Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El primer objetivo de esta tesis es presentar el contexto base de la regulación del recurso hídrico en Chile, a través del análisis de algunos principios e instituciones esenciales, entre las cuales destacan los derechos de aprovechamiento de aguas, el principio de la unidad de la corriente y las organizaciones de usuarios. El segundo objetivo de esta tesis es analizar las principales instituciones que contempla el Código de Aguas para proteger los derechos de aprovechamiento que existen en una determinada zona o cuenca, de nuevos otorgamientos que pudieran afectarlos en su cantidad o calidad. Con esa finalidad, se analizan las áreas de restricción, las zonas de prohibición, las reducciones temporales, las declaraciones de agotamiento y las declaraciones de escasez. En este análisis destaca la poca utilización de algunas de estas instituciones (como las reducciones temporales), la falta de una completa implementación de otras (como las áreas de restricción o zonas de prohibición, en que las organizaciones de usuarios que deben formarse por el solo hecho de su declaración no se han constituido) y la falta de armonía entre los objetivos de algunas y las facultades que otorgan a las autoridades (como las declaraciones de escasez, que permiten otorgar derechos de aprovechamiento perpetuos, sin seguir los conductos regulares). El tercer objetivo de esta tesis es analizar las principales instituciones que contempla el Código de Aguas para proteger los ecosistemas de las cuencas de Chile. Con esa finalidad, se analiza la protección de las vegas y bofedales de las Regiones de Arica y Parinacota, Tarapacá y Antofagasta; los humedales incluidos en la lista de zonas húmedas de importancia internacional en virtud de la Convención Ramsar; los planes de alerta temprana; el caudal ecológico mínimo, y las reservas de caudales por razones de excepcionalidad e interés nacional. En este análisis destaca la dificultad para determinar el ámbito de aplicación o las hipótesis de aplicación de algunas instituciones (como las reservas de caudales); el acotado ámbito de aplicación de algunas otras (como las vegas y bofedales, cuya protección se aplica sólo a algunas Regiones); y la discutida efectividad de otras, para proteger los ecosistemas (como el caudal ecológico mínimo).

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Ingeniero Civil / Hoy en día la estimación de los recursos hídricos ha sido de gran relevancia para el desarrollo hidroeléctrico, industria agrícola y consumo de agua potable en la zona central del país. Es por ello, que en cuencas centrales como la del Maipo alto se han implementado distintos modelos hidrológicos, que teóricamente permiten estimar los caudales durante el año. La presente memoria, está enfocada principalmente a analizar los resultados que se obtienen al simular los caudales y la cobertura nival en distintas subcuencas de la cuenca alta del río Maipo, usando tres modelos hidrológicos diferentes llamados VIC, CRHM y WEAP. Los modelos seleccionados, que han sido previamente calibrados para distintos niveles temporales y usando diferentes conceptualizaciones, estos se implementarán en las subcuencas Volcán en Queltehues, Maipo en las Melosas, Afluente embalse el Yeso, Olivares antes junta río Colorado y Colorado antes junta río Olivares, todas estas correspondientes a subcuencas del Maipo alto. Se analiza en detalle tanto la metodología que se adopta en cada modelo para el proceso de acumulación y derretimiento nival, como la representatividad y validez de los valores de los parámetros asociados, obtenidos en cada caso. También se estudia la sensibilidad de la resolución temporal y espacial de cada modelación, junto con una comparación tanto de las coberturas nivales simuladas con aquellos porcentajes de nieve observados a través de imágenes satelitales MODIS, como de los caudales simulados a distintas resoluciones temporales con aquellos registrados en las estaciones fluviométricas de la zona. Por otro lado, se analiza la complejidad de los modelos a la hora de usarlos, dado la importancia del tiempo de aprendizaje al momento de obtener las primeras simulaciones. Los resultados asociados a fluviometría en el modelo VIC fueron excelentes, dado que los coeficientes de Nash arrojaron valores entre 0.65 y 0.84. Sin embargo en CRHM y VIC los resultados fueron no esperados, dado que los Nash fueron todos menores que cero. En términos de cobertura nival, todos los modelos sobreestimaron en exceso la nieve con respecto a lo observado en MODIS, por lo que conllevaron a Nash menores que cero, independiente de la cuenca y de la escala temporal. No obstante a lo anterior, en la cuenca Afluente embalse el Yeso la variable SWE dio muy buenos resultados con las simulaciones en WEAP y CRHM, adoptando coeficientes de Nash 0.52 y 0.75 respectivamente. Se concluye que ningún modelo estudiado es apto para modelar adecuadamente la nieve, debido a que estos no están hechos para abordar el área glaciar existente y no despreciable en estas zonas de estudio.

