El presente trabajo de tesis analiza y evalúa una propuesta de restauración del tramo urbano del río Rímac, mediante la aplicación de una alternativa de bioingeniería. Con ello se busca el establecimiento de una barrera de vegetación en los márgenes del río con el propósito de la reducción de la velocidad de escorrentía, estabilización del terreno y por consiguiente el control de la erosión. La zona de estudio se encuentra ubicada dentro de la subcuenca Bajo río Rímac y presenta una longitud de 1 080 metros. Esta comprende los distritos de San Martín de Porres, Lima y el Rímac. Inicialmente, se recopiló y analizó información referente a la caracterización de la zona de estudio. Estas implicaron la definición de los parámetros geotécnicos e hidráulicos. Asimismo, de acuerdo a las visitas de campo se identificaron puntos críticos con potenciales fallas en voladizo (cantilever), zonas de inundación y acumulación de materiales sólidos. Con el fin de analizar y determinar la conducta hidráulica del tramo para las condiciones actuales, se procedió a realizar un modelamiento hidráulico. En ese aspecto, se estimó previamente el valor del coeficiente de rugosidad de Manning (n), así como la definición de la información geométrica, hidrométrica y pendiente del terreno. En consecuencia se desarrolló la simulación para un régimen permanente y no permanente, en donde se obtuvieron mapas de inundaciones, variación de velocidades y esfuerzos cortantes, así como la elevación de la superficie de agua. Asimismo, se evaluó la estabilidad global del terreno mediante análisis estáticos y pseudo-estáticos para la determinación de factores de seguridad. Con base en los resultados obtenidos para las condiciones actuales, se propuso la utilización del vetiver como alternativa de bioingeniería para el establecimiento de la barrera de vegetación en los márgenes del río. En consecuencia, para determinar la variación de la conducta hidráulica y de los factores de seguridad, se procedió a realizar un nuevo modelamiento hidráulico y análisis de estabilidad global con las consideraciones de la propuesta de solución. Mediante la comparación de ambos escenarios se corroboró las asunciones iniciales en disminución de la velocidad y aumento del coeficiente de seguridad. Por consiguiente se comprobó que la utilización del vetiver como método de bioingeniería constituye una herramienta integral, pues permite mejorar las condiciones mecánicas, hidráulicas y medioambientales de tramo analizado. / Tesis

El presente trabajo de tesis compara dos revestimientos contra la erosión ribereña mediante tres variables técnicas. Los revestimientos analizados son los colchones de gaviones y las geoceldas con relleno de concreto, mientras que las variables definidas para la comparación son la resistencia a la erosión y durabilidad, la rugosidad de la superficie y la estabilidad del sistema de protección. Con la finalidad de lograr una comparación objetiva de las variables definidas, se propone el caso del proyecto de defensas ribereñas del río Zarumilla en Tumbes para servir como marco de condiciones de diseño de los recubrimientos evaluados. Este proyecto de construcción de defensas ribereñas se dio en el marco de cooperación entre el Perú y Ecuador para mitigar los efectos de las inundaciones producto de la influencia de la oscilación climática del sur, conocida como el fenómeno de “El Niño”. Así mismo, se realiza una propuesta de diseño para cada tipo de revestimiento con el objetivo de mostrar los criterios generales que influyen en la concepción y diseño de estas estructuras. Luego de realizar este diseño, se procede con el análisis de las variables definidas para la comparación. Estas variables han sido determinadas para representar las características básicas de análisis de los revestimientos comparados. Se ha demostrado que los colchones de gaviones y las geoceldas con relleno de concreto poseen la capacidad de resistir las solicitaciones mínimas del proyecto. Sin embargo, en base al análisis realizado, se ha determinado que las geoceldas con relleno de concreto tienen el mejor desempeño como recubrimiento contra la erosión ribereña. Por último, si bien se concluye que las geoceldas son el recubrimiento más adecuado, se recomienda el uso conjunto de estos recubrimientos como parte de una solución integral. / Tesis

