DSpace Comunidad: Tesis de la Maestría en Recursos Hídricos (FICA)Tesis de la Maestría en Recursos Hídricos (FICA)http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/75912023-12-30T02:04:34Z2023-12-30T02:04:34ZAnálisis experimental del transporte de sedimentos en la derivación a 90 grados de un canal de laboratorio en condiciones de lecho fijo.Muriel Sánchez, Álvaro Xavierhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/245152023-08-08T16:19:10Z2023-06-01T00:00:00ZTítulo: Análisis experimental del transporte de sedimentos en la derivación a 90 grados de un canal de laboratorio en condiciones de lecho fijo.
Autor: Muriel Sánchez, Álvaro Xavier
Resumen: The present study is developed in the experimental facility that represents a channel with 90-degree diversion, located at “Centro de Investigaciones y Recursos Hídricos CIERHI” of Escuela Politécnica Nacional, with the purpose of carrying out the experimental analysis of sediment transport and turbulence, under conditions of a set flow on a fixed bed thickness of sand. Test of bed load movement determined the hydrodynamic parameters, 40 l/s flow, average velocity of 27.8 cm/s, in a turbulent subcritical regime with a slope of the 0.1% channel. Then, instantaneous velocity measurement campaign was carried out in the three “xyz” components through Doppler velocimeter (ADV), for turbulence parameters calculation, such as Reynolds stresses, turbulence intensities and Kolmogorov scales. Finally, the lifting of the batimetry was carried out for distribution analysis of sand in the resulting undercut and sedimentation areas, and thus check the Bulle hypothesis according to sediment unbalance transported towards the lateral intake. The velocity vectors in the main channel evidence from velocities near the average in the upstream of the lateral intake, that is 27.8 cm/s, to velocities of 60 cm/s along the derivation, as well as stationary flows and in opposite way downstream the channel, due to the recirculation of the flow product of the vorticities generated in the contact area of both areas. In case of batimetry, maximum undercuts of up to 19.70 cm are recorded in the main vorticities areas, in this way the Bulle hypothesis with volumes of 33% sand expelled through the model was checked.
Descripción: El presente estudio se desarrolla en la instalación experimental que representa un canal con derivación a 90°, localizada en el CIERHI de la EPN, con propósito de realizar el análisis experimental de transporte de sedimentos y turbulencia, en condiciones de caudal establecido sobre lecho fijo de arena. El ensayo de inicio del movimiento determinó los parámetros hidrodinámicos, con un caudal de flujo de 40 l/s, velocidad media del flujo de 27.8 cm/s, en régimen subcrítico turbulento con pendiente del canal 0.1%. A continuación, se realizó la campaña de medición de las velocidades instantáneas en las tres componentes a través de un velocímetro Doppler, para el cálculo de los parámetros de turbulencia. Finalmente, se realizó la batimetría para el análisis de distribución de arena en zonas de socavación y sedimentación, para comprobar la hipótesis de Bulle de acuerdo al desbalance de sedimento transportado hacia la derivación lateral. Los vectores de velocidad en el canal principal evidencia velocidades cercanas a la media en la zona aguas arriba de la derivación (27.8 cm/s), hasta velocidades de 60 cm/s a lo largo de la derivación, así como flujos estacionarios y en dirección contraria aguas abajo del canal, debido a la recirculación del flujo producto de vorticidades generadas en el área de contacto de ambas zonas. En cuanto a la batimetría, se registra socavaciones máximas de hasta 19.70 cm en zonas principales de vorticidades. De esta manera se comprobó la hipótesis de Bulle con volúmenes del 33% de arena expulsada a través del modelo.2023-06-01T00:00:00ZAnálisis del Transporte de Sedimentos Aguas Abajo de Paneles Sumergidos Aplicando el Programa Flow 3DJurado Amaluisa, Luis AlfredoOñate Oñate, Veronica Cristinahttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/213312021-01-27T16:47:05Z2021-01-12T00:00:00ZTítulo: Análisis del Transporte de Sedimentos Aguas Abajo de Paneles Sumergidos Aplicando el Programa Flow 3D
Autor: Jurado Amaluisa, Luis Alfredo; Oñate Oñate, Veronica Cristina
Resumen: The objective of this investigation is to develop a three-dimensional numerical modeling with FLOW 3D computer package, based on the experimental model f Khaled Hamad’s Doctoral Thesis, Experimental Turbulence Analysis of Submerged Vanes, in order to compare the results of velocities and pressures between the numerical and experimental model. The investigation evaluated the behavior of the Flow when it interacts with the submerged vane installed in a sand bed and analyzed how the capacity of sediment transport varies when implementing this type of hydraulic structures.
To obtain the calibrated model, a sensitivity analysis was carried out, the calibration defined the mesh sizes, computational cost, simulation time and the turbulence model. Twenty-three tests were performed until the desired results were obtained and they were as like the experimental model.
Turbulence analysis was performed with the calibrated model velocities, Reynolds shear, turbulent kinetic energy and its dissipation rate, turbulent intensities and Kolmogorov scales were calculated. A comparison was also made between results obtained from the experimental model and the numerical model.
From the comparison of the results between the numerical and experimental model, the percentage of difference and error was determined, validating the values of the numerical model. Once the model was calibrated, another test was carried out to analyze the bed sand topography and two additional tests varying the position angle of the submerged vane to optimize the model.
Descripción: El objetivo del estudio es desarrollar la modelación numérica tridimensional con el paquete computacional FLOW3D tomando como base el modelo experimental de la Tesis Doctoral de Khaled Hamad, Submerged Vanes Turbulence Experimental Analysis, con el fin de comparar los valores de las velocidades y presiones obtenidos entre el modelo numérico y el modelo experimental. En el estudio se evaluó el comportamiento del flujo al interactuar con el panel sumergido instalado en una cama de arena y como varía la capacidad de transporte de sedimentos al implementar este tipo de estructuras hidráulicas.
Para obtener el modelo calibrado con valores representativos se realizó un análisis de sensibilidad, en el que se definió tamaños de malla, gasto computacional, tiempos de simulación y modelos de turbulencia. Se realizaron veintitrés pruebas hasta obtener los resultados deseados de calibración del modelo numérico en función del modelo experimental.
Con las velocidades del modelo calibrado se realizó el análisis de turbulencia, donde se obtuvo las tensiones de Reynolds, energía cinética turbulenta, tasa de disipación, intensidades turbulentas y escalas de Kolmogorov. De la comparación de los resultados entre los modelos numérico y experimental se determinó el porcentaje de diferencia y error, dándose por validos los valores del modelo numérico.2021-01-12T00:00:00ZModelación numérica (CFD) del lavado de sedimentos en el embalse de la presa Toachi. Programa FLOW-3DCevallos Cevallos, Pablo EstebanOchoa Rodriguez, Damian Marcelohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/213202021-01-15T21:52:08Z2020-11-04T00:00:00ZTítulo: Modelación numérica (CFD) del lavado de sedimentos en el embalse de la presa Toachi. Programa FLOW-3D
Autor: Cevallos Cevallos, Pablo Esteban; Ochoa Rodriguez, Damian Marcelo
Resumen: This dissertation project has as a main objective to study the reservoir sediment management through the “Flushing” process in the Toachi Dam reservoir, applying tridimensional numerical modeling for fluid dynamics.
The numerical model is solved by using the CFD FLOW-3D commercial code and it is based on the physical model developed by the Escuela Politécnica Nacional, for the Toachi-Pilatón hydroelectric project. From the physical model results, the numerical model was calibrated on its hydraulic parameters and sediment scour process according to the “Flushing” test data. The results of this project define a methodology for numerical modelling of dam reservoirs with similar characteristics, so that could be replicated and used for practical purposes. Most relevant variables in the modelling process are analyzed. General parameters are also defined for the flushing process according to the sediment flushed rate obtained, and a maintenance operation plan is proposed. Empirical methods and the results of the numerical modeling are compared, as a final part of this document, complementary studies focused on improving the understanding of this hydraulic phenomena are proposed.
Descripción: Este trabajo estudia el lavado de sedimentos de fondo por medio del proceso de “Flushing” en el embalse de la presa Toachi, aplicando métodos de modelación numérica tridimensional para la mecánica fluidos.
El modelo numérico se desarrolla con el código comercial de CFD FLOW-3D, y se basa en el modelo físico desarrollado por la Escuela Politécnica Nacional para el proyecto Toachi-Pilatón. A partir de los resultados de la modelación física se calibra el modelo numérico en sus parámetros hidráulicos y de arrastre de sedimentos. Los resultados de este trabajo definen una metodología para la modelación numérica para embalses de presas similares, de manera que pueda ser replicada con fines prácticos. Se analizan las variables más relevantes en el proceso de modelación. Se definen parámetros generales para proceso de lavado de fondo en presas de acuerdo con las tasas de lavado de sedimentos obtenidas y un plan de operación para el desagüe de fondo es propuesto. Se comparan los métodos empíricos con los resultados de la modelación numérica. Como parte final de este documento se plantean estudios complementarios enfocados a mejorar el entendimiento de este fenómeno hidráulico.2020-11-04T00:00:00ZRecarga potencial del acuífero de la sub-cuenca del río Chambo bajo una perspectiva de la hidrología físicaAndrade Valdospinos, Amalia Franciscahttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/210342020-08-19T15:11:45Z2020-01-16T00:00:00ZTítulo: Recarga potencial del acuífero de la sub-cuenca del río Chambo bajo una perspectiva de la hidrología física
Autor: Andrade Valdospinos, Amalia Francisca
Resumen: Groundwater resources are very important for many regions around the world. The aim of this research is to identify possible regions of groundwater recharge in a study area that sorrunds the Chambo River basin. The selected study area covers approximately 12 550 km2. In order to characterize groundwater
recharge, three methods were applied a) surface water balance in this study area, b) recharge analysis using base flow separation methods and c) the implementation of the GR2M model. These methodologies were applied in six sub-basins, they were divided in two groups that are located in the western and eastern of the Chambo river. For the east sub-basins, the recharge value is between 452.9 and 806.8mm/year (method a) and 187.3 and 553.5mm/year (method b). For the west sub-basins, the recharge is between 95.9 and 234.1mm/year (method a) and between 58.4 and 127.7mm/year (method b). For the c) methodology, the adjustment of model result only for a sub-basin, Nash value is 49.1% that is satisfactory. While for the others sub-basins there isn’t evidence of an adjustment. Therefore, it isn’t possible to define a contribution of water to the others sub-basins.
Descripción: Las fuentes de agua subterránea son recursos de primordial importancia. Esta investigación tiene como objetivo identificar posibles regiones de recarga de agua subterránea en la cuenca del Río Chambo. El área de estudio abarca una extensión aproximada de 12 550 km2. Se realizó a) cálculo del balance superficial para toda la cuenca y las áreas aledañas, b) un análisis de recarga utilizando métodos de separación de flujo base y c) aplicación del modelo GR2M. Estas metodologías fueron aplicadas en seis sub-cuencas, divididas en dos grupos ubicados en la zona occidental y oriental del río Chambo. Para las del este entre 452,9 y 806,8mm/año (método a) y 187,3 y 553,5mm/año (método b). Para las sub-cuencas del oeste, la recarga está entre 95,9 y 234,1mm/año (método a) y entre 58,4 y 127,7mm/año (método b). Respecto a la metodología c), el ajuste del modelo solo para una sub-cuenca el valor de Nash es de 49,1% lo que se considera satisfactorio. Mientras que para el resto de sub-cuencas no evidencia un ajuste respecto a los valores de caudales pico ni a la tendencia de la gráfica. Por lo tanto, no se puede definir si existe o no un aporte de aguas vecinas hacia alguna de las sub-cuencas analizadas o viceversa.2020-01-16T00:00:00ZHerramientas para decisiones gerenciales, frente a riesgos por funcionamiento inadecuado de redes de alcantarillado, en ciudades andinas. Caso de estudio: La microcuenca José María Alemán, en el sector de Solanda del Distrito Metropolitano de QuitoHidrobo Almeida, Luis Homerohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/208522020-05-11T18:27:18Z2020-05-05T00:00:00ZTítulo: Herramientas para decisiones gerenciales, frente a riesgos por funcionamiento inadecuado de redes de alcantarillado, en ciudades andinas. Caso de estudio: La microcuenca José María Alemán, en el sector de Solanda del Distrito Metropolitano de Quito
Autor: Hidrobo Almeida, Luis Homero
Resumen: The drainage network cadastre is the basis of the hydraulic evaluation matrix as an initial tool that improves management decisions in their maintenance. A discretization of inspection structures was performed based on the Qmp/Q-basedcriterion80% greater than 1.0 to identify them as "defective" and validate the information using physical state photographs. The multiple regression analysis considered several independent variables (diameter, length, run slope, speed), and K was calculated; these equations are the second tool and should be considered in designs of new sewer networks in order to extend the service life and verify operation during their operation. The results indicate acceptable correlation values and typical errors less than 1.5%. When calculating drainage networks, the K coefficient is compared with the Froude number and whether their values are very close to each other if the operation of the structures is anticipated to be inadequate. With these tools, plans are developed, to visualize areas of possible risks for improper operation because there are sections with insufficient hydraulic capacity and / or speeds that cause abrasion phenomena in the control structures, achieving a third tool.
