Examinando por Autor "Concha Jopia, Rodrigo"
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Ítem Estimación del ancho de subcuenca W en modelos de drenaje urbano(Universidad de Valparaíso, 2014-12) Espinosa Herrera, Daniel Alonso; Concha Jopia, RodrigoEl presente trabajo de título, basa su estudio en un problema recurrente en el área de la ingeniería, en especial en el área del drenaje urbano, en la que ingenieros dedicados a la misma, se ven enfrentados a dos problemáticas que se abordan en este estudio. Representar una cuenca urbana, mediante un programa computacional, como lo es en este caso SWMM 5, implica definir una serie de parámetros que describan la zona en estudio. De esta gama de parámetros, existen algunos que son de fácil obtención por sus características físicas y matemáticas, pero hay otros que deben ser estimados, teniéndose para ellos, valores tipo en la literatura, los cuales sirven como guía, pero no representan necesariamente los valores buscados o se encuentran un rango de elección demasiado amplio. Uno de los parámetros que genera mayor incertidumbre entre los profesionales dedicados al drenaje urbano, es el ancho de subcuenca W, valor que tiene influencia en el tiempo de respuesta que tiene una subcuenca ante un evento de lluvia. Dicho lo anterior, una subestimación o sobre estimación de este parámetro por sí solo, puede llevar a errores al momento de modelar o analizar una cuenca. Por otra parte el nivel de discretización de un modelo, es decir la complejidad o simplicidad del mismo, genera por su parte efectos complejos que debe considerar un modelador. Una red con un alto nivel de detalle, respecto a una más simplificada, puede entregar valores muy distintos para un mismo evento. De igual manera una discretización más simplista respecto a una más detallada en una misma cuenca, puede definir el comportamiento de la misma de manera muy distinta. El presente trabajo de título realiza un análisis comparativo para el cálculo del ancho de subcuenca W calculado con tres distintas metodologías, para siete eventos de lluvia, sobre tres niveles de discretización, partiendo de un modelo simplificado a uno más complejo (con un alto nivel de detalle) y realizando una comparación de los resultados obtenidos sobre la cuenca de estudio.Ítem Estudio comparativo entre diversas metodologías para el cálculo de la capacidad de captación en sumideros en Chile(Universidad de Valparaíso, 2014-12) Pulgar Navarrete, Carolina Andrea; Concha Jopia, RodrigoEn el diseño o análisis de sistemas de transporte de escorrentía pluvial en medio urbano (drenaje urbano), los elementos de captación superficial de la escorrentía (sumideros) juegan un papel clave en la potencial inundación o anegamiento que se produce sobre los centros urbanos cuando lluvias de mediana o alta intensidad caen sobre la superficie de las ciudades. En el Trabajo de Título se realizará un estudio comparativo entre los distintos métodos para el cálculo de la eficiencia de captación, mencionados en el Manual de Drenaje Urbano (Universidad Politécnica de Cataluña, Federal Highway Administration, John Hopkins University, Colorado State University para el UDFCD y HR Wallingford), con las eficiencias de captación realizadas por el Laboratorio Nacional de Hidráulica con sumideros propios de Chile ensayado bajo distintas condiciones de caudal de aproximación, pendientes transversales y longitudinales de la calle. También se contrastará los métodos ya mencionados con lo que indica el Manual de Drenaje Urbano bajo nuevas condiciones utilizando los mismos sumideros ensayados y en un caso para nuevos sumideros no ensayados. Al tener ya evaluadas estas eficiencias en los métodos mencionados, en distintas condiciones, se llevará a cabo un análisis hidráulico enfocado en una zona de la ciudad de Temuco mediante el programa SWMM 5, tomando en cuenta los criterios de riesgo (velocidad y altura máxima de escurrimiento) según el Manual de Drenaje Urbano.