Se presenta a la erosión de suelos como un problema latente alrededor del mundo, esta situación se agrava en los países en desarrollo por la falta de información actualizada, como es el caso del Perú. Por ello esta investigación tiene como objetivo plantear una metodología para cuantificar la tasa de erosión actual y futura a nivel nacional y escala de cuenca para así poder plantear lineamientos de regulación ante las pérdidas económicas que esta genera. El Capítulo 1 presenta la problemática, los objetivos y alcances de investigación. Además se detalla la metodología para llevar a cabo los fines propuestos, mostrando el producto del proceso de investigación (3 papers científicos). El Capítulo 2 presenta el primer paper titulado: On a RUSLE-based methodology to estimate hydraulic erosion rates at country scale in developing countries, que plantea una metodología para estimar la erosión de suelos a escala nacional ante un contexto de escases de información básica como ocurre en los países en desarrollo. Tiene como producto mapas de la tasa de erosión de suelos en el Perú para los años 1990, 2000 y 2010 a una resolución de 5km. El Capítulo 3 muestra el segundo paper cuyo título es: Sediment yield changes in the Peruvian Andes for the year 2030, cuyo objetivo es mostrar la significancia de la cantidad de sedimentos producidas en los Andes peruanos con una proyección al año 2030. Se evaluaron 2 escenarios adicionales, el primero que incluye el desarrollo de la actividad minera en el país y el segundo donde se presentan las áreas de protección ambiental. El Capítulo 4 está conformado por el tercer paper: On the need of erosion control regulatory framework in Peru, en el cual se detalla la importancia de una regulación en términos de erosión, basando esta afirmación en la pérdida económica inducida como fuente de contaminación no puntual. Tiene como casos de estudio la cuenca del río Santa y del río Jequetepeque. Esta estimación económica envuelve la pérdida de nutrientes y el costo por la eliminación de sedimentos en la cuenca. / Tesis

La pérdida de los suelos a causa de la erosión hídrica es uno de los factores más importantes en los procesos de degradación y desertificación a nivel mundial. El efecto de la intensidad de las lluvias (erosividad) y la susceptibilidad de los suelos (erodibilidad) a procesos erosivos son algunos de los indicadores ampliamente utilizados para determinar un potencial riesgo de erosión hídrica. En el Perú, las evidencias sugieren que ante la ocurrencia de eventos extremos por efecto de la variabilidad climática se vienen intensificando estos procesos erosivos. En ese contexto, esta investigación tiene como objetivo contribuir con la mejora en la estimación de la erosión hídrica a partir de estudios cuantitativos de los factores de erosividad de lluvias y erodibilidad del suelo en la ladera y el cauce. Para ello, el caso de estudio se centra en la cuenca del río Rímac, debido a la disponibilidad de información y la relevancia que presenta para el país, en donde se concentra el 30% de la población nacional. El Capítulo 1 aborda la problemática, los objetivos y alcances de la investigación . Además se detalla la metodología seguida en el presente estudio. El Capítulo 2 presenta el primer estudio titulado “Estimación de la erosividad de lluvias: Caso de estudio Cuenca del Río Rímac", en donde se establece una metodología para estimar la erosividad de las lluvias a partir de registros de precipitaciones diarias y horarias. Como resultado, se genera un mapa de erosividad de lluvias a una escala de cuenca para el Río Rímac. El Capítulo 3 presenta el segundo estudio denominado “Estimación de los parámetros de erodibilidad a partir ensayos de erosión por chorro", en el cual se presenta el diseñono de un dispositivo de erosión por chorro (Jet Erosion Test -JET) y su posterior aplicación en la zona alta de la cuenca del Río Rímac (Distrito de Chilca). Mediante los ensayos de erosión por chorro (JETs) se determinaron los parámetros de erodibilidad (esfuerzo cortante crítico y coeficiente de erodibilidad). En síntesis, la aplicación de estas metodologías han permitido generar información indispensable en la cuenca del Río Rímac, la cual posibilitaría la creación de planes de mitigación ante el riesgo de erosión hídrica de eventos climáticos extremos. / Tesis