Descripción: El catastro de redes de drenaje es base de la matriz de evaluación hidráulica como herramienta inicial que mejora las decisiones gerenciales en su mantenimiento. Se realizó una discretización de estructuras de inspección que se fundamentó en el criterio basado en Qmp/Q80% mayor a 1,0 para identificarlas como “defectuosas” y validar la información mediante fotografías del estado físico. El análisis de regresión múltiple consideró varias variables independientes (diámetro, longitud, pendiente del tramo, velocidad), y se calculó K; estas ecuaciones son la segunda herramienta y deben considerarse en diseños de nuevas redes de alcantarillado con el objeto de prolongar el tiempo de vida útil y verificar el funcionamiento durante su operación. Los resultados indican valores aceptables de correlación y errores típicos menores al 1,5%. Al calcular las redes de drenaje, se compara el coeficiente K con el número de Froude y si sus valores son muy cercanos entre si se prevé una alta probabilidad que el funcionamiento de las estructuras sea inadecuado. Con estas herramientas, se elaboran planos, para visualizar zonas de posibles riesgos por funcionamiento inadecuado al existir tramos con capacidad hidráulica insuficiente y/o velocidades que provocan fenómenos de abrasión en las estructuras de control, consiguiendo una tercera herramienta.2020-05-05T00:00:00ZEstudio de la degradación del colorante azul BRL mediante fotocatálisis heterogénea con TiO2 irradiado con electrones aceleradosGallegos Castro, Elvia del Carmenhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/208162020-04-18T00:40:43Z2019-09-25T00:00:00ZTítulo: Estudio de la degradación del colorante azul BRL mediante fotocatálisis heterogénea con TiO2 irradiado con electrones acelerados
Autor: Gallegos Castro, Elvia del Carmen
Resumen: Some studies with gamma and electron-beam irradiation demonstrated an improvement of the photocatalytic activity of TiO2, when this material was treated with electron-beam irradiation. However, it has not so far been reported a detailed study of this effect in the degradation of certain contaminants, as azo dyes. Therefore, this research proposes the use of electron-beam-irradiated microparticulate TiO2 by the degradation of 50 mg L-1 of Direct Blue 1 through photocatalysis. Doses of 5, 10 and 20 kGy were tested. The photodegradation was followed through spectrophotometric methods and the determination of COD and TOC. The obtained results showed an increase of the rate constant when TiO2 was irradiated: 7,71% for 10 kGy. Also, the treatments carried out with irradiated and unirradiated TiO2 don’t reflected statistical significant differences between in adsorption. There was scarce mineralization
Descripción: Algunos estudios con radiación gamma y con haces de electrones demostraron una mejora de la actividad fotocatalítica de TiO2, cuando este material fue irradiado. Sin embargo, hasta ahora no se ha informado de un estudio detallado de este efecto en la degradación de ciertos contaminantes, como los colorantes azoicos, particularmente con el azul BRL. Por lo tanto, esta investigación propuso el uso de TiO2 microparticulado irradiado con haz de electrones por medio de la degradación de 50 mg L-1 de azul BRL a través de la fotocatálisis heterogénea. Se probaron dosis de 5, 10 y 20 kGy. La fotodegradación se siguió mediante métodos espectrofotométricos y la determinación de DQO y TOC. Los resultados obtenidos mostraron un aumento de la constante de velocidad cuando se irradió TiO2: 7,71% por 10 kGy. Además, los tratamientos realizados con TiO2 irradiado y no irradiado no reflejan diferencias estadísticamente significativas en la adsorción. Además, hubo escasa mineralización.2019-09-25T00:00:00ZEvaluación de la relación existente entre la presencia de macroinvertebrados acuáticos y la fisicoquímica del agua en ríos de montañaVelasteguí Carrillo, Viviana Andreahttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/207612020-02-26T13:32:10Z2020-02-06T00:00:00ZTítulo: Evaluación de la relación existente entre la presencia de macroinvertebrados acuáticos y la fisicoquímica del agua en ríos de montaña
Autor: Velasteguí Carrillo, Viviana Andrea
Resumen: The usage (application) of communtie of microorganisms, among other live specimens, is getting a higher consideration in the environmental field, regards to water quality monitoring of systems. However, this is considered a complex study, which analyses a wide variety of species in different habitats, resulting in many subjective considerations of data analysis. A general methodology ought to be proposed, in which the main correlation of physicochemical parameters of lotic systems are related to each kind of microorganisms.
This research consists about a correlation of the main water quality parameters and the presence of macroinvertebrates, in order to stablish the influence of each of those parameters to the most important living habitant of rivers. In order to sort all the data, a statistical logistic regression analysis is presented to evaluate the relationship between the presence of aquatic macroinvertebrates and the hydraulic and physicochemical parameters of water quality in two rivers of Ecuador
Descripción: El uso de poblaciones biológicas, como una herramienta de diagnóstico, es considerado en la actualidad como una opción viable para el monitoreo de la calidad del agua debido a sus bajos costos y facilidad de aplicación. Sin embargo, al ser típicamente especializadas y altamente subjetivas, no se ha podido establecer una metodología que pueda extrapolar a todas las zonas de estudio, como consecuencia de la elevada heterogeneidad que presenta los distintos hábitats. Por ende, es preciso encontrar una metodología que pueda relacionar concepciones importantes como: los parámetros fisicoquímicos del agua y su influencia en la distribución y composición de macroinvertebrados en sistemas lóticos.
En esta investigación, se expondrá una propuesta con miras a aportar nueva información a estos métodos de evaluación de calidad del agua. Empleando un análisis de regresión logística, se evalúa la relación existente entre la presencia de macroinvertebrados acuáticos y los parámetros hidráulicos y fisicoquímicos de calidad del agua, en dos ríos del Ecuador.2020-02-06T00:00:00ZModelación numérica (CFD) del flujo combinado superior e inferior en una compuerta plana con el programa Flow 3DBohórquez Barba, Carlos Alexandrohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/206932020-01-30T13:08:33Z2020-01-21T00:00:00ZTítulo: Modelación numérica (CFD) del flujo combinado superior e inferior en una compuerta plana con el programa Flow 3D
Autor: Bohórquez Barba, Carlos Alexandro
Resumen: This work is developed with the purpose of numerically modeling, the Peissner´s physical model (1989), to establish criteria for quantifying the upper and lower simultaneous discharge, respectively, in a sluicegate-weir, composed of an upper clapper, and a lower gate, considering that this device, in addition to allowing the regulation of flow rates and levels in a hydraulic system, has the particularity of being a self-cleaning device, because through the upper discharge, it allows the evacuation of floating material that could be carried by flow, and through the lower discharge evacuates the sediments that it could contain.
From numerical modeling of different operating scenarios, the values of the upper and lower discharges were obtained, and their characteristics were defined, identifying that the approach flow to the control structure, it has a separation surface manifesting itself as a virtual bottom, which affects the upper discharge.
Based on the results obtained, graphs are presented that allow quantifying the discharge flows, upper, and lower, respectively, from the geometry of the control structure, the approach height, and the load on the weir, whose measurement is feasible.
Descripción: El presente trabajo se desarrolló con la finalidad de modelar numéricamente, el modelo físico de Peissner (1989), para establecer criterios que permitan cuantificar la descarga simultánea superior e inferior, respectivamente, en una compuerta-vertedero, compuesta por una clapeta superior, y una compuerta inferior, considerando que este dispositivo, además de permitir la regulación de caudales y niveles en un sistema hidráulico, tiene la particularidad de ser auto limpiante, en virtud de que, mediante la descarga superior, admite la evacuación de material flotante que podría ser acarreado por la corriente, y a través de la descarga inferior evacúa los sedimentos que podría contener.
A partir de la modelación numérica de diferentes escenarios de operación, se obtuvieron los valores de las descargas superior e inferior, respectivamente, y se definieron sus características, identificando que el flujo de aproximación a la estructura de control, tiene una superficie de separación manifestándose como un fondo virtual, que incide en la descarga superior.
Sobre la base de los resultados obtenidos, se presentan gráficos que permiten cuantificar los caudales de descarga, superior, e inferior, respectivamente, a partir de la geometría de la estructura de control, el calado de aproximación, y la carga sobre el vertedero, cuya medición es factible.2020-01-21T00:00:00ZModelo numérico CFD del túnel de carga, tubería a presión y distribuidores utilizando el paquete computacional ANSYS Fluent. Caso de aplicación Proyecto Hidroeléctrico SopladoraDávalos Fassler, Emilio Tomashttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/206572020-01-20T15:52:57Z2020-01-13T00:00:00ZTítulo: Modelo numérico CFD del túnel de carga, tubería a presión y distribuidores utilizando el paquete computacional ANSYS Fluent. Caso de aplicación Proyecto Hidroeléctrico Sopladora
Autor: Dávalos Fassler, Emilio Tomas
Resumen: The Hydroelectric Power Plant Sopladora receives the turbine waters from the AB phase of the Hydroelectric Powerplant Paute Molino. This flow is carried by a hydraulic pressure system. The geometry and sketch that were developed during the design stage of the hydroelectric Sopladora but at the construction stage due to geological, economic and construction factors, among others, they were modified. This is why it’s necessary to evaluate and quantify the energy losses using a NUMERICAL MODELING CFD (Ansys Fluent) of the geometry and the sketch.
The differences of the final sketch with the original sketch are seen on the first 732 meters of the section, the whole section has a total length of 5497.85 meters, the dimensions of the bottom of the interconnection chamber (1297 m.a.s.l.) and that of the pressure conduit (924 m.a.s.l. to the axis of the turbines) are the same in both conductions.
The difference in ENERGY LOSS between both conductions in the worst-case scenario (E1) is 12.00 centimeters. The conduction of the original sketch is more EFFICIENT, however, given the similarity of the data obtained in both designs, the geology, construction factors, among others are predominant to determine the proper design for the conduction.
Descripción: La central HIDROELECTRICA SOPLADORA recibe las aguas turbinadas de la fase AB de la hidroeléctrica Paute - Molino, este caudal es conducido por un sistema hidráulico a presión, cuya geometría y trazado fue desarrollado durante la etapa de diseño de la hidroeléctrica, sin embargo, durante la etapa de construcción por factores geológicos, económicos, constructivos, entre otros, se modificó el TRAZADO y la GEOMETRÍA, por tal motivo es necesario evaluar y cuantificar las pérdidas energéticas mediante una MODELACIÓN NUMÉRICA CFD (Ansys Fluent) tanto para la geometría original como definitiva.
Las diferencias del trazado definitivo con el trazado original se encuentran en los primeros 732 metros en una conducción cuya longitud total es de 5497.85 metros, las cotas del fondo de la cámara de interconexión (1297 msnm) y la de los conductos forzados (924 msnm al eje de las turbinas) son iguales en ambas conducciones. La diferencia de las PÉRDIDAS ENERGÉTICAS entre ambas conducciones en el peor escenario (E1) es de 12.00 centímetros.
La conducción con trazado original es más EFICIENTE, sin embargo, dada la semejanza de los datos obtenidos en ambos trazados la geología, factores constructivos, entre otros son predominantes para determinar el trazado adecuado para la conducción.2020-01-13T00:00:00ZModelación numérica tridimensional del medidor de caudal tipo Palmer-Bowlus aplicando el programa Flow 3DSilva Bastidas, Roberto Carloshttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/203852019-07-24T19:48:11Z2019-04-09T00:00:00ZTítulo: Modelación numérica tridimensional del medidor de caudal tipo Palmer-Bowlus aplicando el programa Flow 3D
Autor: Silva Bastidas, Roberto Carlos
Resumen: The Palmer-Bowlus flume was design in 1936 and it is a variation of the Venturi flume used in sewer systems where it is not possible modified the invert of the sewer pipe, in the market we can buy Palmer-Bowlus flumes as one piece structure that came with it discharge curve but this flumes have a cost and this cost increment the cost of the sewer system. Taking in to account the physical model did by (Torres & Vásquez, 2010), we make a three dimensional model, we calibrate the model and obtain the methodology need it to obtain the rating curves of four Palmer-Bowlus flumes, we chose the pipe diameter base in the information provided by the EPMAPS that information is the sewer systems in the Quito city.
Descripción: El medidor Palmer-Bowlus fue desarrollado en 1936 y es una adaptación del medidor Venturi para uso en alcantarillados donde no haya como modificar la solera del alcantarillado, en el mercado existen aforadores tipo Palmer-Bowlus de una sola pieza, cada aforador se suministra con su respectiva curva de descarga incrementando el costo de los proyectos de alcantarillado. Tomando como base el modelo físico realizado por (Torres & Vásquez, 2010) se realizó el modelo tridimensional, se calibro y se obtuvo la metodología necesaria, para obtener las curvas de descarga de cuatro medidores Palmer-Bowlus en base a diámetros de tubería comercial, el escogimiento de estos diámetros se basa en la información provista por la EPMAPS, sobre las redes de alcantarillado del Distrito Metropolitano de Quito.2019-04-09T00:00:00ZRedes neuronales artificiales aplicadas a la modelación precipitación – escurrimiento de la cuenca de Humboldt en el volcán AntisanaAguilar Alegría, Alexis Gabrielhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/202572019-06-04T15:14:12Z2019-04-15T00:00:00ZTítulo: Redes neuronales artificiales aplicadas a la modelación precipitación – escurrimiento de la cuenca de Humboldt en el volcán Antisana
Autor: Aguilar Alegría, Alexis Gabriel
Resumen: The hydrological behavior of the Humboldt basin in the Antisana volcano allows us to know the existing amount of the its flow, for downstream use, for example, the La Mica Quito-Sur that supplies potable water to the southern part of the city of Quito (750.000 hab). Therefore, to determine the surface runoff of this basin, the Rainfall-Runoff relationship was applied applying a methodology of the Artificial Neural Networks (ANN), which is a “Black Box” type model, which only uses representative input and output data and through the dense interconnection of simple computational elements known as "neurons", in combination with algorithms and training functions allow the network to work as a model that solves nonlinear and highly complex problems. To implement ANN, the NN-Toolbox of the Matlab platform was used, which provides a wide variety of alternatives in the training and validation of the network. The input data used are: rainfall, flows and temperaturas; while, the objective data (outputs) are the flows at the point of closure of the Humboldt basin. Finally, the time interval for ANN modeling is given in days.
