Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico. Ingeniero Civil / El presente trabajo de tesis consiste en el estudio de la morfodinámica del río Ibáñez, perteneciente a la hoya del río Baker, región de Aysén, posterior a la erupción del volcán Hudson ocurrida en 1991, la cual generó un enorme aporte de un nuevo tipo de material de menor tamaño y densidad, denominadas piedras pómez. Por efectos del arrastre del río y otros mecanismos de transporte como viento, se produjeron enormes transformaciones en la cuenca. Dada la precariedad de antecedentes, para este estudio se propuso una campaña de muestreo de sedimentos en la cual se ha medido el transporte de sedimento y el análisis del mismo, tanto en sus características granulométricas como en densidad. Con esta caracterización se procedió a una validación de una ley de gasto sólido que incorpore los efectos de densidad, resultando adecuada para estos efectos la relación de Meyer-Peter & Müller. Adicionalmente se han considerado los antecedentes hidrológicos, los cuales fueron analizados para obtener claves de comportamiento desde el punto de vista del rol formativo de las crecidas e hidrogramas reales de crecidas de estudio. Se implementaron 3 escenarios, cada uno con 3 casos de estudio que difieren en gasto sólido de entrada implementados en el software iRIC, que utiliza el solver Nays2DH, el cual integra la velocidad en la vertical y permite la simulación de tres elementos: modelo del flujo, transporte de sedimentos y variación del lecho. Dichos escenarios comprenden la modelación de hidrogramas de caudal medio, caudal formativo y caudal de crecida de periodo de retorno 25 años. La hipótesis planteada en base a la evidencia de los registros de aforo realizados por la DGA y que se plantea subyacente a los objetivos del estudio, corresponde a la verificación del comportamiento del lecho del río, el cual se caracteriza por ciclos de erosión generalizada y depositación del material, donde cada ciclo se encuentra fuertemente asociado a la hidrología del río. Los resultados muestran que la hipótesis se cumple parcialmente pues el concepto de generalizado no se cumple y más bien ocurre una transformación del lecho que desemboca en canales principales de escurrimiento o erosión local y la formación barras, fuertemente asociado a la hidrología del río, descartándose por tanto la sospecha de un embancamiento generalizado del tramo, lo cual hubiese ocasionado enormes problemas en obras aledañas y podrían haber puesto en peligro al pueblo bajo riesgo de inundación.

Aquesta tesi proposa un marc metodològic per a la determinació d'Àrees amb Risc d'Inundació i l'Avaluació de Danys per Tempestes Costaneres, en dues escales de treball: una a llarg termini relacionat amb l'Elevació Relativa del Nivell del Mar i una altra episòdic/extrem relacionada amb esdeveniments de tempesta. La incorporació de la resposta morfodinàmica de la costa als esdeveniments de tempesta és una part fonamental d'aquesta proposta. Aquest marc metodològic va ser aplicat al Delta de l'Ebre El principal procés en l'escenari a llarg termini que pot causar importants canvis en zones costaneres amb poca elevació (per exemple, el Delta de l'Ebre), és l'Elevació del Nivell del Mar. Degut a això, es reproduïxen tres escenaris d'elevació del nivell del mar per a determinar àrees potencialment inundables, tenint en compte el paper de les estructures interiors -com canals, dics i carreteres- en la prevenció d'inundacions. L'escenari extrem o episòdic, s'associa a processos amb períodes de retorn molt amplis i que no presenten una periodicitat en el temps. En aquest cas, es van identificar les àrees inundables associades a tempestes costaneres amb períodes de retorn de 10, 50, 100 i 500 anys. Per a la determinació d'aquestes àrees, es va identificar la resposta morfodinámica de la costa i la distribució de la inundació a la part posterior de la platja. Així mateix, es va dur a terme una avaluació dels danys i pèrdues associades a la inundació. Per a això es van emprar els valors dels serveis ecològics de l'ecosistema. I es va implementar un indicador de Vulnerabilitat Costanera a l'Erosió per Tempestes. / Esta tesis propone un marco metodológico para la determinacion de Areas con Riesgo a Inundaciones y la Evaluación de Daños por Tormentas Costeras, en dos escalas de trabajo: una a largo plazo relacionada con la Elevacion Relativa Nivel del Mar y una episódica/extrema relacionada con eventos de tormenta. La incorporación de la respuesta morfodinamica de la costa a eventos de tormenta es una parte fundamental de esta propuesta. Este marco metodológico fue aplicado en el Delta del Ebro. El principal proceso en el escenario a largo plazo que puede causar cambios importantes en zonas costeras con poca elevación (por ejemplo, el Delta del Ebro), es la Elevación del Nivel del Mar. Por lo anterior, se reproducen tres escenarios de elevación del nivel del mar para determinar áreas potencialmente inundables, teniendo en cuenta el papel de las estructuras interiores -como canales, diques y carreteras- en la prevención de inundaciones. El escenario extremo o episódico, se asocia a procesos con periodos de retorno muy amplios y que no presentan una periodicidad en el tiempo. En este caso, se identificaron las áreas inundables asociadas a tormentas costeras con periodos de retorno de 10, 50, 100 y 500 años. Para la determinación de estas àreas, se identifico la respuesta morfodinámica de la costa y la distribución de la inundación en la parte posterior de la playa. Así mismo se llevo a cabo una evaluación de los daños y perdidas asociadas a la inundación. Para lo cual se emplearon los valores de los servicios ecológicos del ecosistema. Y se implemento un indicador de Vulnerabilidad Costera a la Erosión por Tormentas. / A methodological framework for Flood Hazard Mapping and Damage Assessment to Coastal Storms was proposed in this thesis in two working scales: A long-term scale related to Relative Sea-Level Rise, and an episodic/extreme scale related to storm events. The incorporation of coastal response to storm events in this framework is a basic part of this proposal. This methodological framework was aplied to the Ebro Delta. In terms of the long term scale, the Relative Sea Level Rise is the main process that can cause important changes in low-lying coastal areas, such as Ebro Delta. Three possible scenarios of sea level rise were reproduced to determine potentially flood areas considering the paper of the inner structures - like channels, docks and highways - in the floods prevention. The extreme/episodic scenario is associated to processes that have very large return periods and do not exhibit a periodicity in the time. Flood areas associated to coastal storms with return periods of 10, 50, 100 and 500 years were identified. For this aim, the coastal morphodynamic response and the backbeach flood distribution were studied. Additionally, an evaluation of the lost and damages associated to flood was carry out. For this study, the values of the ecological services of the ecosystem were used. An indicator of Coastal Vulnerability to the Erosion by Storms was also implement.