Geólogo / La cuenca de Copiapó se ubica en la III región de Atacama, abarca una superficie aproximada de 18.400 km² y está compuesta por 6 subcuencas: río Jorquera, río Pulido, río Manflas, quebrada Paipote, río Copiapó medio y río Copiapó Bajo. El acuífero de la cuenca desde el año 1989 ha estado sometido a intensas extracciones de agua, a tasas de 50 a 100 Mm³/año, sumado a la sequía que afectó a la zona durante la última década ha puesto en situación crítica a la cuenca debido a la escasez hídrica. Utilizando como escenario base la actualización realizada por la dirección general de aguas al modelamiento numérico de la cuenca se elige la mejor zona para evaluar dos escenarios; utilizar el lecho seco del río y la infiltración a través de pozos profundos. Al sector 3 de la división administrativa del acuífero, debido a que en el sector de la Puerta hay un alzamiento del basamento rocoso lo que permite el afloramiento de las aguas subterráneas. En ambos escenarios propuestos se obtienen mejoras a la situación actual al comparar el balance hídrico con el obtenido para el modelo base, el escenario de lecho presenta una disminución del 12.75% de perdidas mientras que el de pozos un 40%. Los niveles estáticos calculados por los modelos indican una recuperación mayor en el escenario de pozos, no obstante utilizar el lecho del río logra generar recuperación incluso en los últimos sectores del acuífero. Otro punto a analizar son los costos asociados a ambos escenarios, considerando que ambos proyectos necesitan el ingreso de 2 m³/s a la cuenca se optó por evaluar la opción de desalinizar agua de mar y su traslado al sector 3, el costo de esto asciende aproximadamente a 1.33 dólares el metro cúbico. Adicionalmente, el escenario de pozos debe considerar el costo de construcción de estos que asciende a 2.411.351.740 pesos. Tomando en consideración los costos y beneficios, se concluye que a pesar de tener un costo inicial mayor, la mejor alternativa es la obtenida por el escenario de pozos.

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Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / La presente memoria busca sondear las posibilidades, en el marco del Derecho Chileno actual, de instar por generar alternativas de incremento de la disponibilidad de aguas frente al agudo problema de la escasez creciente de recursos hídricos. Para ello comienza con un capítulo descriptivo, en que se aborda la situación de los recursos hídricos en el mundo, con cierto énfasis en Latinoamérica, y en Chile, y su proyección en distintos ámbitos. Posteriormente se hace referencia a la regulación de las aguas en nuestro país, para lo que se realiza primero una breve reseña de la evolución de tal legislación, luego se analiza con detención el debate en torno a tal legislación en la última década, realizando una crítica al enfoque de la misma, por cuanto no toma en consideración la alternativa de la generación de recursos hídricos como solución a los problemas que en torno a las aguas existen en Chile. A contiunuación se describe la legislación de aguas vigente en relación a los sistemas de asignación y reasignación del recurso hídrico, abordando las recientes reformas al Código de Aguas, y se analiza en función del propósito de la memoria. Luego se analizan las potenciales alternativas que de nuestro derecho podrían extraerse para incrementar la disponibilidad de recursos, extraídas fundamentalmente de la legislación sanitaria y ambiental. Se prosigue analizando propuestas de solución al problema planteado, extraídas, por un lado y a grandes rasgos, del Derecho Español, y por otro lado en el ámbito nacional los autores plantean alternativas de modificación legislativa para instar al incremento de disponibilidad de aguas, y analizan sus eventuales consecuencias. Finalmente se plasman las conclusiones a que el desarrollo del presente estudio obligan

La presente tesis aborda el tema del aprovechamiento de agua mediante un sistema de captación de aguas pluviales, la cual es un práctica poco utilizada, pero interesante tanto en el aspecto ambiental como en el aspecto económico. El sistema se basa en la captación del agua de lluvia a través de los techos, la cual se utilizará directamente en las viviendas como alternativa de ahorro para distintos usos. Se tiene como caso de estudio, la implementación de dicho sistema en viviendas residenciales de la sierra peruana. El lugar de estudio es la Nueva Ciudad de Morococha, ubicada en la provincia de Yauli, departamento de Junin, en la zona central del Perú. Se analizó la problemática de la captación de agua, los antecedentes históricos y la situación actual de sistemas de captación de agua de lluvia, con el fin de justificar la factibilidad del presente trabajo. Para ello, se procedió a identificar y delimitar la cuenca hidrográfica en la que se encuentra la ciudad, a través del software ArcGis, para posteriormente determinar las características geomorfológicas de la cuenca en estudio. Seguidamente, se realizó un tratamiento de los datos