Descripción: El comportamiento hidrológico de la cuenca de Humboldt en el volcán Antisana permite conocer la cantidad existente de su caudal, para aprovechamiento aguas abajo por ejemplo, el proyecto La Mica Quito-Sur que abastece de agua potable a la parte sur de la ciudad de Quito (750.000 hab). Por ello, para determinar el escurrimiento superficial de esta cuenca se utilizó la relación Precipitación-Escurrimiento aplicando una metodología de Redes Neuronales Artificiales (RNA), la cual es un modelo tipo “Caja Negra”, que únicamente usa datos de entrada y salida representativos y, por medio de la densa interconexión de simples elementos computacionales conocidos como “neuronas”, en combinación con algoritmos y funciones de entrenamiento, permite que la red trabaje como un modelo que resuelve problemas no lineales y altamente complejos. Para aplicar RNA se utilizó la herramienta NN-Toolbox de la plataforma Matlab, la cual entrega una amplia variedad de alternativas en la etapa de entrenamiento y validación de la red. Los datos de entrada utilizados son: precipitaciones, caudales en subcuencas y temperaturas; mientras que, los datos objetivos (salidas) son los caudales en el punto de cierre de la cuenca Humboldt. Finalmente, el intervalo de tiempo para la modelación de la RNA está dado en días.2019-04-15T00:00:00ZEvaluación de la influencia de la incorporación de datos de precipitación satelital (TMPA-3B42R) sobre la simulación hidrológica a escala diaria en la cuenca alta del río GuayllabambaOrtega Realpe, Horacio Miguelhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/200722019-07-02T14:55:38Z2019-01-14T00:00:00ZTítulo: Evaluación de la influencia de la incorporación de datos de precipitación satelital (TMPA-3B42R) sobre la simulación hidrológica a escala diaria en la cuenca alta del río Guayllabamba
Autor: Ortega Realpe, Horacio Miguel
Resumen: The aim of this study focuses on the analysis of the relevance of using satellite precipitation data, from products TMPA-3B42 (V.7) and complementarily IMERG (V.4), to reduce the uncertainty in hydrological modeling. The utility is evaluated for the improvement of the performance of the continuous modeling, on a daily basis, of the upper Guayllabamba river basin. Products have been rectified through the Bias correction method of Arias-Hidalgo et al., (2013) and nonparametric corrections of Nerini et al., (2015). Then, through the HEC-HMS, the semi-distributed model has been built, calibrated at a time of less anthropic effect (1981-1985), with data from the INAMHI network, as a strategy to simulate the least disturbed hydrological response.
Subsequently, the extended modeling was carried out in the 2006-2010 (TMPA) and 2014-2015 (TMPA and IMERG) periods, with 5 scenarios per product, including the INAMHI base, the incorporated raw product, and the 3 proposed corrections. The comparative analysis of satellite data performance shows that the TMPA product is effective to densify the network of INAMHI stations, according to the statistical indicators, like the increment of Nash-Sutcliffe coefficient. Additionally, it is verified that, in spite of the improvements of the IMERG product, it is not yet calibrated to adequately represent the variability of precipitation at the study location.
Descripción: El estudio analiza la utilización de datos satelitales de precipitación, para reducir la incertidumbre en la modelación hidrológica. Se evalúa los productos satelitales TMPA-3B42 (V.7) y, complementariamente, el producto IMERG (V.4), en la modelación continua, a nivel diario, de la Cuenca Alta del Río Guayllabamba. Estos productos han sido rectificados por el método de corrección de Sesgo de Arias-Hidalgo et al., (2013) y las correcciones no paramétricas de Nerini et al., (2015). El modelo hidrológico semidistribuido, en HEC-HMS, fue calibrado, para representar una respuesta hidrológica menos perturbada por efecto antrópico (1981-1985), con datos de la red INAMHI. Posteriormente, se ejecutó la modelación, en los periodos de 2006-2010 (TMPA) y 2014-2015 (TMPA e IMERG), con 5 escenarios por producto, que incluyen la base INAMHI, el producto crudo, y 3 correcciones propuestas. El análisis de desempeño, permite evidenciar que, el producto TMPA es efectivo para densificar la red de estaciones terrestres, de acuerdo a los indicadores estadísticos, como el aumento del índice de Nash-Sutcliffe (NSE), respecto a la Base INAMHI. Asimismo, permite valorar los métodos de corrección. Adicionalmente se comprueba que, las mejoras del producto IMERG, tanto en resolución espacial, temporal y de detección, aún no están calibradas para representar adecuadamente la variabilidad de la precipitación en el sitio de estudio.2019-01-14T00:00:00ZPlanteamiento de una metodología para el cálculo de un índice de calidad del agua para el río Machángara, cuenca alta del GuayllabambaTorres Hinojosa, Cristina Aracelyhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/194982019-04-07T12:27:35Z2018-06-26T00:00:00ZTítulo: Planteamiento de una metodología para el cálculo de un índice de calidad del agua para el río Machángara, cuenca alta del Guayllabamba
Autor: Torres Hinojosa, Cristina Aracely
Resumen: The objective of the project is to develop a methodology for the calculation of a water quality index (WQI) for the Machángara river, located in the upper basin of the Guayllabamba, within the DMQ, applying descriptive statistics, correlations and multivariate analysis. The study was carried out with the data provided by the EPMAPS from monthly monitoring campaigns in the Machángara river during the years 2002 - 2007 in seven monitoring stations. For this, the database of physical-chemical and bacteriological parameters was consolidated, using descriptive statistical tools and agglomerative hierarchical clustering analysis (CA) for the grouping of similar stations. For the selection of WQI variables, statistical criteria were combined (analysis of main components and factor analysis), bibliographic research and analysis of applicable national regulations. Then the model for the calculation of the WQI was selected, with which the quality of the river was assessed. Finally, the adapted ICA was evaluated applying sensitivity analysis and comparing it with the WQI of the NSF of the United States. An ICA consisting of nine variables was obtained, under the model of the Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME), adapted to the region of study.
Descripción: El objetivo del proyecto es desarrollar una metodología para el cálculo de un índice de calidad de agua (ICA) para el río Machángara, localizado en la cuenca alta del Guayllabamba, dentro del DMQ, aplicando estadística descriptiva, correlaciones y análisis multivariante. El estudio se llevó a cabo con los datos suministrados por la EPMAPS a partir de campañas de monitoreo mensuales en el río Machángara durante los años 2002 – 2007 en siete estaciones de monitoreo. Para ello, se consolidó la base de datos de los parámetros físico-químicos y bacteriológicos, utilizando herramientas estadísticas descriptivas y análisis clúster jerárquico aglomerativo (CA) para la agrupación de estaciones similares. Para la selección de las variables del ICA se conjugaron criterios estadísticos (análisis de componentes principales y análisis de factores), investigación bibliográfica y análisis de la normativa nacional aplicable. Luego se seleccionó el modelo para el cálculo del ICA, con el que se valoró la calidad del río. Finalmente, se evaluó el ICA adaptado aplicando análisis de sensibilidad y comparándolo con el ICA de la NSF de Estados Unidos. Se obtuvo un ICA conformado por nueve variables, bajo el modelo de la Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME), adaptado a la región de estudio.2018-06-26T00:00:00ZEstudio de los Requerimientos Hidráulicos de las Especies de Macroinvertebrados Bentónicos existentes en los microhábitats de ríos de páramo, caso de estudio: Río JatunhuaycoRojas Vásquez, Danny Raúlhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/194952019-04-08T01:36:55Z2018-06-26T00:00:00ZTítulo: Estudio de los Requerimientos Hidráulicos de las Especies de Macroinvertebrados Bentónicos existentes en los microhábitats de ríos de páramo, caso de estudio: Río Jatunhuayco
Autor: Rojas Vásquez, Danny Raúl
Resumen: The objective of this research is to determine the influence of hydrometeorological and hydraulic factors on the diversity of benthic macroinvertebrates existing in the microhabitats of Paramo Rivers, through the use of statistical tools. Considering the wide coverage and complexity that this type of ecosystems possess, the micro-basin of the Jatunhuayco River, located within the Antisana basin, province of Pichincha, Quito canton, was considered as a case study, in the UTM WGS84 coordinates of 9’945.008,11 N; 807.755,47 E, average altitude of 4.135 meters above sea level and area of 40.94 km2, due to the hydraulic, hydrological, relief and biological conditions similar to those of páramo rivers. As results, the general characterization of the study area is presented, based on the compilation and processing of biological, physical - chemical, hydrological and hydraulic information existing and raised in the field; analysis of water quality according to the taxonomy of macroinvertebrate families and physicochemical parameters; generation of standardized hydraulic preference curves, which allow establishing a relationship between the density of benthic macroinvertebrates and fundamental hydraulic parameters such as speed, depth and composition of the substrate and the conceptual hydrological model generated from existing information that allows analyzing the hydrometeorological variation present in the study area, based on series of continuous monthly average data, by means of the estimation of maximum, average and minimum rainfall and temperatures, in addition to maximum, average, minimum and ecological flows, through empirical methods.
Descripción: La presente investigación tiene como objetivo el determinar la influencia de los factores hidrometeorológicos e hidráulicos en la diversidad de macroinvertebrados bentónicos existentes en los microhábitats de ríos de páramo, a través del uso de herramientas estadísticas. Considerando la amplia cobertura y complejidad que este tipo de ecosistemas poseen, se consideró como caso de estudio a la microcuenca del río Jatunhuayco, ubicada dentro de la cuenca del Antisana, provincia de Pichincha, cantón Quito, en las coordenadas UTM WGS84 de 9’945.008,11 N; 807.755,47 E, altitud media de 4.135 msnm y área de 40,94 km2. Como resultados se presenta la caracterización general de la zona de estudio, a partir de recopilación y procesamiento de información biológica, físico – química, hidrológica e hidráulica existente y levantada en campo; análisis de la calidad del agua de acuerdo a la taxonomía de las familias de macroinvertebrados y parámetros físico – químicos; generación de curvas de preferencia hidráulicas normalizadas, que permitan establecer una relación entre la densidad de macroinvertebrados bentónicos y parámetros hidráulicos fundamentales como: velocidad, profundidad y composición de sustrato y modelo hidrológico conceptual generado a partir de información existente que permita analizar la variación hidrometeorológica presente en la zona de estudio, a partir de series de datos continuos medios mensuales, por medio de la estimación de precipitaciones y temperaturas máximas, medias y mínimas, además de caudales máximos, medios, mínimos y ecológicos, a través de métodos empíricos.2018-06-26T00:00:00ZModelación numérica con OpenFOAM del flujo de los paneles sumergidos y comparación numérica – experimentalLasso Molina, Carlos Albertohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/192182019-04-07T17:38:04Z2018-02-21T00:00:00ZTítulo: Modelación numérica con OpenFOAM del flujo de los paneles sumergidos y comparación numérica – experimental
Autor: Lasso Molina, Carlos Alberto
Resumen: Submerged panels are transverse structures in the river bed that have proven to be a simple, economical and reliable technical solution, in terms of the results obtained. They control the deposition of the sediment, for example, in the case of curves or meanders, to counteract the effect of centrifugal acceleration and thus avoid the erosion of the external bank and the deposits in the internal one. Channel stabilization occurs in terms of its alignment, generating a vortex that spirals downstream in the flow, whose helical secondary movement brings associated changes in the shear stresses in the bed that modify the topography of the bottom. Based on the doctoral thesis of Hamad Khaled (2015), Submerged Vanes Turbulence, Experimental Analysis, was modeled numerically with OpenFOAM free software, to obtain parameters such as velocities and pressures and compare them with the experimental results. Applied the RANS method and the turbulence sub model k - ω SST were obtained after several simulations and variations, results that without being exact correspond in terms of the same order of magnitude with the measured ones, with which it can be concluded the validity of the numerical simulation as an option to develop within the Hydraulics.
Descripción: Los paneles sumergidos son estructuras transversales en el lecho del río que han demostrado ser una solución técnica simple, económica y fiable, en términos de los resultados obtenidos. Controlan el depósito del sedimento logrando por ejemplo en el caso de las curvas o meandros contrarrestar el efecto de la aceleración centrífuga y evitar así la erosión de la banca externa y los depósitos en la interna. Se produce la estabilización del cauce en términos de su alineamiento, al generar un vórtice que se desarrolla en espiral hacia aguas abajo en el flujo, cuyo movimiento secundario helicoidal trae asociado cambios en los esfuerzos cortantes en el lecho que modifican la topografía del fondo.
Sobre la base de la tesis doctoral de Hamad Khaled (2015), Submerged Vanes Turbulence, Experimental Analysis, se modeló numéricamente con el software libre OpenFOAM, para obtener parámetros como velocidades y presiones y compararlos con los resultados experimentales. Aplicado el método RANS y el submodelo de turbulencia k – ω SST se obtuvieron luego de varias simulaciones y variaciones, resultados que sin ser exactos se corresponden en términos del mismo orden de magnitud con los medidos, con lo cual se puede concluir la validez de la simulación numérica como una opción a desarrollar dentro de la Hidráulica.2018-02-21T00:00:00ZDefinición de perímetros de protección en cuencas hidrográficas mediante modelación hidrológica conceptual: caso de la cuenca Jatunhuaycu en las cercanías del volcán AntisanaJumbo Cárdenaz, Yandri Joséhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/191442019-04-07T13:46:41Z2018-02-02T00:00:00ZTítulo: Definición de perímetros de protección en cuencas hidrográficas mediante modelación hidrológica conceptual: caso de la cuenca Jatunhuaycu en las cercanías del volcán Antisana
Autor: Jumbo Cárdenaz, Yandri José
Resumen: The assessment of water availability is important in the integral management of water resources. Such availability can be assessed using hydrological models. The objective of this work is to determine the contributory recharge areas of the hydrographic basins within the Jatunhuaycu experimental unit, that contribute to "La Mica Quito Sur" catchment system, which is indispensable for the water supply to the city of Quito. The contributory areas were determined using a modified GR4J deterministic hydrological model, which allows the simulation of the experimental unit daily flow, as well of three of its micro basins daily flow. The calibration of this model, allowed the estimation of a coefficient that relates the basin areas with their respective contribution area to the overall basin discharge. The implementation of the GR4J model requires daily series of precipitation and evapotranspiration as inputs, and discharge series for its calibration. The results of the simulations show that the four basins have losses in form of deep percolation and that consequently, their recharge surfaces are smaller than their respective hydrographic basin (between 50.5% and 79.0%). Losses in these basins, which are possibly related to the presence of the Yacupamba geological formation and to marsh areas.