El uso de cámaras de video para obtener información de la zona costera se ha extendido en los últimos años, debido al alcance espacial y temporal y el bajo costo del equipo. Con esto se han desarrollado técnicas para realizar mediciones en las imágenes. Estas requieren supervisión, lo que limita el número de imágenes que pueden ser analizadas. En este trabajo se desarrolló una metodología para clasificar imágenes digitales según las características morfodinámicas observadas y reducir el conjunto de imágenes a unos prototipos representativos de todo el conjunto. Esta clasificación se realiza por medio de mapas auto-organizativos. Los mapas auto organizativos son redes neuronales competitivas no supervisadas diseñadas para trabajar en espacios multidimensionales. La metodología desarrollada se aplico en dos playas; la primera, macromareal, se estudio la evolución morfodinámica según el modelo de Wright y Short 1984. En la segunda, micromareal, se estudio, la evolución de la línea de costa. / The use of video cameras to study the coastal zone has been developed in the last years, due to the spatial and temporal possibilities. A large number of techniques to obtain measurements of images were developed too. Most of these techniques require the human supervision, this limit the number of images to be analyzed. In this Thesis, a methodology to classify digital images based on the morphodynamic and reduce the number of images to a few prototypes is proposed. The classification is done by means of Sel-Organizative Maps (SOMs). The SOMs are a competitive and unsupervised neural networks, specifically designed to deal with high dimensional data The methodology proposed was applied to two beaches. In the first one, macrotidal, the morphodynamic evolution was studied using the Wright and Short Model 1984. In the last one, a microtidal beach, the coastline evolution was studied.

En la Tesis titulada "Análisis y mejoras en la evaluación de diversos términos de los modelos de evolución de playas en escalas de medio plazo" se desarrolla un modelo de evolución de playas de medio-largo plazo y se aplica a zonas de refracción-difracción. La Tesis se divide en tres secciones principales:SECCIÓN 2. Fundamentos y desarrollo del modelo de evolución de medio-largo plazoSe desarrolla y valida con datos de campo el modelo de evolución de playas de medio-largo plazo.SECCIÓN 3. Oleaje en rotura en zonas de refracción-difracción en los modelos de evolución de playasSe propone y valida un método para la determinación de las características del oleaje en rotura en zonas de refracción-difracción.SECCIÓN 4. Perfil de equilibrio en zonas de refracción-difracciónSe deriva una expresión analítica para definir el perfil de equilibrio en zonas de refracción-difracción y se calibra con datos de campo. / In this Thesis entitled "Analysis and improvements in the evaluation of several terms of medium-term beach evolution models" a medium-long term beach evolution model is developed and applied in refraction-diffraction areas. The Thesis is composed of the following main sections:SECTION 2. Fundaments and development of a medium-long term beach evolution modelIn this section a medium-long term beach evolution model is developed and validated based on field data.SECTION 3. Breaking wave characteristics in refraction-diffraction areas for beach evolution modelsIn this section a method to determine the breaking wave characteristics in refraction-diffraction areas is proposed and validated.SECTION 4. Equilibrium beach profile for refraction-diffraction areasIn this section an analytical expression to calculate the equilibrium beach profile for refraction-diffraction areas is derived, being calibrated based on field data.