de precipitación, el completamiento de los mismos, análisis de consistencia, entre otros, lo cual permite realizar una cuantificación más certera de la cantidad de agua de lluvia utilizable que se conseguirá con el sistema de captación pluvial. Asimismo, se analizaron las condiciones de la zona de estudio, que incluye las dotaciones de las viviendas, los materiales a utilizar en el sistema de captación pluvial y las condiciones de la vivienda, como el área techada y el área libre disponible para colocar tanques de almacenamiento de agua. Finalmente, con el estudio realizado se obtuvo una capacidad de abastecimiento anual de 31.95m3, valor con el cual se analizaron las variables ambientales y sus beneficios para determinar la conveniencia del sistema de captación pluvial en la zona de estudio.

objetivo geral deste trabalho foi compreender os principais mecanismos de geração de vazão na bacia do rio Araponga (ARA), uma pequena bacia experimental caracterizada por vegetação secundária de Floresta Ombrófila Mista, situada na região norte do estado de Santa Catarina. Para isso, foi instalado um sistema de monitoramento de precipitação externa e interna, escoamento de tronco, tensiometria, fluviometria e temperatura (da água do rio no exutório e do solo nas profundidades 20 e 45 cm) na ARA; e monitoramento de variáveis meteorológicas (incluindo temperatura atmosférica) na estação do rio Feio, a 3 km de distância da ARA. O monitoramento de tensão da água no solo foi feito em 3 encostas com características geomorfológicas distintas, em 3 posições em cada encosta e ao longo do perfil do solo (9 perfis de solo). Utilizou-se o modelo HYDRUS-2D para simular o fluxo de água e compreender a dinâmica da água nas 3 encostas. As séries temporais também foram analisadas na escala temporal de evento hidrológico, por meio da delimitação de 87 eventos hidrológicos no período (total de 1125 dias – de 15/10/2011 a 12/11/2014) Para cada evento hidrológico, considerou-se 3 períodos de análise: A – antes; E – durante; e D – depois do evento. O inverno foi a estação mais chuvosa, e outono e inverno as estações com maiores vazões de permanência. As simulações com o modelo HYDRUS-2D permitiram, por meio e análise qualitativa, identificar a tendência de saturar primeiro na interface entre as camadas de solo e apenas depois ocorrer o fluxo lateral. A relação entre as temperaturas atmosférica e da água do rio não segue o ajuste em forma de S, possivelmente pois a bacia está localizada em região de clima subtropical. O uso da temperatura como indicador do mecanismo de geração de vazão permitiu inferir que durante o inverno, o fluxo de água que chega no rio é proveniente da camada de solo próxima à profundidade de 45 cm, pois ocorre um aumento da temperatura da água do rio durante o evento hidrológico se aproximando mais da temperatura do solo na profundidade de 45 cm. Esta situação foi observada em detalhes no evento nº 50. / The objective of this work was to understand the main mechanisms of runoff generation in the Araponga river basin (ARA), a small experimental basin characterized by secondary vegetation of the Ombrophilous Mixed Forest, located in the northern region of the state of Santa Catarina, Brazil. The system of monitoring of rainfall, throughfall, stemflow, tensiometry, fluviometry, and temperature (of the river water in the outlet and the soil at depths 20 and 45 cm) were installed in the ARA; and monitoring of meteorological variables (including atmospheric temperature) at the Feio river station, 3 km away from the ARA. Soil water tension was monitored in 3 hillslopes with distinct geomorphological characteristics, in 3 positions on each slope and along the soil profile (9 soil profiles). The HYDRUS-2D model was used to simulate the water flow and to understand the soil water dynamics in the 3 hillslopes The time series were analyzed in the time scale of hydrological event, by means of the delimitation of 87 hydrological events in the period (total of 1125 days - from 15/oct/2011 to 12/nov/2014). For each hydrological event, 3 periods of analysis were considered: A - before; E - during; and D - after the event. Winter was the most rainy season, and autumn and winter were the seasons with higher flow rates. The simulations with the HYDRUS-2D model allowed to identify the tendency of the hillslopes to saturate first at the interface between the soil layers and only after lateral flow occurs. The relationship between atmospheric and river water temperatures does not follow the S-shaped adjustment, possibly because the basin is in a subtropical climate region. The use of temperature as an indicator of the runoff generation mechanism allowed to infer that during the winter, the flow of water arriving in the river comes from the soil layer close to the depth of 45 cm, as there is an increase in the water temperature of the river during the hydrological event approaching more of the soil temperature in the depth of 45 cm. This situation was observed in detail in event nº 50.