Descripción: La evaluación de la disponibilidad hídrica es importante en la gestión integral de los recursos hídricos. Dicha disponibilidad se puede evaluar mediante el uso de modelos hidrológicos. Este trabajo tiene como objetivo determinar las áreas de recarga contributivas de las cuencas hidrográficas dentro de la unidad experimental Jatunhuaycu que aporta al sistema de captación “La Mica Quito Sur”. Las áreas contributivas se determinaron utilizando una modificación del modelo hidrológico determinístico agregado GR4J, permitiendo simular el caudal diario de la unidad experimental y de tres de sus microcuencas. La calibración de este modelo, permitió determinar un coeficiente que relaciona el área de las cuencas con su respectiva área de contribución al caudal de las mismas. Para la implementación del modelo GR4J se usó series diarias de precipitación y evapotranspiración como entradas del mismo, y series de caudales para su calibración. Los resultados de las simulaciones muestran que en las cuatro cuencas existen pérdidas por percolación profunda y que por consecuencia, sus superficies de recarga son menores al tamaño de real de las mismas (entre 50,5 % y 79,0 %). Las pérdidas en estas cuencas, posiblemente se relacionan con la presencia de la formación geológica de Yacupamba y zonas lacustres y palustres.2018-02-02T00:00:00ZDefinición de mapas de afectación por flujo de lahares primarios, mediante el uso de modelación numéricaVera Romero, Pablo Albertohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/188772019-04-08T04:04:09Z2017-10-30T00:00:00ZTítulo: Definición de mapas de afectación por flujo de lahares primarios, mediante el uso de modelación numérica
Autor: Vera Romero, Pablo Alberto
Resumen: The eruptive activity of the Cotopaxi volcano is characterized by earthquakes related to the movement of fluids inside the volcano, emission of sulfur dioxide (SO2) and surface activity (gas, ash and solid material emission), which can generate lahar flow from the top of the volcano to lower zones. With a relatively large period of recurrence (last significant eruption is recorded by June 1877), that is to say, 140 years until the current period of reactivation, human settlements and infrastructure associated with them have developed along the riverbeds and plains that naturally correspond to the drainage, where lahar flows go through them from the volcano. The main objective of this work is to generate updated, useful and accurate information regarding the areas that would be affected by a possible volcanic eruption and based on the results obtained with the one-dimensional numerical simulation for non-permanent flow using the HEC-RAS program, to prepare georeferenced and updated maps of the affected areas generated by the primary lahar flows in the south flank, using as topographic basis a digital elevation model with the best spatial resolution available
Descripción: La actividad eruptiva del volcán Cotopaxi se caracteriza por sismos relacionados con el movimiento de fluidos al interior del mismo, emisión de dióxido de azufre (SO2) y actividad superficial (emisión de gas, ceniza y material sólido) que puede generar lahares desde la parte alta del volcán hacia zonas de menor elevación. Al tener un periodo de recurrencia relativamente amplio (última erupción significativa registrada en junio de 1877), es decir 140 años transcurridos hasta el actual período de reactivación, tanto los asentamientos humanos como la infraestructura asociada a ellos se han desarrollado a lo largo de los cauces de los ríos y llanuras que naturalmente corresponden a los drenajes por donde atraviesan los flujos laháricos. El objetivo del trabajo de titulación es generar información actualizada, útil y precisa en relación a las zonas que serían afectadas por una posible erupción y en base a los resultados obtenidos con la simulación numérica unidimensional para flujo no permanente utilizando el programa HEC-RAS, elaborar mapas georreferenciados y actualizados de las zonas de afectación generadas por el flujo de lahares primarios en el drenaje sur, empleando como base topográfica un modelo digital de terreno con la mejor resolución espacial disponible.2017-10-30T00:00:00ZInfluencia de la sobrevelocidad en las sobrepresiones que se presentan en los sistemas hidráulicos de las centrales hidroeléctricas equipadas con turbinas FrancisJara Samaniego, Luis Fernandohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/188222019-04-08T03:39:56Z2017-10-05T00:00:00ZTítulo: Influencia de la sobrevelocidad en las sobrepresiones que se presentan en los sistemas hidráulicos de las centrales hidroeléctricas equipadas con turbinas Francis
Autor: Jara Samaniego, Luis Fernando
Resumen: At initial stages of a hydroelectric plant study, besides to perform the design of civil works, important non-permanent flow analyses must be carried out. Such analyses comprise the operation of the hydraulic system and the electro mechanic equipment, including the study of overpressure and over speed that may occur during a load rejection of turbines. When a power plant is equipped with Pelton turbines, the flow variation during the shutdown can be studied applying the sequence of injectors and its rating curve; while for reaction turbines, the analysis is more complex, as the flow rate depends, not only on the opening of wicket gates, but also on the speed of rotation, which increases rapidly during load rejections as the generator torque disappears. To overcome the strong limitation on turbine data availability, several researchers have developed simplified methods to replace the use of turbine characteristic curves by simpler equations. One of them is the so called variable discharge orifice method (Ramos, 2002), developed to be applied to small power plants. Present article analyzes the applicability of the method for designing medium and large hydroelectric power plants, by comparing its performance with measurements made in two prototypes.
Descripción: En los estudios iniciales de una central hidroeléctrica, además del diseño civil de las obras, se deben ejecutar importantes análisis de flujo no permanente, los cuales involucran el examen del funcionamiento del sistema hidráulico y del equipo electromecánico, entre ellos la sobrepresión y sobrevelocidad que se presentan durante los rechazos de carga. En centrales con turbinas Pelton, la variación del caudal durante el cierre de la turbina puede estudiarse aplicando la secuencia y curva de descarga de los inyectores; para turbinas a reacción el análisis es más complejo: el caudal no solo depende de la apertura de los álabes, sino también de la velocidad de giro, que durante un rechazo de carga se incrementa rápidamente al desaparecer el torque del generador. La disponibilidad de datos de las turbinas es una fuerte limitación que varios investigadores han buscado superar mediante el desarrollo de métodos simplificados que sustituyan las curvas características de las turbinas por ecuaciones más sencillas, una de ellas es la del orificio de descarga variable, aplicable a pequeñas centrales (Ramos, 2002). En el presente artículo se analiza la aplicabilidad del método en centrales de mayor potencia y se evalúa su efectividad mediante la comparación con mediciones efectuadas en dos prototipos2017-10-05T00:00:00ZEvaluación del modelo hidrológico HEC-HMS para la predicción hidrológica y de crecidas, en la cuenca baja del río CañarArteaga Naranjo, Miguel Oswaldohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/183652019-04-08T03:38:24Z2017-08-24T00:00:00ZTítulo: Evaluación del modelo hidrológico HEC-HMS para la predicción hidrológica y de crecidas, en la cuenca baja del río Cañar
Autor: Arteaga Naranjo, Miguel Oswaldo
Resumen: Puerto Inca Town is located in the central-northern part of Ecuador, in Litoral region. For several years, Puerto Inca has suffered from the effects of the increase in water levels of Cañar River, all of which has been exacerbated due to the natural phenomenon El Niño. The purpose of this study is to execute the Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) for hydrological forecast and flash flooding events of Cañar River Basin. The HEC-HMS software, divided the basin in nine Subbasin according to their fluvial network. To develop the model, several methods were considered: SCS Number of Curve to measure runoff loss due to infiltration, Muskingum Method for flooding routing analysis; and Snyder, SCS and Clark synthetic hydrographs to transform direct rainfall into runoff. In order to calibrate the model, it was considered the March, 30th, 2014 flash flooding event recorded by H0472-Puerto Inca hydrologic station. The outcomes conclude that the most accurate modelling parameters were obtained by Clark Hydrograph, and its validation was possible by replicating the modelling four times for later flooding events; two of which were reproduced satisfactorily.
Descripción: El poblado de Puerto Inca está ubicado en el centro occidental del Ecuador, ha sufrido por varios años los efectos de la crecida del río Cañar, los cuales se ha agravado con la presencia del Fenómeno del Niño. La finalidad de este trabajo es desarrollar el modelo hidrológico lluvia-escorrentía Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling System (HEC-HMS) como insumo para el pronóstico hidrológico y de eventos de crecida en la cuenca del río Cañar. El modelo HEC divide a la cuenca en nueve subcuencas, según su red fluvial, y considera los siguientes métodos para el desarrollo de la simulación y reproducción del evento: SCS Número de Curva para la determinación de pérdidas de escorrentía por infiltración; método de Muskingum analiza el tránsito de caudales; los hidrogramas sintéticos Snyder, SCS y Clark transforman la lluvia a escorrentía directa. En la calibración del modelo se utilizó un evento de crecida ocurrido el 30 de marzo del 2014, registrado por la estación H0472-Puerto Inca. Los resultados indican que los parámetros óptimos de modelación se consiguen utilizando el hidrograma de Clark, y cuya validación se realizó reproduciendo el modelo en cuatro eventos de crecida posteriores, de los cuales solamente en dos, esta reproducción fue satisfactoria.2017-08-24T00:00:00ZEvaluación del producto de precipitación diaria TMPA 3B42 V7 para su aplicabilidad en la modelización hidrológica en el Ecuador utilizando diferentes metodologías de corrección de datosCórdova Tafur, Edgar Efrénhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/180662019-04-07T13:42:53Z2017-08-21T00:00:00ZTítulo: Evaluación del producto de precipitación diaria TMPA 3B42 V7 para su aplicabilidad en la modelización hidrológica en el Ecuador utilizando diferentes metodologías de corrección de datos
Autor: Córdova Tafur, Edgar Efrén
Resumen: The study intends to evaluate the applicability of the satellite precipitation product TMPA V7 for hydrological modeling in a basin with a lack of precipitation data, such as the Coca river basin. The TMPA V7 product at the daily time steps has been validated based on rainfall observations, showing that it presents better quantitative and qualitative statistical indicators in the low zone of the basin. Several correction methods for the daily TMPA V7 product have been applied (Mean Bias Correction, Double Kernel Smoothing, Kriging Coefficient and Kriging with External Drift). Subsequently, both the original TMPA V7 and the TMPA V7 corrections have been used to force the SWAT hydrologic model, showing that the Double Kernel Smoothing correction method produces discharges closer to those observed. Likewise, the dependence of the available rainfall observations on the methods of correction has been identified.
Descripción: El proyecto de investigación pretende evaluar la aplicabilidad de la precipitación satelital del producto TMPA V7 para la modelación hidrológica en una cuenca con escasez de datos de precipitación, como es el caso de la cuenca del río Coca. El producto de precipitación TMPA V7 a nivel diario ha sido validado en base a la precipitación observada mostrando que presenta mejores indicadores estadísticos cuantitativos y cualitativos en la zona baja de la cuenca. Diversos métodos de corrección para el producto TMPA V7 a nivel diario han sido aplicados (Mean Bias Correction, Double Kernel Smoothing, Coeficiente de corrección K y Kriging con External Drift). Posteriormente tanto el producto TMPA V7 original como las correcciones de TMPA V7 han sido utilizados para forzar el modelo hidrológico SWAT, mostrando que el método de corrección Double Kernel Smoothing produce los caudales más cercanos a los observados. Así mismo se identifica la dependencia en los métodos de corrección de las observaciones disponibles.2017-08-21T00:00:00ZSimulación Numérica Tridimensional del Flujo de Lahares Primarios en el Flanco Norte del Volcán CotopaxiTorres Jacobowitz, Cristina AlexandraVásquez Falcones, Eduardo Mauriciohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/175952019-04-07T13:37:21Z2017-08-04T00:00:00ZTítulo: Simulación Numérica Tridimensional del Flujo de Lahares Primarios en el Flanco Norte del Volcán Cotopaxi
Autor: Torres Jacobowitz, Cristina Alexandra; Vásquez Falcones, Eduardo Mauricio
Resumen: The main objective of the present titling project is to perform the three-dimensional numerical simulation of the transit of mud flows and debris of Volcanic origin resulting from a possible eruption of the Cotopaxi Volcano on the North Flank. We used the FLOW-3D computational package. The necessary parameters as: geomorphological bases, initial conditions, boundary conditions and meshes were obtained for further modeling simulation of the eruptive event of June 1877, called the calibration event. The results of flow levels were compared with field data of the traces of the eruptive event, to validate the model. Once the model was calibrated, the numerical modeling was performed for the most probable eruptive scenario. Because of the modeling, data were obtained on flow levels, maximum velocities, reservoir volumes, lahar arrival times and flood areas, with which updated flood maps were generated along the study area. In addition, a comparison of flood areas was carried out in the most densely populated area, with the results of the simulation in the IBER two-dimensional model and the comparison of the total flood area with the Threat Map Areas proposed by the Geophysical Institute of the EPN.