El presente trabajo de tesis compara dos revestimientos contra la erosión ribereña mediante tres variables técnicas. Los revestimientos analizados son los colchones de gaviones y las geoceldas con relleno de concreto, mientras que las variables definidas para la comparación son la resistencia a la erosión y durabilidad, la rugosidad de la superficie y la estabilidad del sistema de protección. Con la finalidad de lograr una comparación objetiva de las variables definidas, se propone el caso del proyecto de defensas ribereñas del río Zarumilla en Tumbes para servir como marco de condiciones de diseño de los recubrimientos evaluados. Este proyecto de construcción de defensas ribereñas se dio en el marco de cooperación entre el Perú y Ecuador para mitigar los efectos de las inundaciones producto de la influencia de la oscilación climática del sur, conocida como el fenómeno de “El Niño”. Así mismo, se realiza una propuesta de diseño para cada tipo de revestimiento con el objetivo de mostrar los criterios generales que influyen en la concepción y diseño de estas estructuras. Luego de realizar este diseño, se procede con el análisis de las variables definidas para la comparación. Estas variables han sido determinadas para representar las características básicas de análisis de los revestimientos comparados. Se ha demostrado que los colchones de gaviones y las geoceldas con relleno de concreto poseen la capacidad de resistir las solicitaciones mínimas del proyecto. Sin embargo, en base al análisis realizado, se ha determinado que las geoceldas con relleno de concreto tienen el mejor desempeño como recubrimiento contra la erosión ribereña. Por último, si bien se concluye que las geoceldas son el recubrimiento más adecuado, se recomienda el uso conjunto de estos recubrimientos como parte de una solución integral.

El presente trabajo de tesis analiza y evalúa una propuesta de restauración del tramo urbano del río Rímac, mediante la aplicación de una alternativa de bioingeniería. Con ello se busca el establecimiento de una barrera de vegetación en los márgenes del río con el propósito de la reducción de la velocidad de escorrentía, estabilización del terreno y por consiguiente el control de la erosión. La zona de estudio se encuentra ubicada dentro de la subcuenca Bajo río Rímac y presenta una longitud de 1 080 metros. Esta comprende los distritos de San Martín de Porres, Lima y el Rímac. Inicialmente, se recopiló y analizó información referente a la caracterización de la zona de estudio. Estas implicaron la definición de los parámetros geotécnicos e hidráulicos. Asimismo, de acuerdo a las visitas de campo se identificaron puntos críticos con potenciales fallas en voladizo (cantilever), zonas de inundación y acumulación de materiales sólidos. Con el fin de analizar y determinar la conducta hidráulica del tramo para las condiciones actuales, se procedió a realizar un modelamiento hidráulico. En ese aspecto, se estimó previamente el valor del coeficiente de rugosidad de Manning (n), así como la definición de la información geométrica, hidrométrica y pendiente del terreno. En consecuencia se desarrolló la simulación para un régimen permanente y no permanente, en donde se obtuvieron mapas de inundaciones, variación de velocidades y esfuerzos cortantes, así como la elevación de la superficie de agua. Asimismo, se evaluó la estabilidad global del terreno mediante análisis estáticos y pseudo-estáticos para la determinación de factores de seguridad. Con base en los resultados obtenidos para las condiciones actuales, se propuso la utilización del vetiver como alternativa de bioingeniería para el establecimiento de la barrera de vegetación en los márgenes del río. En consecuencia, para determinar la variación de la conducta hidráulica y de los factores de seguridad, se procedió a realizar un nuevo modelamiento hidráulico y análisis de estabilidad global con las consideraciones de la propuesta de solución. Mediante la comparación de ambos escenarios se corroboró las asunciones iniciales en disminución de la velocidad y aumento del coeficiente de seguridad. Por consiguiente se comprobó que la utilización del vetiver como método de bioingeniería constituye una herramienta integral, pues permite mejorar las condiciones mecánicas, hidráulicas y medioambientales de tramo analizado.

