability of the GCMs from CMIP3 and CMIP5 to represent historical and future climate in the North East Atlantic Ocean is studied. Lastly, a methodology for obtaining regional wave climate projections for climate change scenarios is defined. This methodology, based on the methodologies described in the previous chapters, is applied in order to generate high-resolution multi-model projections in Europe. The main advantages of these methods are low computational cost and simplicity maintaining accuracy.

El presente trabajo surge de la necesidad de dar solución a parte de los problemas existentes en el sistema de abastecimiento de agua potable que afecta a la ciudad de Chimbote debido al crecimiento urbano y poblacional y a la antigüedad de los sistemas de suministro que generan un abastecimiento racionalizado en cierto sectores de la población que han visto condicionada su situación sanitaria. Es así como se prevé que el diseño de la nueva línea de impulsión y la selección de su respectivo equipo de bombeo contribuyan a mantener un adecuado y seguro suministro de agua, la cual es almacenada en uno de los principales reservorios que alimenta al casco principal urbano de la ciudad. Mediante este diseño lo que se pretende es obtener la mejor opción técnica - económica que nos permita definir el tipo, diámetro y clase de tubería del tramo de mayor longitud que componente el sistema de suministro que va desde el pozo tubular P-03 hacia el reservorio R-2A, al menor costo de inversión presente cumpliendo con todos requerimientos que el diseño exige. Igualmente para la selección del equipo de bombeo se opta por una bomba que genere el menor costo de operación y mantenimiento posible durante el periodo de vida útil del equipo con un rendimiento acorde a las exigencias futuras de trabajo y con una capacidad de carga y caudal mayores a los que se determinan en el diseño de la línea de impulsión. Además como parte del trabajo se realiza el diseño de la cimentación con un breve análisis de la carga de relleno que soporta la tubería por un lado, y por el otro se realiza el diseño propiamente dicho de los bloques de anclaje que se requiere para la estabilidad de la línea cuando se realice su instalación (tubería enterrada), como se observa en el plano del perfil longitudinal que incluye además el nivel de presiones que experimenta cada uno de los puntos en la tubería por donde circula el agua en su recorrido hacia el reservorio.

Realiza un estudio hidrológico e hidráulico para el diseño del puente Pucayacu, el cual se localiza en el tramo Mayocc-Huanta en la progresiva 3+200. Para ello, se hará uso de los software HEC-HMS e IBER v2.0. De esta manera, se planteó la determinación de una cota mínima de fondo de viga de tablero y una cota máxima de socavación en las cimentaciones. Para llegar a dichos puntos, se plantean cinco capítulos. El primer capítulo abarco la introducción al proyecto en sí, especificando aspectos generales, la metodología para el diseño del puente, objetivos de la investigación y la ubicación del proyecto. El segundo capítulo aborda la parte conceptual que se utilizará para realizar los cálculos. Este capítulo se dividió en Hidrología, Hidráulica, Aspectos normativos referentes a puentes y la presentación de los softwares que se emplearon para el desarrollo de la tesis. El tercer capítulo detalló la recopilación de datos, esto incluye la información cartográfica, pluviométrica, batimétrica, evaluación de estudio de suelos y análisis de información de cobertura vegetal. Con respecto al cuarto capítulo, se presentó todos los cálculos realizados tanto para la hidrología como la hidráulica. En el quinto capítulo, se presentó las conclusiones y recomendaciones, así como el resultado final que es la cota mínima de fondo de viga de tablero y la cota máxima para Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas – UPC Facultad de Ingeniería Civilcimentaciones.

Diseña los componentes hidráulicos, estructurales y económicos de un proyecto de acuicultura con la técnica de circuito cerrado. Se hará una investigación sobre las tres principales técnicas de acuicultura: Pozas de tierra, jaulas en el mar y circuito cerrado. Se investigará sobre sus componentes, aplicación y se hará un balance de los beneficios de las tres. En el escenario que se presenta en los años futuros, es decir, la problemática ambiental que escalona de manera intensiva, muchas empresas de alimentos ya no se vuelven rentables por los problemas que tienen. Generar cultivos y comida para satisfacer a la población ya no puede darse de manera aislada de los impactos ambientales que generen las técnicas de producción. Es en este escenario que surgen los sistemas de recirculación para cultivar peces. Estos ofrecen una manera de producción de pescado que genera huellas ambientales de escala mínima por no decir nula. Por lo cual, no se enfrentan a los problemas ambientales de los años venideros, ni empeoran los ya existentes. Es por esto que he considerado pertinente desarrollar mi investigación en este tipo de sistemas para promover el interés en estos proyectos ingenieriles que ofrecen una serie de ventajas ambientales.

El documento digital no refiere asesor / Señala los conceptos básicos de la hidraúlica que se utilizan en el diseño mecanico y construcción de componentes de las maquinarias. Describe las especificaciones técnicas, características generales y cálculos hidraúlicos para la construcción de un cilindro hidraúlico telescópico de tres cuerpos. Finalmente explica como realizar el correcto montaje y fijación del cilindro en un volquete de descarga hacia atrás. / Trabajo de suficiencia profesional