Descripción: El objetivo principal del presente proyecto de titulación es realizar la simulación numérica tridimensional del tránsito de flujos de lodo y escombros de origen Volcánico producto de una posible erupción del Volcán Cotopaxi en el Flanco Norte. Se utilizó el paquete computacional FLOW-3D, se obtuvieron los parámetros necesarios para la modelación como: base geomorfológica, condiciones iniciales, límites de frontera y mallados; para posteriormente simular el evento eruptivo de junio de 1877, denominado evento de calibración, los resultados de niveles de flujo se los comparó con datos de campo de los vestigios de dicho evento eruptivo, para validar el modelo. Una vez calibrado el modelo se realizó la modelación numérica para el escenario eruptivo más probable. Como resultado de las modelaciones se obtuvieron datos de niveles de flujo, velocidades máximas, volúmenes de depósito, tiempos de llegada de lahar y áreas de inundación, con las cuales se generaron mapas actualizados de inundación. Además, se realizó la comparación de áreas de inundación en la zona más densamente poblada, con los resultados de la simulación en el modelo número bidimensional IBER; y la comparación del área de inundación total con el Mapa de Amenazas propuesto por el Instituto Geofísico de la EPN.2017-08-04T00:00:00ZAnálisis del Flujo no permanente en una conducción de alta carga con ramificacionesSoria Pugo, María GabrielaPeña Cevallos, Patriciohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/175362019-04-08T03:37:15Z2017-07-28T00:00:00ZTítulo: Análisis del Flujo no permanente en una conducción de alta carga con ramificaciones
Autor: Soria Pugo, María Gabriela; Peña Cevallos, Patricio
Resumen: The project analyze the non - permanent flow in the line of driving water treatment plant PTAPP- water treatment plant PTAP1 and its derivations towards water treatment plant PTAP2 and water treatment plant PTAP3. Considering design flows, treatment plants and sequence of entry into operation of the Master Plan. The condition of non-permanent flow in the main line and its derivations employs the numerical simulation based on the method of the characteristics and conditions of edge; Using the software Bentley HAMMER V8i. The system is evaluated by a model for normal operation and three extraordinary events. The places where the problems of overpressure by valve closure are identified. The numerical model generated from the project data was entered into the Hammer V8i software, taking points every 100 m and nodes considered representative, such as the Calderón, Puengasí derivations, the discharge valves and the important crossings. Each node with its dimension value and each section with its length, diameter, roughness and localized loss coefficient. Also, the behavior patterns and closing rules of valves and optimal opening and closing times were entered. It optimizes the hydraulic structure and concludes with a financial analysis of the project.
Descripción: El proyecto analiza el flujo no permanente en la línea de conducción Planta de tratamiento PTAP – Planta PTAP1 y sus derivaciones hacia PTAP2 y PTAP3. Considerando caudales de diseño, plantas de tratamiento y secuencia de entrada en operación del Plan Maestro. La condición de flujo no permanente en la línea principal y sus derivaciones emplea la simulación numérica basada en el método de las características y condiciones de borde; utilizando el software Bentley HAMMER V8i. El sistema se evalúa mediante un modelo para operación normal y tres eventos extraordinarios. Se identifica el lugar donde se presentan los problemas de sobrepresión por el cierre de válvulas. El modelo numérico generado a partir de los datos del proyecto fue ingresado, al software Hammer V8i, tomando puntos cada 100 m y nodos considerados representativos, como las derivaciones PTAP2, PTAP3, en las válvulas de descarga y los cruces importantes. Cada nodo con su valor de cota y cada tramo con su longitud, diámetro, rugosidad y coeficiente de pérdida localizada. También, se ingresó los patrones de comportamiento y reglas de cierre de válvulas y tiempos óptimos de apertura y cierre. Se optimiza la estructura hidráulica y concluye con un análisis financiero del proyecto.2017-07-28T00:00:00ZModelación numérica en tres dimensiones de flujo en las compuertas de la captación del proyecto Toachi - Pilatón aplicando dinámica de fluidos computacional (CFD)Aulestia Alarcón, Carlos Andréshttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/174822019-04-07T13:37:09Z2017-07-12T00:00:00ZTítulo: Modelación numérica en tres dimensiones de flujo en las compuertas de la captación del proyecto Toachi - Pilatón aplicando dinámica de fluidos computacional (CFD)
Autor: Aulestia Alarcón, Carlos Andrés
Resumen: In present times, there is a great interest in the development of computational technology to solve all kinds of problems in engineering and design, allowing to analyze a great amount of information in short times, permitting in turn to generate better designs, more reliable and in many cases more economical and functional analysis. In the field of computational fluid dynamics, there has been a breakthrough in solving complex equations that govern fluids with numerical models, which can, with some degree of approximation, deliver reliable results of the hydraulic operation of the Complex structures analyzed. These tools are already available to ordinary users and allow, with the proper use and correct validation with a physical model, to verify the operation and optimize the dimensions of the hydraulic structures of the civil structures that need to be studied with the flow of water on them. The present research will concentrate on analyzing the theoretical basis of computational fluid dynamics (CFD), which allows the fluid solution in mid-moving numerical models; And determine its application in the design and optimization of hydraulic structures, specifically in the intake structure of the Toachi Pilaton hydroelectric project, with the purpose of generating a plan of operation of the radial cleaning gates.
Descripción: Actualmente, existe un gran interés en el desarrollo de la tecnología computacional para resolver todo tipo de problemas en la ingeniería y el diseño, permitiendo analizar una gran cantidad de información en tiempos cortos, permitiendo a su vez generar mejores diseños, más confiables y en muchos casos más económicos y funcionales. En el campo de la dinámica de fluidos computacional ha existido un gran avance en la resolución de las ecuaciones complejas que gobiernan a los fluidos mediante el uso de modelos numéricos que pueden, con cierto grado de aproximación, entregar resultados confiables del funcionamiento hidráulico de las estructuras complejas analizadas. Estas herramientas se encuentran ya al alcance de los usuarios comunes, y permiten, con el uso apropiado y una correcta validación con un modelo físico, verificar el funcionamiento y optimizar las dimensiones de las estructuras hidráulicas de las obras civiles que requieren ser estudiadas con el paso del agua sobre estas. La presente investigación se concentra en analizar la base teórica de la dinámica de fluidos computacional (CFD), que permite la solución de fluidos en movimiento mediana modelos numéricos; y determinar su aplicación en el diseño y optimización de obras hidráulicas, específicamente en la captación del proyecto hidroeléctrico Toachi Pilaton, con el propósito de generar un plan de operación de las compuertas de limpieza.2017-07-12T00:00:00ZDeterminar la Metodología para la Evaluación Social de Proyectos Multipropósito en EcuadorPantoja Álvarez, Fernanda Licethhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/174472019-04-07T13:29:43Z2017-04-06T00:00:00ZTítulo: Determinar la Metodología para la Evaluación Social de Proyectos Multipropósito en Ecuador
Autor: Pantoja Álvarez, Fernanda Liceth
Resumen: This research compares several social evaluation methodologies about multipurpose projects established in Ecuador to identify the most accurate procedure suited to the national reality, considering that the main objective of this sort of projects is improving the quality of life of the beneficiary population. In its social equity development model, it was not possible to set a specific methodology that contemplates all the benefits and supplies that a multipurpose project can provide to the communities. The considered methodologies are applied to the particular case of study in the Multipurpose Project Olmedo; where the results are compared and finally the method that shows better the evidence for the population’s benefits for this project is recommended
Descripción: El presente trabajo de titulación pretende comparar entre varias metodologías de evaluación social de proyectos multipropósito en el Ecuador la que mejor se adapte a la realidad nacional tomando en cuenta que el principal objetivo de este tipo de proyectos es el de mejorar la calidad de vida de los habitantes quienes se ven beneficiados. Se han desarrollado enfoques alternativos al enfoque de eficiencia en cuanto a la evaluación social de proyectos, pese a ello, no se ha logrado incluir en ellos todos los beneficios y costos que un proyecto multipropósito puede generar en la población. Las metodologías se aplican a un caso de estudio en particular, el Proyecto Multipropósito Olmedo, se comparan resultados y se recomienda la opción en la que se evidencia de mayor manera los beneficios en la población que se ve beneficiada del proyecto.2017-04-06T00:00:00ZAnálisis de la geomorfología fluvial en el Río Coca en el periodo 1969 - 2016: influencia de eventos geodinámicos y antrópicosMaldonado Albuja, Diego Javierhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/171772017-03-31T20:46:41Z2017-03-23T00:00:00ZTítulo: Análisis de la geomorfología fluvial en el Río Coca en el periodo 1969 - 2016: influencia de eventos geodinámicos y antrópicos
Autor: Maldonado Albuja, Diego Javier
Resumen: The main objective of this project is to examine the nature of the change of the forms of the channel in the short term (1969 to 2016), for a stretch of the Coca River and some of its tributaries (Rio Salado and Rio Quijos), and relate the geodynamic and anthropogenic affectations in the hydrographic basin studied. Considering that the river systems generate the drag of materials naturally or by the actions of human beings, it is necessary to analyze the reasons or the causes of the variation, reason why the use of images or orthophotos allow the assessment and description of the environment, for ejecution of this work was used the supervised image classification method to know the elements in the area of interest.
Descripción: El principal objetivo del proyecto es examinar la naturaleza del cambio de las formas del canal en el corto plazo (1969 al 2016), para un tramo de Río Coca y parte de sus tributarios (Río Salado y Río Quijos), y relacionarlo con las afectaciones geodinámicas y antropogénicas en la cuenca hidrográfica de estudio. Al considerar que los sistemas fluviales generan arrastre de materiales de forma natural o por el accionar del ser humano, es necesario analizar las razones o los causantes de la variación, motivo por el cual el uso de imágenes u ortofotos permiten la valoración y descripción del entorno, por lo que para la ejecución de este trabajo se realizó la clasificación supervisada de imágenes para poder conocer los elementos presentes en el área de interés.2017-03-23T00:00:00ZPropuesta de un plan estratégico para la gestión de los recursos hídricos de la cuenca del río Coca, zonas alta y media, basada en el estudio: economía de los ecosistemas y la biodiversidad (TEEB)Fierro Conchambay, Vanessa Fernandahttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/170902019-04-07T13:25:47Z2017-03-08T00:00:00ZTítulo: Propuesta de un plan estratégico para la gestión de los recursos hídricos de la cuenca del río Coca, zonas alta y media, basada en el estudio: economía de los ecosistemas y la biodiversidad (TEEB)
Autor: Fierro Conchambay, Vanessa Fernanda
Resumen: This project is part of the TEEB-Coca watershed, and aims to develop a strategic plan for the management of water resources in the upper and middle Coca watersheds. The objective is obtained following the methodology proposed by the CAP-NET for the elaboration of strategic plans for water resources management, for the effect, the technical support was obtained the results of the biophysical modeling carried out by the project TEEB-Coca watershed, the political - legal support was formulated on the basis of the existing regulatory framework and the parameters to measure the impact of the implementation of the proposal were raised in terms of the of the Coca Codo hydroelectric power station functionality. The research starts by identifying the strategic vision of the national water and performing the analysis of the situation in the context of the study; based on this information, more convenient strategy of management was identified. The identified strategy was the creation of a Basin which deconcentrates the functions of the State and articulate the presence of different institutions related to the water within the basin. It stablishes strategies to ensure the financial sustainability of the proposal.
Descripción: Esta investigación forma parte del proyecto TEEB-Cuenca del Río Coca. Tiene como objetivo elaborar un plan estratégico para la gestión del recurso hídrico en las cuencas alta y media del río Coca. El objetivo se alcanzó siguiendo la metodología propuesta por la CAP-NET para la elaboración de planes estratégicos de GIRH; para el efecto, el soporte técnico se extrajo de los resultados de la modelaciones biofísicas realizadas por el proyecto TEEB-Cuenca del Río Coca, el sustento político - legal se formuló con base en el marco normativo vigente y los parámetros para medir las repercusiones de la aplicación de la propuesta se plantearon en términos del funcionamiento de la CHCCS.Se identificó la visión estratégica nacional del agua y se realizó el análisis de situación en el contexto del estudio; con esta base se definió la estrategia de gestión más conveniente a la realidad identificada, a continuación se realizó el análisis de escenarios para definir las repercusiones de la implementación del plan estratégico formulado. La estrategia identificada fue la creación de un Organismo de Cuenca que, como desconcentrador de las funciones del Estado, articule la presencia de los diferentes actores relacionados con el agua dentro de la cuenca.2017-03-08T00:00:00ZEvaluación de los caudales líquidos y de producción de sedimentos estimados con el modelo Soil Water Assessment Tool (SWAT) y su relación con los caudales líquidos y sólidos observadosTamayo García, Guido Gerardohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/170672019-04-08T01:22:51Z2017-02-09T00:00:00ZTítulo: Evaluación de los caudales líquidos y de producción de sedimentos estimados con el modelo Soil Water Assessment Tool (SWAT) y su relación con los caudales líquidos y sólidos observados
Autor: Tamayo García, Guido Gerardo
Resumen: This work presents the applicability of the hydrological model SWAT in the estimation of streamflow and sediment yield in the Coca basin, contributing to the largest hydroelectric project in Ecuador, Coca Codo Sinclair (1500 MW). The model was implemented with hydrometeorological and physical information of the basin. The model was calibrated for the period 1976-1983 and validated for the period 1984-1986 at station H0714 (Coca in San Rafael). The sensitivity analysis showed that pre- cipitation and solar radiation are the most sensitive parameters; however, the parameters: CH_K2, MSK_CO2, MSK_CO1, MSK_X, GW_REVAP, GWQMN, ALPHA_BF, GW_DELAY, SOL_AWC and CN2, also influenced in streamflow. The evaluation of the model for streamflow, showed satisfactory results with NSE=0.74 for the calibration period and NSE=0.62 for the validation period. The performance of the upstream model at station H0715 (Quijos Aj Bombon) was also evaluated, obtaining satisfactory results: NSE=0.84, for the calibration period and; NSE=0.67, for the validation period. Regarding sediment yield, the results indicate that SWAT simulated production values are approximately 3 orders of magnitude lower that the values of total sediment yield, estimated by INECEL (1992); showing that model underestimates sediment yield in this basin because MUSLE equation does not consider the influence of mass movement on sediment generation. This study concluded that SWAT has potential in hydrological applications. The results could be used as basis for land use and climate change comparative analysis.