El Perú es un país conformado, en más del 50% del territorio, por bosques que son amenazados por procesos de deforestación. Actividades agrícolas, ganaderas, mineras y el desarrollo de grandes proyectos de infraestructura son las principales causas de la degradante situación. Por ello, resulta necesario contribuir con la investigación de los respectivos ecosistemas, a partir de la hidrología de bosques, que estudia la importancia de la cubierta vegetal y la relación que posee sobre los principales recursos de la cuenca como el agua y el suelo (Martínez y Navarro, 1996). La cuenca del Río Huallaga, que está constituida en el 85% de su superficie por bosques de montaña (ANA, 2015), es importante, debido a la variedad de recursos que aporta para el desarrollo económico; sin embargo, ha presentado altas tasas de deforestación a lo largo de los años. Por ejemplo, la cuenca ha sido reconocida como Primer Valle Productivo Agrícola (PCM, 2015), originándose la expansión de terrenos para cultivos, en su mayoría con procedimientos informales. Asimismo, el potencial energético de la región permite el desarrollo de proyectos hidroeléctricos en la cuenca que requieren de estudios del impacto sobre los bosques, ya que, al deforestarlos, se pierde su capacidad de almacenar el agua, y el control de procesos erosivos y deslizamientos. En consecuencia, el presente trabajo busca estimar las tasas de erosión y el aumento o disminución de escorrentía superficial en la Intercuenca Alto Huallaga, hasta la ciudad de Tingo María. La degradación de bosques será evaluada a partir de la tasa de erosión laminar del suelo, utilizando la Ecuación de Pérdida de Suelos (USLE) planteada por Smith y Wischmeier (1978). Para el análisis, se consideran factores presentes en la cuenca como la erodabilidad de lluvia, erodabilidad del suelo, topografía, tipo de cobertura vegetal y prácticas de manejo de erosión, que, a partir de herramientas de sistema de información geográfica, serán integrados para cuantificar la tasa de erosión anual. De igual manera, se estima la producción de escorrentía superficial a partir del modelo francés GR2M, que utiliza valores de precipitación y temperatura media mensual para conocer el comportamiento hidrológico de la cuenca. Con los resultados obtenidos, se determina si existe relación entre las tasas de erosión y el aumento o disminución de caudales, producto de la deforestación. Además, se identificarán las zonas con mayor afectación de bosques que podrán ser utilizados para plantear medidas correctivas, prevenir y controlar la pérdida total de los bosques de montaña.

Piura es una de las ciudades que más daños sufre en épocas de intensas precipitaciones como consecuencia de El Fenómeno El Niño, fundamentalmente. Por ello, se han realizado numerosos estudios para analizar los impactos de estos eventos históricos y elaborar planes de mitigación. No obstante, precipitaciones intensas generan grandes cantidades de sedimentos, los cuales influyen notablemente en la mezcla del fluido, cambiando las propiedades del mismo y el comportamiento del flujo (Wan & Wang, 1994). El presente estudio analiza la influencia de la erosión y la sedimentación durante eventos producidos por precipitaciones bajo periodos de retorno de 5, 10, 25, 50, 100 y 500 años en la cuenca del río Piura considerando el puente Sánchez Cerro, en la cuenca baja “Bajo Piura”, como punto de control. El trabajo comprende el tratamiento del modelo de elevación digital para la caracterización de la cuenca y subcuencas, el análisis estadístico de la información pluviométrica a partir del producto PISCO y la generación de hietogramas, el modelamiento hidrológico para la obtención de hidrogramas y sedigramas haciendo uso del modelo HECHMS, y el manejo de diversos mapas para la obtención de parámetros para el modelo de erosión. Finalmente, se presentan los resultados y se calculan las concentraciones de sedimentos en los eventos modelados. Se realiza un análisis de la incidencia que tienen las distintas características de las subcuencas en la generación de sedimentos, concluyendo que en algunas de las subcuencas la influencia de los sedimentos cobra gran importancia.