objetivo geral deste trabalho foi compreender os principais mecanismos de geração de vazão na bacia do rio Araponga (ARA), uma pequena bacia experimental caracterizada por vegetação secundária de Floresta Ombrófila Mista, situada na região norte do estado de Santa Catarina. Para isso, foi instalado um sistema de monitoramento de precipitação externa e interna, escoamento de tronco, tensiometria, fluviometria e temperatura (da água do rio no exutório e do solo nas profundidades 20 e 45 cm) na ARA; e monitoramento de variáveis meteorológicas (incluindo temperatura atmosférica) na estação do rio Feio, a 3 km de distância da ARA. O monitoramento de tensão da água no solo foi feito em 3 encostas com características geomorfológicas distintas, em 3 posições em cada encosta e ao longo do perfil do solo (9 perfis de solo). Utilizou-se o modelo HYDRUS-2D para simular o fluxo de água e compreender a dinâmica da água nas 3 encostas. As séries temporais também foram analisadas na escala temporal de evento hidrológico, por meio da delimitação de 87 eventos hidrológicos no período (total de 1125 dias – de 15/10/2011 a 12/11/2014) Para cada evento hidrológico, considerou-se 3 períodos de análise: A – antes; E – durante; e D – depois do evento. O inverno foi a estação mais chuvosa, e outono e inverno as estações com maiores vazões de permanência. As simulações com o modelo HYDRUS-2D permitiram, por meio e análise qualitativa, identificar a tendência de saturar primeiro na interface entre as camadas de solo e apenas depois ocorrer o fluxo lateral. A relação entre as temperaturas atmosférica e da água do rio não segue o ajuste em forma de S, possivelmente pois a bacia está localizada em região de clima subtropical. O uso da temperatura como indicador do mecanismo de geração de vazão permitiu inferir que durante o inverno, o fluxo de água que chega no rio é proveniente da camada de solo próxima à profundidade de 45 cm, pois ocorre um aumento da temperatura da água do rio durante o evento hidrológico se aproximando mais da temperatura do solo na profundidade de 45 cm. Esta situação foi observada em detalhes no evento nº 50. / The objective of this work was to understand the main mechanisms of runoff generation in the Araponga river basin (ARA), a small experimental basin characterized by secondary vegetation of the Ombrophilous Mixed Forest, located in the northern region of the state of Santa Catarina, Brazil. The system of monitoring of rainfall, throughfall, stemflow, tensiometry, fluviometry, and temperature (of the river water in the outlet and the soil at depths 20 and 45 cm) were installed in the ARA; and monitoring of meteorological variables (including atmospheric temperature) at the Feio river station, 3 km away from the ARA. Soil water tension was monitored in 3 hillslopes with distinct geomorphological characteristics, in 3 positions on each slope and along the soil profile (9 soil profiles). The HYDRUS-2D model was used to simulate the water flow and to understand the soil water dynamics in the 3 hillslopes The time series were analyzed in the time scale of hydrological event, by means of the delimitation of 87 hydrological events in the period (total of 1125 days - from 15/oct/2011 to 12/nov/2014). For each hydrological event, 3 periods of analysis were considered: A - before; E - during; and D - after the event. Winter was the most rainy season, and autumn and winter were the seasons with higher flow rates. The simulations with the HYDRUS-2D model allowed to identify the tendency of the hillslopes to saturate first at the interface between the soil layers and only after lateral flow occurs. The relationship between atmospheric and river water temperatures does not follow the S-shaped adjustment, possibly because the basin is in a subtropical climate region. The use of temperature as an indicator of the runoff generation mechanism allowed to infer that during the winter, the flow of water arriving in the river comes from the soil layer close to the depth of 45 cm, as there is an increase in the water temperature of the river during the hydrological event approaching more of the soil temperature in the depth of 45 cm. This situation was observed in detail in event nº 50.