Descripción: Este trabajo presenta la aplicabilidad del modelo hidrológico SWAT en la estimacion de caudales líquidos y de produccion de sedimentos en la cuenca del río Coca, aportante del proyecto hidroeléctrico Coca Codo Sinclair (1500 MW). El modelo fue implementado con información hidrometeorologica y física cartográfica. El modelo hidrologico fue calibrado para el periodo 1976-1983 y validado para el periodo 1984-1986 en la estación H0714 (Coca en San Rafael). El análisis de sensibilidad mostró que la precipitacion y la radiación solar son el parámetro más sensible; no obstante CH_K2, MSK_CO2, MSK_CO1, MSK_X, GW_REVAP, GWQMN, ALPHA_BF, GW_DELAY, SOL_AWC y CN2, también influenciaron en la respuesta del caudal. La evaluación del modelo mostró resultados satisfactorios con NSE=0.74 en la calibración y NSE=0,62 en la validación. Igualmente se evaluó el desempeño del modelo aguas arriba en la estacion H0715 (Quijos Aj Bombón), obteniéndose resultados satisfactorios: NSE=0.84 y NSE=0.67 para calibración y validación, respectivamente. Respecto a la producción de sedimentos, los resultados indican que los valores simulados son aproximadamente 3 órdenes de magnitud inferiores a los estimados por INECEL (1992), demostrando que el modelo subestima la producción en esta cuenca debido a que utiliza la ecuación de MUSLE no considera la influencia de los movimientos de masa en la generación de sedimentos. El estudio concluyó que el modelo SWAT tiene un potencial en aplicaciones hidrologicas y podría emplearse para estudios comparativos de cambio de uso de suelo o escenarios de cambio climático.2017-02-09T00:00:00ZModelación numérica del flujo rasante en una rápida escalonada aplicando la dinámica de fluidos computacional (CFD). Programa FLOW-3DCasa Tipán, Edwin Patriciohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/167672019-04-07T13:57:15Z2016-10-24T00:00:00ZTítulo: Modelación numérica del flujo rasante en una rápida escalonada aplicando la dinámica de fluidos computacional (CFD). Programa FLOW-3D
Autor: Casa Tipán, Edwin Patricio
Resumen: This work has as main objective to develop numerical modeling of skimming flow in a spillway stepped using the FLOW-3D commercial package. Currently the design of these structures is performed according to the use of empirical expressions obtained based on physical modeling and numerical modeling studies complementary flow over the stepped spillway with the support of a CFD code. In a numerical model, the calibration with a physical model is essential to validate the results of the fluid-dynamic variables. Numerical modeling is based on the general equation of motion and certain models representing the two-phase flow (water-air) in a stepped spillway. The combination of equations that adequately represent the characteristics of skimming flow and using the computer program are: continuity equation, equation of momentum, the algorithm VOF, the turbulence model k- RNG, the model air entrainment and model drift flux. Under these considerations comparing the numerical modeling results on physical modeling relatively shows good agreement.
Descripción: El presente estudio tiene como objetivo principal desarrollar la modelación numérica del flujo rasante en una rápida escalonada aplicando el paquete comercial FLOW-3D. Actualmente el diseño de estas estructuras se realiza en función del uso de expresiones empíricas obtenidas en base a la modelación física y estudios complementarios en modelación numérica del flujo sobre la rápida escalonada con apoyo de un código CFD. En un modelo numérico, la calibración previa con un modelo físico es fundamental para validar los resultados obtenidos de las variables fluido-dinámicas. La modelación numérica tiene como base la ecuación general del movimiento y ciertos modelos que representan el flujo bifásico (agua-aire) en una rápida escalonada. La combinación de ecuaciones que representan adecuadamente las características del flujo rasante y que utiliza el programa computacional son: La ecuación de continuidad, la ecuación de cantidad de movimiento, el algoritmo VOF, el modelo de turbulencia k- RNG, el modelo de introducción de aire y el modelo de esponjamiento del flujo. Bajo estas consideraciones la comparación de los resultados de la modelación numérico con la modelación física muestra relativamente una buena concordancia.2016-10-24T00:00:00ZBases y criterios para la determinación del caudal ecológico en ríos altoandinos tropicalesYépez Martínez, Verónica Valeriahttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/167492019-04-08T01:56:52Z2016-10-13T00:00:00ZTítulo: Bases y criterios para la determinación del caudal ecológico en ríos altoandinos tropicales
Autor: Yépez Martínez, Verónica Valeria
Resumen: The term ecological flow began to be used since 1970, and it was broosted in developed economies countries because rivers were fragmented because of building dams for water storage that later generates hydropower, water supply, irrigation, etc. In Ecuador the Republic Constitution considers this tendency and establishes the ecological flow in third priority order (after human consumption and irrigation for food sovereignty) since 2008 which sets a debate on the method of estimating this flow and its implementation at national level.
Descripción: El término caudal ecológico se lo comenzó a utilizar desde 1970 y fue impulsado en países de economías desarrolladas debido a que los ríos se fragmentaban por la construcción de represas para el almacenamiento del agua que luego serviría para la generación de energía hidroeléctrica, abastecimiento de agua potable, riego etc. En el Ecuador desde el año 2008, la Constitución de la República toma en consideración esta tendencia y establece en tercer orden de prelación al Caudal Ecológico (luego del consumo humano y riego para la soberanía alimentaria), lo que establece un debate respecto al método de estimación de este caudal y su aplicación a nivel nacional.2016-10-13T00:00:00ZAnálisis del flujo transitorio en sistemas de bombeoRíos Cando, Luis Enriquehttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/166482019-04-08T04:00:28Z2016-08-29T00:00:00ZTítulo: Análisis del flujo transitorio en sistemas de bombeo
Autor: Ríos Cando, Luis Enrique
Resumen: In the hydraulic design of pumping systems is very important analyze the water hammer phenomenon because it cause extreme stresses in the pipelines and serious damages in the turbo machinery; for this reason, is necessary understand this particular event: causes, effects and the main parameters knowing that the operation of the pumps define special boundary conditions. In this paper, we study the water hammer from the basics definitions to understand the events that take place when occurs transient flow induced by pumps operation; also described the fundamentals equations of the movement, the resolution by the method of characteristics and parameters necessary for simulation using a numerical model. The most common devices and structures for control and attenuation of transient flow in the pumping systems are described briefly, also various algorithms for these devices pre-dimensioning. Finally, a methodology is proposed for the development of a numerical model of transient flow of a pumping system in a commercial program, with the help of various tools created for this purpose. This methodology is applied to a specific problem.
Descripción: Al igual que en los sistemas de conducción a gravedad, uno de los aspectos más relevantes a tomar en cuenta dentro del diseño de un sistema de bombeo es el fenómeno de golpe de ariete, por cuanto ocasiona solicitaciones extremas a los conductos y turbomáquinas; por lo que es necesario un conocimiento adecuado sobre este particular fenómeno, en cuanto corresponde a sus causas, efectos y principales parámetros característicos, a sabiendas que el funcionamiento de una bomba asocia condiciones de frontera especiales dentro de un sistema. En este trabajo se trata al fenómeno de golpe de ariete desde los conceptos básicos hasta lograr una ilustración de los eventos que tienen lugar cuando existe un flujo transitorio inducido por las maniobras de una bomba rotodinámica, a la vez que se describe su fundamento matemático, su resolución asociada al método de las características y los parámetros necesarios para su simulación mediante un modelo numérico. De forma descriptiva y breve se presentan los dispositivos más comunes para el control y atenuación del flujo transitorio en estos sistemas, acompañados de varios algoritmos que pueden ser utilizados para el predimensionamiento de estas estructuras. Finalmente, se propone una metodología para la elaboración de un modelo numérico de flujo transitorio de un sistema de bombeo en un programa comercial, con la ayuda de varias herramientas que han sido creadas para el efecto.2016-08-29T00:00:00ZModelación numérica del flujo en un descargador a vórtice aplicando mecánica de fluidos computacional (CFD)Rodríguez Badillo, Freddy Israelhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/166262019-04-07T13:51:59Z2016-08-02T00:00:00ZTítulo: Modelación numérica del flujo en un descargador a vórtice aplicando mecánica de fluidos computacional (CFD)
Autor: Rodríguez Badillo, Freddy Israel
Resumen: This present work aims to the numerical modeling of the drop vortex structure "El Colegio" using a specialized software Computational Fluid Dynamics, called Flow 3D. This software allows to solution Navier-Stokes equations for each cell defined in a domain meshing hydraulic structure. To run the numerical model provides input data, as the hydraulic structure geometry, flow rates, absolute roughness, turbulence model to the software. It’s a numerical model with some variables as input data, of which there is no absolute certainty, is required to compare and validate the results of numerical modeling with other results, to the effect the results of physical modeling were used drop vortex "El Colegio" by the CIERHI in 2002. Depending on the comparison of results between numerical model and physical model input variables affecting the results, and then to obtain new results and to validate numerical model are calibrated. In addition to the validated numerical model behavior helical flow standpipe it was simulated for different lengths of which was obtained as a result theoretical the corroboration of parameters such as the efficiency of energy dissipation standpipe or output speeds.
Descripción: El presente trabajo tiene por finalidad desarrollar la modelación numérica del flujo en el descargador a vórtice “El Colegio”, usando un software especializado de Mecánica de Fluidos Computacional, denominado FLOW 3D. Este software permite la solución de las ecuaciones de Navier-Stokes para cada celda definida en un mallado del dominio de la estructura hidráulica. Para ejecutar el modelo numérico se provee al software los datos de entrada, como geometría de la estructura hidráulica, caudales, rugosidad absoluta, modelo de turbulencia etc. Se requiere comparar y validar los resultados de la modelación numérica con los resultados de la modelación física del descargador a vórtice “El Colegio” realizado por el CIERHI en el año 2002. En función de la comparación de resultados entre modelo numérico y modelo físico se calibran las variables de entrada que afectan los resultados, para luego obtener los nuevos resultados y validar el modelo numérico. Adicionalmente con el modelo numérico validado se simuló el comportamiento del flujo helicoidal del tubo vertical, para distintas longitudes, de lo cual se obtuvo como resultado la corroboración de parámetros tales como la eficiencia de disipación de energía del tubo vertical o velocidades de salida.2016-08-02T00:00:00ZAnálisis del requerimiento de aireación forzada en rápidas y elaboración de una hoja de cálculo para el diseño de aireador seleccionadoCarrera Casa, Jenny Maritzahttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/150362019-04-07T12:13:51Z2016-02-29T00:00:00ZTítulo: Análisis del requerimiento de aireación forzada en rápidas y elaboración de una hoja de cálculo para el diseño de aireador seleccionado
Autor: Carrera Casa, Jenny Maritza
Resumen: In this thesis we have developed analysis requirement forced ventilation in steep channels and the development of a worksheet for the selected aerator. In the following chapters a brief bibliography of historical studies that allowed pose as a solution to cavitation: the device of artificial or forced aeration is denominate aerator. The basic concepts, analysis of cavitation and air concentration, and technical reports are established. Design criteria proposed by several authors arise and develop methods that allow the designated measurement a combined aerator. The implementation of a worksheet to analyze results on the possibility of risk of cavitation for different scenarios, whether for a range of flow or surface roughness of concrete according to the selected criteria: Echavez Criteria and Thoma Criteria. The worksheet also allows determining the combined aerator and determine air flow as well as dimensioning the required air duct for adding air to the water flow, and get the length which reaches under the jet aerator geometry. It is recommended that the results are corroborated by a hydraulic modeling.
Descripción: En la presente tesis se ha desarrollado el análisis del requerimiento de aireación forzada en rápidas y la elaboración de una hoja de cálculo para el aireador seleccionado. En los capítulos siguientes se presenta una breve recopilación bibliográfica de estudios históricos que permitieron llegar a plantear como solución a la cavitación el dispositivo de aireación artificial o forzada denominado aireador, se establecen conceptos básicos, análisis de cavitación y concentración de aire, y reportes técnicos. Se plantean criterios de diseño propuestos por varios autores y se desarrollan los designados métodos que permiten dimensionar un aireador combinado. La implementación de una hoja de cálculo permite analizar resultados sobre la posibilidad de riesgo de cavitación para distintos escenarios, ya sea para una gama de caudales o rugosidades de la superficie de hormigón según el criterio seleccionado: Criterio de Echávez y Criterio de Thoma. La hoja de cálculo además permite dimensionar al aireador combinado y determinar su caudal de aire así como también dimensionar el ducto de aire requerido para la incorporación de aire al flujo de agua, y obtener la longitud que alcanza el chorro conforme a la geometría del aireador. Se recomienda que los resultados obtenidos sean corroborados mediante una modelación hidráulica.2016-02-29T00:00:00ZRestauración hidrológico-forestal en una cuenca hidrográfica. caso de estudio: cuenca del Estero Potrerillos (provincia de Guayas).Salazar Yánez, Nelson Alexanderhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/150332019-04-07T21:37:58Z2016-03-08T00:00:00ZTítulo: Restauración hidrológico-forestal en una cuenca hidrográfica. caso de estudio: cuenca del Estero Potrerillos (provincia de Guayas).
Autor: Salazar Yánez, Nelson Alexander
Resumen: This work planted actions for Water and forest restoration and it make proposals for planning, protection of Estero Potrerillos Watershed (CEP ). The determination of areas to implement actions was with empirical model USLE and data was compared with areas of threat to water erosion bounded by SENPLADES. The results show that overestimates USLE soil loss by water erosion in areas of more slope compared to the model used by SENPLADES. The protection of agro- hydrological arrangement basin is proposed as extension to the water and Forest Restoration, because It includes areas intended for agricultural use. Proposals actions to protect CEP are in percentages fo total basin area and are the following: change of use to forests 0.62%, change of use to grassland 1.23 % change to terrace farming 1.58 % woodland protection with silvicultural 5.37 %, change to strip farming and contour farming 14.7 %, maintenance of forests 19.20%, maintenance of current cultivation practices 25.51 % and 34.55 % replanted trees with reforestation.