La pérdida de los suelos a causa de la erosión hídrica es uno de los factores más importantes en los procesos de degradación y desertificación a nivel mundial. El efecto de la intensidad de las lluvias (erosividad) y la susceptibilidad de los suelos (erodibilidad) a procesos erosivos son algunos de los indicadores ampliamente utilizados para determinar un potencial riesgo de erosión hídrica. En el Perú, las evidencias sugieren que ante la ocurrencia de eventos extremos por efecto de la variabilidad climática se vienen intensificando estos procesos erosivos. En ese contexto, esta investigación tiene como objetivo contribuir con la mejora en la estimación de la erosión hídrica a partir de estudios cuantitativos de los factores de erosividad de lluvias y erodibilidad del suelo en la ladera y el cauce. Para ello, el caso de estudio se centra en la cuenca del río Rímac, debido a la disponibilidad de información y la relevancia que presenta para el país, en donde se concentra el 30% de la población nacional. El Capítulo 1 aborda la problemática, los objetivos y alcances de la investigación . Además se detalla la metodología seguida en el presente estudio. El Capítulo 2 presenta el primer estudio titulado “Estimación de la erosividad de lluvias: Caso de estudio Cuenca del Río Rímac", en donde se establece una metodología para estimar la erosividad de las lluvias a partir de registros de precipitaciones diarias y horarias. Como resultado, se genera un mapa de erosividad de lluvias a una escala de cuenca para el Río Rímac. El Capítulo 3 presenta el segundo estudio denominado “Estimación de los parámetros de erodibilidad a partir ensayos de erosión por chorro", en el cual se presenta el diseñono de un dispositivo de erosión por chorro (Jet Erosion Test -JET) y su posterior aplicación en la zona alta de la cuenca del Río Rímac (Distrito de Chilca). Mediante los ensayos de erosión por chorro (JETs) se determinaron los parámetros de erodibilidad (esfuerzo cortante crítico y coeficiente de erodibilidad). En síntesis, la aplicación de estas metodologías han permitido generar información indispensable en la cuenca del Río Rímac, la cual posibilitaría la creación de planes de mitigación ante el riesgo de erosión hídrica de eventos climáticos extremos. / Tesis

Se presenta a la erosión de suelos como un problema latente alrededor del mundo, esta situación se agrava en los países en desarrollo por la falta de información actualizada, como es el caso del Perú. Por ello esta investigación tiene como objetivo plantear una metodología para cuantificar la tasa de erosión actual y futura a nivel nacional y escala de cuenca para así poder plantear lineamientos de regulación ante las pérdidas económicas que esta genera. El Capítulo 1 presenta la problemática, los objetivos y alcances de investigación. Además se detalla la metodología para llevar a cabo los fines propuestos, mostrando el producto del proceso de investigación (3 papers científicos). El Capítulo 2 presenta el primer paper titulado: On a RUSLE-based methodology to estimate hydraulic erosion rates at country scale in developing countries, que plantea una metodología para estimar la erosión de suelos a escala nacional ante un contexto de escases de información básica como ocurre en los países en desarrollo. Tiene como producto mapas de la tasa de erosión de suelos en el Perú para los años 1990, 2000 y 2010 a una resolución de 5km. El Capítulo 3 muestra el segundo paper cuyo título es: Sediment yield changes in the Peruvian Andes for the year 2030, cuyo objetivo es mostrar la significancia de la cantidad de sedimentos producidas en los Andes peruanos con una proyección al año 2030. Se evaluaron 2 escenarios adicionales, el primero que incluye el desarrollo de la actividad minera en el país y el segundo donde se presentan las áreas de protección ambiental. El Capítulo 4 está conformado por el tercer paper: On the need of erosion control regulatory framework in Peru, en el cual se detalla la importancia de una regulación en términos de erosión, basando esta afirmación en la pérdida económica inducida como fuente de contaminación no puntual. Tiene como casos de estudio la cuenca del río Santa y del río Jequetepeque. Esta estimación económica envuelve la pérdida de nutrientes y el costo por la eliminación de sedimentos en la cuenca. / Tesis