objetivo geral deste trabalho foi compreender os principais mecanismos de geração de vazão na bacia do rio Araponga (ARA), uma pequena bacia experimental caracterizada por vegetação secundária de Floresta Ombrófila Mista, situada na região norte do estado de Santa Catarina. Para isso, foi instalado um sistema de monitoramento de precipitação externa e interna, escoamento de tronco, tensiometria, fluviometria e temperatura (da água do rio no exutório e do solo nas profundidades 20 e 45 cm) na ARA; e monitoramento de variáveis meteorológicas (incluindo temperatura atmosférica) na estação do rio Feio, a 3 km de distância da ARA. O monitoramento de tensão da água no solo foi feito em 3 encostas com características geomorfológicas distintas, em 3 posições em cada encosta e ao longo do perfil do solo (9 perfis de solo). Utilizou-se o modelo HYDRUS-2D para simular o fluxo de água e compreender a dinâmica da água nas 3 encostas. As séries temporais também foram analisadas na escala temporal de evento hidrológico, por meio da delimitação de 87 eventos hidrológicos no período (total de 1125 dias – de 15/10/2011 a 12/11/2014) Para cada evento hidrológico, considerou-se 3 períodos de análise: A – antes; E – durante; e D – depois do evento. O inverno foi a estação mais chuvosa, e outono e inverno as estações com maiores vazões de permanência. As simulações com o modelo HYDRUS-2D permitiram, por meio e análise qualitativa, identificar a tendência de saturar primeiro na interface entre as camadas de solo e apenas depois ocorrer o fluxo lateral. A relação entre as temperaturas atmosférica e da água do rio não segue o ajuste em forma de S, possivelmente pois a bacia está localizada em região de clima subtropical. O uso da temperatura como indicador do mecanismo de geração de vazão permitiu inferir que durante o inverno, o fluxo de água que chega no rio é proveniente da camada de solo próxima à profundidade de 45 cm, pois ocorre um aumento da temperatura da água do rio durante o evento hidrológico se aproximando mais da temperatura do solo na profundidade de 45 cm. Esta situação foi observada em detalhes no evento nº 50. / The objective of this work was to understand the main mechanisms of runoff generation in the Araponga river basin (ARA), a small experimental basin characterized by secondary vegetation of the Ombrophilous Mixed Forest, located in the northern region of the state of Santa Catarina, Brazil. The system of monitoring of rainfall, throughfall, stemflow, tensiometry, fluviometry, and temperature (of the river water in the outlet and the soil at depths 20 and 45 cm) were installed in the ARA; and monitoring of meteorological variables (including atmospheric temperature) at the Feio river station, 3 km away from the ARA. Soil water tension was monitored in 3 hillslopes with distinct geomorphological characteristics, in 3 positions on each slope and along the soil profile (9 soil profiles). The HYDRUS-2D model was used to simulate the water flow and to understand the soil water dynamics in the 3 hillslopes The time series were analyzed in the time scale of hydrological event, by means of the delimitation of 87 hydrological events in the period (total of 1125 days - from 15/oct/2011 to 12/nov/2014). For each hydrological event, 3 periods of analysis were considered: A - before; E - during; and D - after the event. Winter was the most rainy season, and autumn and winter were the seasons with higher flow rates. The simulations with the HYDRUS-2D model allowed to identify the tendency of the hillslopes to saturate first at the interface between the soil layers and only after lateral flow occurs. The relationship between atmospheric and river water temperatures does not follow the S-shaped adjustment, possibly because the basin is in a subtropical climate region. The use of temperature as an indicator of the runoff generation mechanism allowed to infer that during the winter, the flow of water arriving in the river comes from the soil layer close to the depth of 45 cm, as there is an increase in the water temperature of the river during the hydrological event approaching more of the soil temperature in the depth of 45 cm. This situation was observed in detail in event nº 50.