Descripción: El presente trabajo plantea actuaciones para la restauración hidrológico-forestal y formulación de propuestas para la planificación, protección de la Cuenca Estero Potrerillos (CEP). La determinación de las áreas para implementar las actuaciones fue con el modelo empírico USLE y se comparó con las áreas de amenaza a erosión hídrica delimitadas por SENPLADES. Los resultados muestran que USLE sobreestima la pérdida del suelo por erosión hídrica en aquellas zonas de mayor pendiente en comparación con el modelo utilizado por SENPLADES. Para la protección de la cuenca se propuso una ordenación agro-hidrológica que es planteada como una ampliación a la Restauración Hidrológica Forestal, debido a que adicionalmente trata las superficies destinadas a usos agrícolas. Las actuaciones propuestas para la protección de la CEP están en porcentajes respecto al área total de la cuenca y son: cambio de uso a bosques 0.62%, cambio de uso a pastizales 1.23%, cambio de cultivos en terrazas y /o bancales 1.58%, protección del arbolado con tratamientos selvícolas 5.37%, cambio de cultivos en fajas y laboreo por curvas de nivel 14.7%, mantenimiento de masas forestales con cuidados culturales 19.20%, mantenimiento de prácticas de cultivo actuales 25.51% y realización de repoblaciones artificiales 34.55%.2016-03-08T00:00:00ZModelación bidimensional del flujo generado por la rotura de una presa de tierra, utilizando el programa IBERPalavecino Ramos, Angelo Enriquehttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/125982019-04-08T00:00:00Z2015-12-18T00:00:00ZTítulo: Modelación bidimensional del flujo generado por la rotura de una presa de tierra, utilizando el programa IBER
Autor: Palavecino Ramos, Angelo Enrique
Resumen: In this paper the two-dimensional modeling of earth dam-break (loose material), and analysis of the results of the flow generated by the same occurs. For modeling dam failures where there are large plains, as for areas where there meandering rivers and flood irregular sections, using a two-dimensional analysis program it is recommended. This is because the flow direction is no longer perpendicular to the axis of the river and moves horizontally into two components, allowing a better appreciation of the phenomenon that occurs in the fault. Moreover, in the one-dimensional analysis speed it is an average speed considered section and the two-dimensional analysis speed even longer, since it takes into account the displacement on a surface and not a cross section perpendicular. The modeling is done with the IBER software, a numerical model for two-dimensional flow modeling free surface in shallow water, which allows non-steady-state modeling. Among its capabilities can simulate breaking dam, river hydrodynamics, sediment transport and tidal estuaries. Dam to Dam Fish is modeled, this hydraulic structure will aim to store water for irrigation, flood control and drinking water. It is estimated that water will provide water to irrigate approximately 1400Ha, making the area more productive Olmedo (Manabí) Furthermore, the project will benefit from drinking water to a population of 13,000 future.
Descripción: En el presente trabajo se presenta la modelación bidimensional de una rotura de presa de tierra (material suelto), y el análisis de los resultados del flujo generado por el mismo.
Para modelación de fallas de presa donde existen planicies de inundación amplias, como también para zonas de ríos donde existen meandros y secciones irregulares, se recomienda la utilización de un programa de análisis bidimensional. Esto, porque la dirección del flujo deja de ser perpendicular al eje del rio y se desplaza en dos componentes horizontal, permitiendo una mejor apreciación del fenómeno que se produce en la falla. Además, que en el análisis unidimensional la velocidad considerada es una velocidad media de la sección y en el análisis bidimensional la velocidad deja de ser uniforme, ya que toma en consideración el desplazamiento en una superficie y no la perpendicularidad de una sección transversal. La modelación se realiza con el software IBER, un modelo numérico para modelación bidimensional del flujo en superficie libre en aguas poco profundas, que permite realizar modelaciones en régimen no permanente. Entre sus capacidades puede simular la rotura de presa, hidrodinámica fluvial, transporte de sedimentos y mareas en estuarios. La presa a modelada es la Presa Pescado, esta estructura hidráulica tendrá la finalidad de almacenar agua para riego, control de inundaciones y agua potable. Se estima que el agua podrá dotar de agua para regar aproximadamente 1400Ha, haciendo más productiva la zona de Olmedo (Manabí), además, del proyecto se verán beneficiados con agua potable una población a futuro de 13.000 habitantes.2015-12-18T00:00:00ZDefinición de las reglas de operación hidráulica del embalse La EsperanzaOrtiz Moya, Efrén Wilfridohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/118642019-04-07T17:12:21Z2015-10-13T00:00:00ZTítulo: Definición de las reglas de operación hidráulica del embalse La Esperanza
Autor: Ortiz Moya, Efrén Wilfrido
Resumen: La Esperanza earth dam located in the Manabí province it is 47 meters height and 700 meter long at the crest. This dam has been suffering operational problems which the most important is the absence of a manual operation. As a preliminary study a meteorological station system that detect extreme rainfall events in the watershed has been designed so in this way it is possible to make the operational management which would allow to control the dam water level. By using the HEC HMS computational program the lamination flood has been studied, as a result, it was possible to find that the efficacy is low, incorporation of hydraulic structures it is presented as a preliminary alternative solution. These structures will increase the efficacy in the flood control. Finally, considering the different possible scenarios as the water level to reach the flood, moreover, in the months when there is a highest probability of extreme rainfall, a management manual of this dam for taking actions for controlling the flood is proposed, so this way it is possible to reduce considerably the risk of flood in near populations downstream.
Descripción: El embalse La Esperanza, ubicado en la provincia de Manabí, construida de material suelto, tiene una altura de 47 metros y una longitud de 700 metros en la coronación. En la actualidad presenta varios problemas en su operación, siendo la inexistencia de un manual de operación la de mayor gravedad. A nivel de estudio exploratorio se diseña un sistema de estaciones meteorológicas que permitan detectar lluvias intensas en la cuenca de aporte al embalse, y de esta manera realizar operaciones para regular el nivel de espera en el embalse. Con el programa computacional HEC-HMS, se comprueba que la eficacia en la laminación de crecidas es baja, por lo que se buscan alternativas de estructuras, que ayuden a incrementar la eficacia en el control de inundaciones, las mismas que quedan analizadas a nivel exploratorio y como recomendación para su implementación. Finalmente, considerando diferentes escenarios como el nivel del agua al llegar la crecida, así como los meses de mayor o menor probabilidad de lluvias; se redacta un manual de acciones y operaciones para que la regulación de crecidas se realice de adecuadamente, disminuyendo así el riesgo de inundaciones en las poblaciones que están aguas abajo de la presa La Esperanza.2015-10-13T00:00:00ZSimulación Numérica de una estructura separadora de caudales con metodología Cfd aplicando el paquete computacional Ansys Cfx.Ortega Lara, Patricio Rubénhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/115922017-07-06T18:21:22Z2015-09-25T00:00:00ZTítulo: Simulación Numérica de una estructura separadora de caudales con metodología Cfd aplicando el paquete computacional Ansys Cfx.
Autor: Ortega Lara, Patricio Rubén
Resumen: This dissertation Project has as main objective, implementing a numerical model methodology CFD (Computational Fluid Dynamics) to a hydraulic separator flow structure in order to evaluate the behavior of flow and its interaction with solid boundaries of the structure. The commercial code ANSYS CFX 15.0 is used for numerical simulation and data is validated with the results obtained in the laboratory to study CIERHI corresponding physical model at 1: 2 of the same structure. The basic concepts governing computational fluid dynamics, its conservative equations of mass, momentum and energy, turbulence models, numerical solution methods and interpretation of results in order to understand in a clear and concise way to analyze the phenomenon represented , know the advantages to assess their performance against other methodologies. With the help of physical scale model is calibrated and validated the results of the numerical simulation, the proposed scenarios, the influence of the type of mesh, turbulence model and features of each simulation is analyzed. It optimizes the operation of the separator flow structure using the numerical model and the physical model, it greatly improves the flow behavior and its interaction with the structure and the separation of both storm and sanitary flow is optimized.
Descripción: El presente trabajo de titulación tiene como objeto, implementar un modelo numérico con metodología CFD (Dinámica de fluidos computacional) a una estructura hidráulica denominada separador de caudales, a fin de evaluar el comportamiento de flujo y su interacción con las fronteras sólidas. Se utilizará el código comercial ANSYS CFX para la simulación numérica y se validarán los datos con los resultados obtenidos en el Laboratorio C.I.E.R.H.I correspondientes al estudio en modelo físico a escala 1:2. Se analizará los conceptos básicos que rigen la dinámica de fluidos computacional, sus ecuaciones conservativas de masa, cantidad de movimiento y energía, modelos de turbulencia, métodos numéricos de resolución e interpretación de resultados a fin de entender de manera clara y concisa el fenómeno a representar, conocer las ventajas a fin de evaluar su desempeño frente a otras metodologías. Con la ayuda del modelo físico a escala se calibra y valida los resultados obtenidos en la simulación numérica, se analiza los escenarios propuestos, la influencia del tipo de mallado, modelo de turbulencia y características de cada simulación. Se logra optimizar el funcionamiento de la estructura con ayuda del modelo numérico y del modelo físico, se mejora el comportamiento del flujo y su interacción con la estructura.2015-09-25T00:00:00ZPropuesta de manejo sustentable del agua para el riego en las zonas áridas de La Península de Santa Elena - PSENieto Garzón, Marcelo Eduardohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/88342019-04-08T10:35:31Z2014-11-04T00:00:00ZTítulo: Propuesta de manejo sustentable del agua para el riego en las zonas áridas de La Península de Santa Elena - PSE
Autor: Nieto Garzón, Marcelo Eduardo
Resumen: Resumen .- Este trabajo propone acciones para que el manejo del agua para el riego en las zonas áridas de la Península se la realice en forma sustentable. Para realizar la misma, por varios motivos tales como: movilidad, disponibilidad de información, acceso de vías, crecimiento y desarrollo, se escogió una zona representativa de la provincia, donde se está construyendo uno de los proyectos emblemáticos del país, el Trasvase Chongón - San Vicente, el mismo que cubrirá una demanda de agua para 7700 hectáreas de cultivo, y servirá para suplir las necesidades de consumo humano para el sector norte de la península. En esta zona de estudio, se obtuvo información como: número de habitantes, oferta y demanda de agua tanto para consumo humano como para agricultura, tipos de cultivos, y métodos de riego utilizados. Además se incluye como parte de la propuesta comparar algunos cultivos con diferentes métodos de riego, donde se observe su rendimiento en producción, y el porcentaje en ahorro de agua. El presente trabajo se realizó en la Península de Santa Elena, la cual limita al norte con la provincia de Manabí, al sur y oeste con el Océano Pacífico, y al este con la cuenca del Río Guayas. Abstract .- The objective of this thesis work is to propose actions to sustainably handle irrigation water on the arid zones of the Santa Elena Peninsula. In order to complete this work a representative zone on the province was selected based on criteria such as mobility, information availability, road access, growth and development. This zone is the best representation of the province on which an emblematic water transfer project is being built, this is, the Chongón – San Vicente, which will either cover water demands for crops up to 7.000 ha and to supply fresh water for human consumption needed for the northern part of the Santa Elena peninsula. In this study area general information like number of habitants, water supply and demand for human consumption and agriculture, type of crops and different irrigation methods was obtained. Also, as part of the proposal of this thesis work, a comparison about different type of crops with different irrigation methods is included, on which is visible their performance in production and saving of water. This thesis work was developed in the Santa Elena’s peninsula which borders to the north by the Manabí province, to the south and to the west by the Pacific Ocean and to the east by the Guayas river basin.
Descripción: 198 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 59082014-11-04T00:00:00ZImplementación del mercado de carbono en el desarrollo de centrales hidroeléctricas de pequeña escala en el EcuadorMinaya Maldonado, Verónica GracielaVillarreal Mafla, Teresahttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/86572019-04-08T01:21:35Z2014-10-07T00:00:00ZTítulo: Implementación del mercado de carbono en el desarrollo de centrales hidroeléctricas de pequeña escala en el Ecuador
Autor: Minaya Maldonado, Verónica Graciela; Villarreal Mafla, Teresa
Resumen: El presente estudio se enfoca en el desarrollo de proyectos que encaminen al modelo energético hacia la sostenibilidad, con el objetivo de mejorar las condiciones de vida de las comunidades pobres ubicadas en zonas rurales aisladas. Uno de los más grandes problemas ambientales que afectan no solo regionalmente sino globalmente es el cambio climático, el incremento de las emisiones mundiales de los Gases de Efecto Invernadero han ocasionado un calentamiento global sin fronteras, que sin la aplicación de medidas correctivas podrían llegar a producir cambios ambientales catastróficos e irreversibles. Los fondos para la financiación de estos proyectos pueden venir de fondos de cooperación internacional, mecanismos de desarrollo limpio (MDL), tarifas verdes o créditos de organismos multilaterales. Dentro de este contexto el proyecto desarrollado es el aprovechamiento hidroeléctrico de los ríos Wawayme y Tundayme que tienen un interés social y ambiental, generando empleo para el mejoramiento del nivel de vida de la población de influencia directa, con el uso respetuoso de los recursos naturales y que pueden ser parte del Mecanismo de Desarrollo Limpio y así obtener créditos de carbono.
Descripción: 220 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 15172014-10-07T00:00:00ZDesarrollo de la metodología para el análisis de vulnerabilidad ante una eventual erupción del volcán CotopaxiNaranjo, Delfa Melaniahttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/84382019-04-07T17:04:59Z2007-01-01T00:00:00ZTítulo: Desarrollo de la metodología para el análisis de vulnerabilidad ante una eventual erupción del volcán Cotopaxi
Autor: Naranjo, Delfa Melania
Resumen: El contenido de este documento se concentra en el desarrollo de la metodología para el análisis de la vulnerabilidad ante una posible erupción volcánica, en este caso del Cotopaxi. Considerando principalmente los elementos de infraestructura física expuesta en el Flanco Norte del mismo Volcán. En toda investigación es importante contar con un marco teórico y por ello, el capítulo 3 hace referencia a los principales conceptos que involucra el análisis de vulnerabilidad de modo que se disponga de un marco conceptual entendible para cualquier lector. Al disponer de un marco conceptual es recomendable añadir el marco metodológico el cual señala una serie de métodos y/o procedimientos para el correspondiente análisis. El capítulo 4, muestra a detalle el cómo aplicar la metodología del análisis de vulnerabilidad, resaltando que el análisis histórico y la recopilación de datos históricos son las etapas de suma importancia para la determinación de los procesos generadores de daño. El crecimiento de la población y de la desigualdad social, han aumentado la intensidad de algunas amenazas naturales y han incrementado sensiblemente la vulnerabilidad de la sociedad y el ambiente. Por ello, la prevención de desastres se ha convertido en uno de los principales asuntos del desarrollo, el capítulo 5 muestra en detalle el análisis de las amenazas. Posteriormente se detalla la zona de estudio la misma que corresponde al flanco norte del volcán Cotopaxi, en el cual se encuentran los sistemas de agua potable que serían afectados ante una posible erupción volcánica. Acompañado a este análisis se plantea en el capítulo 9 el plan de ordenamiento territorial el mismo que permite establecer las principales acciones que deben llevarse a cabo ante una posible erupción volcánica. Finalmente, se establece las conclusiones y recomendaciones que describen las condiciones y acciones que dan como producto de esta investigación y que de seguro se constituirán en una herramienta útil y eficaz para la prevención, planificación y toma de decisiones correspondientes en cada instancia.
