UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA

Soy Alexandra Luciana García Iquise, como Licenciada de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Privada de Tacna, identificada con DNI 71062988. Somos autores de la tesis titulada: “Diseño de una presa y mitigación de daños mediante Modelamiento hidráulico en la Quebrada del Diablo, Tacna 2022”, mismo título que se presenta para optar: el título profesional de ingeniero civil.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Descripción del problema
Formulación del problema

Problema general
Problemas específicos

Justificación e importancia

Desde el punto de vista científico
Desde el punto de vista social
Desde el punto de vista económico

Objetivos

Objetivo general
Objetivos específicos

Hipótesis

Hipótesis general
Hipótesis específicas

¿Qué factor es más sensible en el modelamiento hidráulico para el diseño de una presa en la Quebrada del Diablo? Determinar el factor más sensible en la modelación hidráulica para el diseño de una presa en la Quebrada del Diablo, en la ciudad de Tacna.

MARCO TEÓRICO

Antecedentes del estudio

A nivel internacional
A nivel nacional
A nivel local

Los análisis estadísticos se realizaron mediante el método de regresión, en el que se determinó la intensidad de lluvia para cada escurrimiento mediante modelos matemáticos. Su principal objetivo fue la obtención de un modelo hidrológico para determinar el caudal del proyecto y el diseño de estructuras de protección contra inundaciones y esto permitió el control de deslizamientos en quebradas en la ciudad de Borogueña.

Bases teóricas

Tipo de inundaciones
Hidrología
Hidráulica
Modelo Hidrológico
Modelo Hidráulico
Factores Geológicos e Hidrológicos que Repercuten en el Diseño
Evaluación de la Información Hidrológica
Selección del Período de Retorno
Curvas Intensidad – Duración – Frecuencia
Precipitación Total y Efectiva
Avenida de Diseño
Fenómeno El Niño
El Niño costero
Transporte de sedimentos
Sistema de información geográfica
Tiempo de concentración
Modelación de cuencas
El proceso de modelación
Análisis de datos dudosos
Avenida de diseño y período de retorno
Análisis de frecuencia de información hidrológica

En la siguiente tabla 1 se muestran los valores T para los diferentes riesgos admisibles R y según su vida útil n en el periodo de la obra. Según Te Chow et al., (1994), los datos cuestionables (también llamados valores atípicos) son puntos de datos que se desvían de la dirección de la información restante.

Definición de términos

Caudal
Clima
Curva Intensidad – Duración – Frecuencia
Fenómeno el niño (fen)
Hec-Hms
Hec- Ras
Hidrograma
Intensidad
Periodo de Retorno
Precipitación
Riesgo

Es un sistema de modelado desarrollado por el Centro de Ingeniería Hidrológica (HEC-Centro de Ingeniería Hidrológica), los sistemas hidrológicos se ven afectados por eventos extremos, lo cual está directamente relacionado con la frecuencia de su ocurrencia. Permite simular la respuesta que tiene una cuenca al fluir después de una lluvia, representando la cuenca como un sistema conectado por componentes hidrológicos e hidráulicos. Un sistema de modelación desarrollado por el Centro de Ingeniería Hidrológica que permite simular la respuesta del flujo de agua a través de ríos naturales y otros cauces.

Es el tiempo promedio del valor del caudal máximo o precipitación donde se iguala o supera una vez cada "t" años.

MARCO METODOLÓGICO

Tipo y nivel de la investigación
Acciones y Actividades

Topografía
Hidrología
Hidráulica Fluvial
Tránsito de avenida

Población y/o muestra de estudio
Operacionalización de variables
Técnicas e instrumentos para la recolección de datos
Procesamiento y análisis de datos

Primero se obtendrá información en base a imágenes satelitales que servirán de apoyo para la generación del Modelo Digital de Elevación (MDE), esto permitirá delimitar las microcuencas de la Quebrada del Diablo, utilizando programas como QGIS, i el cual es un software que trabaja con información de imágenes satelitales que facilitan el reconocimiento de la zona en cuestión y el programa Hec-HMS. Lo que se requiere es obtener los puntos críticos de la cuenca para poder analizarla en base a los datos de lluvia que recibimos. Una vez finalizada esta primera parte, procederemos a proporcionar los datos de entrada para obtener el hidrograma líquido para cada período de retorno.