Descripción: 113 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 09242007-01-01T00:00:00ZAnálisis de flujo inestable y autoaireado en canales de fuerte pendienteHaro Ruiz, Patricia LorenaJara Vaca, María Fernandahttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/83852019-04-07T17:58:16Z2009-01-01T00:00:00ZTítulo: Análisis de flujo inestable y autoaireado en canales de fuerte pendiente
Autor: Haro Ruiz, Patricia Lorena; Jara Vaca, María Fernanda
Resumen: El problema de la presencia de flujo inestable y autoaireado en sistemas de alcantarillado, si bien es conocido desde hace algunas décadas desde el punto de vista teórico y experimental de laboratorio, hasta la fecha no se conoce de su aplicabilidad para lograr el dimensionamiento de canales y colectores de pendiente fuerte sujetos a problemas de inestabilidad y de aireación natural por las altas velocidades.El presente trabajo establece la base teórica sobre los fenómenos desarrollados en este tipo de flujo, definiendo alternativas de diseño y guías de revisión de los fenómenos de introducción de aire y presencia de ondas longitudinales que pueden encontrarse en sistemas de alcantarillado de ciudades ubicadas en regiones montañosas; así como aportar con una Guía Práctica Básica y un Modelo Didáctico para el análisis de Flujo Inestable y Autoaireado en canales de fuerte pendiente que podrá ser utilizada por estudiantes de Postgrado, como aporte práctico y complementario a la base teórica.Con referencia a la instrumentación existente en el Laboratorio de Hidráulica de la Escuela Politécnica Nacional, se enumeran equipos de registro y medición a través de sensores automáticos, que pueden mejorar la obtención de información. Sin embargo, las dificultades presentadas en el registro de datos debido a la falta de instrumentación adecuada, no ha sido un limitante para la obtención de conclusiones sobre el comportamiento del flujo en condiciones hidráulicas lisas y rugosas que forman parte del desarrollo de la investigación.
Descripción: 198 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 28602009-01-01T00:00:00ZSimulación del flujo laharico no permanente en el flanco sur del volcán CotopaxiLima Guamán, Paulina Rosanahttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/83452019-04-08T03:00:28Z2007-01-01T00:00:00ZTítulo: Simulación del flujo laharico no permanente en el flanco sur del volcán Cotopaxi
Autor: Lima Guamán, Paulina Rosana
Resumen: En el presente estudio se realiza un análisis del comportamiento de los lahares mediante flujos inestacionarios para lo cual se ha recopilado la mayor cantidad de información existente en estudios anteriores del Flanco Sur del volcán Cotopaxi. Tanto las secciones de control como los tramos discretizados se analizan desde el punto de vista Reológico y flujo de canales naturales abiertos; para flujo uniforme, flujo gradualmente variado e inestacionario usando programas de Modelación Hidráulica como el Hec-Ras, Modelación Hidráulica y de lodos como el FLDWAV y Flujo Uniforme como el FlowMaster caracterizando en tres tramos los tipos de flujo que se producirían en el cauce basado en comportamiento granular, viscoso, supercrítico, subcrítico, transporte, depositación de material, pendientes del cauce, etc. Del análisis reológico mediante todos los tipos de flujo no Newtoniano y Newtoniano de las secciones de calibración se define el comportamiento del flujo, ya sea éste granular, viscoso o viscoplástico con su correspondiente pseudocoeficiente de Manning. Las condiciones de frontera para la calibración de la modelación se obtienen a partir de los datos registrados en la erupción del volcán Cotopaxi en el año 1877 y se realiza un análisis de sensibilidad y de esta manera poder establecer la información básica necesaria para un estudio más profundo y detallado.
Descripción: 65 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 06602007-01-01T00:00:00ZBases y criterios para el dimensionamiento hidráulico de formas especiales de saltos en esquí en presasToapaxi Álvarez, Jorge Augustohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/82532019-04-07T18:11:01Z2014-08-07T00:00:00ZTítulo: Bases y criterios para el dimensionamiento hidráulico de formas especiales de saltos en esquí en presas
Autor: Toapaxi Álvarez, Jorge Augusto
Resumen: Resumen .- El salto en esquí utilizado como componente en la disipación de energía en los vertederos de excesos de presas altas, constituye uno de los elementos fundamentales a fin de conseguir la adecuada entrega del caudal en el cauce aguas abajo, de manera económica y segura. Con este antecedente, las diferentes formas de salto en esquí constituyen opciones geométricas importantes, que tienen como objetivos principales: obtener la mayor disipación de energía y conseguir el adecuado direccionamiento en planta y/o perfil del chorro. La recopilación y análisis de la información representan las bases para establecer los criterios, la metodología y recomendaciones para el dimensionamiento de saltos en esquí convencional y de formas particulares. La pertinencia de una u otra geometría depende de las características de cada proyecto. Se propone una hoja de cálculo que permite: dimensionar la estructura, analizar el flujo desde el cimacio del vertedero de excesos hasta el deflector, y estimar la profundidad de socavación aguas abajo del salto en esquí con base en varias formulaciones propuestas y recomendadas en la literatura técnica. El dimensionamiento de la estructura de disipación y la elección de la profundidad de socavación adecuada también dependen de la experiencia y buen criterio del ingeniero diseñador. Abstract .- Ski jumps used as energy dissipation devices in high dam spillways area main element to achieve an adequate flow delivery in the downstream channel. With this background, the different types of ski jumps are important geometric options which have as main objectives: to dissipate as much energy as possible and to provide an adequate jet direction in a plan and/or in a profile view. The compilation and analysis of information represent the basis for establishing the criteria, methodology and recommendations for the design of conventional and special types of ski jumps. The applicability of one or other geometry depends on the characteristics of each project. Established the design methodology, a spreadsheet is proposed which allows to: measure the structure, analyze the flow from the overflow spillway crest up to the deflector, and to estimate the scour depth downstream of the ski jump based on several literature proposed and recommended formulations. The measurement of the dissipation structure and the appropriate choice of scour depth also depend on the experience and good criteria of the designer engineer.
Descripción: 357 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 57222014-08-07T00:00:00ZMarco conceptual para el desarrollo de investigaciones científico técnicas y de extensión en el campo de las ciencias e ingeniería de recursos hídricos en el marco de la variabilidad y cambio climático en el Ecuador.Pazmiño Vernaza, Daniel Alejandrohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/77892019-04-08T08:30:17Z2012-01-01T00:00:00ZTítulo: Marco conceptual para el desarrollo de investigaciones científico técnicas y de extensión en el campo de las ciencias e ingeniería de recursos hídricos en el marco de la variabilidad y cambio climático en el Ecuador.
Autor: Pazmiño Vernaza, Daniel Alejandro
Resumen: El Centro de Investigaciones y Estudios en Recursos Hídricos (CIEHRI) de la Escuela Politécnica Nacional es el único centro de su clase en el Ecuador. No obstante, la necesidad de satisfacer los requerimientos actuales en cuanto a investigación e innovación tecnológica en recursos hídricos, demandan una repotenciación de este centro que permita posicionarlo a nivel internacional; para lo cual, el presente proyecto de tesis pretende constituirse en una herramienta técnica que permita una acertada toma de decisiones para este propósito, tomando como base la realidad de la gestión y administración del agua en el país.
Descripción: 304 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 40702012-01-01T00:00:00ZModelación de crecidas glaciares a distintas escalas de tiempo en los ríos Humboldt y Los Crespos a partir de la meteorología del volcán Antisana.Arias Ortega, Margarita del Rocíohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/77192019-04-07T20:28:34Z2011-01-01T00:00:00ZTítulo: Modelación de crecidas glaciares a distintas escalas de tiempo en los ríos Humboldt y Los Crespos a partir de la meteorología del volcán Antisana.
Autor: Arias Ortega, Margarita del Rocío
Resumen: La presente tesis trata sobre la modelación estadística del caudal de origen glaciar presente el los ríos Humboldt y Los Crespos a diferentes escalas de tiempo, horaria, diaria y mensual, con la finalidad de identificar las variables meteorológicas que mejor funcionan para explicar el mencionado caudal en cada escala de tiempo. Para la realización de este trabajo se contó con datos hidrométricos y meteorológicos, medidos en dos glaciares y páramos circundantes del volcán Antisana, dichos datos han sido llevados a las tres diferentes escalas de tiempo, con ayuda de un software elaborado para el proyecto: "Impacto del cambio climático y de la variabilidad climática en el régimen hidrológico de cuencas hidrográficas con cuencas de cobertura parcialmente glaciar". Este trabajo no es inédito, pero dentro de si se han incluido técnicas estadísticas que no se han aplicado con antelación en el estudio del caudal de origen glaciar del Antisana, como la construcción de modelos de segundo orden. Dentro de la elaboración de los modelos, se ha tenido estricto cuidado en garantizar la independencia entre si de las variables predictoras que conforman cada ecuación generada. Por último se analizan los resultados obtenidos con cada modelo, comparándolos con el "caudal glaciar observado". Mediante el coeficiente de determinación R2 y el índice de eficiencia de Nash y Sutcliffe, permitiendo finalmente escoger el mejor modelo para cada escala de tiempo y para cada estación de medición de caudal.
Descripción: 179 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 36442011-01-01T00:00:00ZAnálisis Experimental para la optimización de la Disipación de Energía a la Salida del Túnel de Desvío del Proyecto Hidroeléctrico SopladoraOrtega Novillo, Bolívar Fernandohttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/77072019-04-07T16:11:45Z2012-01-01T00:00:00ZTítulo: Análisis Experimental para la optimización de la Disipación de Energía a la Salida del Túnel de Desvío del Proyecto Hidroeléctrico Sopladora
Autor: Ortega Novillo, Bolívar Fernando
Resumen: En la presente investigación experimental, se analiza la operación de dos alternativas para mejorar la disipación de energía en la descarga del túnel de desvío del proyecto hidroeléctrico Sopladora. El flujo en la sección de restitución hacia el cauce natural del río Paute es supercrítico, con valores del número de Froude entre 2.3 y 2.8 y velocidades entre 12.5 m/s y 20.30 m/s. Las estructuras de disipación que conforman las alternativas son: - Salto en Esquí - Disipador USBR tipo IV Se han incluido variantes para cada uno de los tipos de estructuras propuestas hasta alcanzar la optimización de la disipación de energía. Las pruebas realizadas en modelo físico, escala 1:50, demuestran que los porcentajes de disipación alcanzados con las variantes analizadas en cada una de las estructuras propuestas varían en un rango entre 63% y 85%. Se recomiendan el uso del disipador tipo Salto en Esquí, con un radio de curvatura del deflector de 11.5m en prototipo y un ángulo a la salida del Esquí de 35o, por ser la alternativa que permite alcanzar el objetivo técnico buscado en el proyecto, mejorando la disipación de energía desde 75% correspondiente a la estructura planteada en el diseño original hasta el 85%
Descripción: 134 hojas:ilustraciones,29 x 21 cm + CD 43532012-01-01T00:00:00ZMetodología para obras de dragado y relleno hidráulico en cauces fluviales.Khaled Mohamed, Ahmed Hamad Mohamedhttp://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/77042019-04-08T08:28:55Z2011-01-01T00:00:00ZTítulo: Metodología para obras de dragado y relleno hidráulico en cauces fluviales.
Autor: Khaled Mohamed, Ahmed Hamad Mohamed
Resumen: En ciudades ubicadas al pie de la montaña o en áreas planas sobre territorios geográficos que forman parte de las zonas del drenaje natural, se desarrollan los cursos naturales y los sistemas de transporte y de evacuación de los caudales con pendientes medias y velocidades bajas, con secciones irregulares y compuestas. Adicionalmente, como resultado de la migración de la población rural hacia las zonas urbanas y urbanas marginales de las ciudades se presenta un crecimiento intenso y desordenado de la superficie ocupada por edificaciones, calles, áreas pavimentadas y áreas cubiertas; en consecuencia, se incrementan notablemente los caudales circulantes en la red natural. Finalmente, en zonas de pie de montaña y costaneras, se desarrollan frecuentemente tormentas de especiales características: gran intensidad y gran duración, dando lugar a la presencia de hidrogramas con picos pronunciados y que se desplazan a lo largo de la red de drenaje natural. Es decir, las bases del diseño, de la operación y del mantenimiento de las redes de cursos naturales dentro de un plan de prevención de inundaciones, requieren ser revisadas con un mejor conocimiento de las condiciones actuales de las ciudades y del desarrollo alcanzado en las ciencias hidrológica, hidráulica y de simulación numérica del flujo del agua. En particular, se presenta cada vez más frecuentemente el requerimiento del análisis del flujo no permanente de los sistemas de ríos y quebradas, que permita simular las situaciones reales del tránsito de las crecidas originadas por las lluvias y de este modo, permita evaluar mejor el riesgo de inundaciones de zonas pobladas o de sobrecarga permanente de los cursos recolectores del agua.
Descripción: 381 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD 35962011-01-01T00:00:00Z