Con base en los datos obtenidos como cantidad de precipitación proporcionados por las estaciones de precipitación del SENAMHI, ANA y varias organizaciones de recolección de datos y teledetección, podremos utilizar software como HEC-HMS además de soportar Microsoft Excel para el procesamiento de datos. con el proceso para poder diseñar la presa con los datos más precisos del tiempo de retorno de las lluvias críticas. En esta investigación se determinó como población toda la longitud y área del canal Quebrada del Diablo, con 31,67 km y 52,30 km2, respectivamente, debido al alto nivel de riesgo de afectación en todas las áreas vulnerables, en las provincias. de Ciudad Nueva y Ciudad Nueva Alianza Alturas. Las técnicas de recolección de datos son diferentes formas o modos de obtener información, y los instrumentos son medios para recolectar y almacenar datos.

RESULTADOS

Características del ámbito de aplicación

Área de estudio
Accesibilidad

De la misma manera obtenemos una imagen que facilita la identificación de la ubicación de la cuenca de la Quebrada del Diablo, como se ve en la Figura 13. Para acceder a la Quebrada del Diablo se utiliza un sendero desde el Centro Cívico de Tacna hasta “La Florida”. plaza, en el distrito de Alto de la Alianza, el área de estudio se ubica a unos 300 metros al noroeste de dicha plaza. Estos datos cualitativos se pueden observar en la Tabla 5, que muestra la distancia desde el Paseo Cívico de Tacna y Plaza de Florida hasta la zona de estudio.

Estudios geológicos

Según Acosta Pereira et al. 2012) a ambos lados de la Quebrada del Diablo aparecen formaciones geológicas de Huayllillas. Según Acosta Pereira et al. 2012) la formación geológica tipo Millo está compuesta por una sucesión de conglomerados polimícticos desde el Mioceno Superior hasta el Plioceno Inferior. Esta formación se encuentra principalmente en la parte baja del microestanque, es decir, en el fondo del arroyo.

Según Acosta Pereira et al. 2012) se encontraron depósitos de ceniza volcánica y piedra pómez en forma de un manto delgado interrumpido en terrazas y otros depósitos. Sin embargo, esta formación se observó a cierta distancia por debajo de la superficie de la microcuenca y con una formación más compacta y de textura tipo toba. Según Acosta Pereira et al. 2012) se encontraron algunos tipos de esta formación en el lecho de la Quebrada del Diablo, ya que este tipo de depósitos son creados por la acción humana.

Estudios topográficos

Modelamiento de elevaciones digitales
Procesamiento de información
Curva Hipsométrica

Este resultado de la Figura 21 nos permite trabajar en base a las características de la cuenca, para poder definir sus curvas y así trabajar con los datos necesarios para la ejecución del proyecto. Estos datos los guardaremos en un Excel para su uso posterior. Se procede a exportar la cuenca “Subcuenca” al programa QGis. Modelo de salida de Quebrada del Diablo para HEC-HMS y parámetros de subcuenca.

La información obtenida con el software sobre la delimitación de las microcuencas de Quebrada del Diablo y sus propiedades será relevante para el modelado en el software HEC-RAS, luego de realizar el análisis de precipitación en la estación Calana, el cual se desarrollará más adelante. . Está determinada por la relación entre el área de influencia y su elevación topográfica; Dependiendo de la zona de la pelvis, esta relación disminuirá debido a sus características. De igual manera obtenemos datos morfométricos de la Quebrada del Diablo, obtenidos al filtrar datos en los programas QGIS y HEC-HMS, expresados en la siguiente tabla 8.

Modelación hidrológica

Análisis de frecuencia de precipitaciones
Análisis estadísticos de datos hidrológicos
Prueba de Datos Dudosos
Modelo de Precipitación
Módulo de control
Determinación de caudales por software

Para la información actualizada del año 2017 ingresamos a la sección Datos > Datos hidrometeorológicos del sitio web del Senamhi, donde seleccionamos la estación Calana, y como se muestra en la siguiente figura 29, se pueden exportar los datos de cada mes. Como se muestra en la siguiente figura 32, en 2020 la precipitación máxima es de 21,10 mm, que es menor que el PH (límite superior) de 22,28 mm. La Figura 33 muestra la entrada de lluvia, así como un histograma para su análisis. Además, la Figura 34 muestra los datos utilizados para el histograma de precipitación que se muestra en la Figura 35.

En la Figura 37 se identifica una tabla entre caudal versus tiempo, este caudal se muestra gracias al análisis de precipitación en 24 horas. En la Figura 38, los caudales que determina el programa son cercanos a cero, por lo que los caudales de tiempo de retorno para ellos no se muestran porque son cercanos a cero. Y la figura 39 muestra las corrientes para un tiempo de retorno de 50 años y la figura 40 para un tiempo de retorno de 100 años.

Modelamiento hidráulico

Parámetros para modelamiento
Modelamiento hidráulico sin dique
Parámetros para el diseño de dique
Modelamiento hidráulico con dique

En el cual para las condiciones iniciales aguas arriba se consideran los datos generados por el hidrograma, como se muestra en la figura 53. Race, y posteriormente los puntos correspondientes a las condiciones iniciales aguas arriba y aguas abajo de la corriente mostrada se definen en la Figura 55. Esta figura se muestra en detallar la extensión de las estancias, así como las velocidades generadas por la modelización.

De manera similar, los caudales en la Figura 58 se pueden visualizar en un modelo de tiempo de retorno de 100 años. De igual forma se muestra el control de caudales en la Quebrada del Diablo, verificando que la presa propuesta controla adecuadamente los caudales para un tiempo de retorno de 100 años. De igual forma se muestra el control de caudales mostrado en la Figura 64, que existe en la Quebrada del Diablo, verificando que la presa propuesta controla adecuadamente los caudales para un tiempo de retorno de 100 años.

Análisis comparativo

DISCUSIÓN

Matriz de Consistencia
Hietograma de precipitaciones - 2 años

La velocidad del flujo generado por las fuertes lluvias es de alrededor de 15 m3/s donde las viviendas ubicadas en la desembocadura de la Quebrada del Diablo son las más afectadas, esto coincide con los resultados de la tesis titulada "Identificación de zonas críticas por flujo de escombros en la Quebrada del Diablo para determinar el costo de reconstrucción de las obras civiles." Cuyo proceso fue similar a los objetivos planteados en la tesis denominada “Modelamiento hidrológico utilizando hec – HMS para proyectar defensas contra inundaciones en la localidad de Borogueña – Tacna” donde el objetivo fue obtener un modelo hidrológico para determinar los caudales de diseño y las estructuras de protección contra inundaciones y que permiten controlar los deslizamientos de tierra en los arroyos de la localidad de Borogueña, obteniendo así los hidrogramas respectivos. En la presente investigación, donde se pretende mitigar los daños mediante el diseño de una presa aplicando modelamiento hidráulico en la Quebrada del Diablo de la ciudad de Tacna, se concluye que la mitigación de daños es del 100% con la propuesta de ubicación de dos presas en diferentes áreas como se demostró en la investigación.

Finalmente, como cuarta conclusión, establecimos que a través del modelamiento hidráulico se logró generar el mapa de inundaciones sin presa y luego con presa, con el fin de obtener resultados para la mitigación de daños en la población tacneña gracias al análisis de las presas propuestas. . Identificación de áreas críticas por flujo de escombros en la Quebrada del Diablo para determinar el costo de reconstrucción de obras civiles. Modelación hidrológica utilizando Hec - Hms para proyectar defensas contra inundaciones en la ciudad de Borogueña - Tacna.