Ítem Modelación de sistemas urbanos de drenaje sostenible (SUDS), usando SWMM 5.1(Universidad de Valparaíso, 2014-12) Cortés Oyanedel, Jaime Mauricio; Concha Jopia, RodrigoLos Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS), son un nuevo tipo de infraestructura que abarca lo urbano, hidráulico y paisajista. Cuyo objetivo es el control de la escorrentía superficial producido por eventos de precipitación sobre la ciudad y poblados, a través de la captación, infiltración, retención, trasporte y almacenamiento. Tienen su origen en el aumento de las superficies impermeables del suelo, este incremento produce un aumento de los volúmenes y caudales máximos de la escorrentía, además disminución de la infiltración y recarga de acuíferos. En este trabajo de título se estudió la comparación de los SUDS: jardín de lluvia, zanja de infiltración, canal vegetativo, estanque de almacenamiento y laguna de almacenamiento los cuales son descrito en diseño, dimensionamiento y su ejemplo respectivo en el Manual de Drenaje Urbano de la Dirección Obras Hidráulicas del MOP. La comparación se realizó usando el programa SWMM 5.1, donde se modelaron los SUDS, ante esto se propuso como objetivo principal de este estudio contrastar la metodología de dimensionamiento de los SUDS sugeridos en manual respecto a la modelación numérica de estos en SWMM 5.1 y posterior evaluar los resultados obtenidos. Los SUDS fueron modelados a partir de los datos obtenidos de cada ejemplo de los 5 SUDS del manual. En el capítulo 3, se analizan los resultados obtenidos de cada SUDS modelado; como por ejemplo para los casos de los SUDS jardín de lluvia y zanja de infiltración, el primero se analizó la altura del agua acumulada en la superficie del jardín donde se concluyó que el jardín de lluvia presenta problemas de retención del agua de lluvia provocando desborde y al contrastarlo con el ejemplo del manual, en el documento el jardín de lluvia fue diseñado para que retenga todo el caudal de escorrentía producido por el área aportante. Para el SUDS zanja de infiltración los resultados obtenidos de la modelación mostraron que la capacidad de almacenar completamente la escorrentía no se cumple, solo pudiendo almacenar la mitad de su capacidad. De los resultados obtenidos de las modelaciones de los SUDS, se pudo determinar que el diseño y dimensionamiento de estos en los ejemplos del Manual de Drenaje Urbano no cumplen los requerimientos para los que fueron diseñados. A demás en el capítulo 4, se procedió a realizar una evaluación del desempeño de los SUDS frente a una simulación con registros continuos de precipitación, se estudió la evaluación del desempeño de los SUDS en la zona urbana de la cuenca de la calle Lusitania, ubicada en Miraflores, Viña del Mar, Región de Valparaíso. Los SUDS analizados fueron jardín de lluvia y zanja de infiltración, los cuales fueron diseñados con la metodología entregada por el manual, los resultados obtenidos mostraron que estos SUDS quedaron sobredimensionados en su capacidad de almacenar y retardar la escorrentía superficial frente a una simulación continua de precipitaciones. Del análisis realizado al contrastar los SUDS del manual con el programa, se propone la utilización del programa SWMM 5.1, como respaldo al diseño, dimensionamiento y análisis de los SUDS.Ítem Modelación hidrológica a nivel diario de la cuenca del río Petorca, Quinta región de Chile(Universidad de Valparaíso, 2015-07) Olivares Maturana, Margaret Carolina; Concha Jopia, Rodrigo; Morales Pino, YerelLos problemas de la falta de registros de estaciones meteorológicas y fluviométricas, hacen más difícil las investigaciones hidrológicas en Chile. Esta dificultad se puede disminuir mediante herramientas hidrológicas como el hidrograma unitario y programas de simulación hidrológica. El Ciclo Hidrológico es el punto de inicio de cualquier estudio en hidrología, pues mediante éste se generan las precipitaciones. La precipitación es almacenada en el terreno formando un cauce natural. Cabe señalar que no toda precipitación caída produce escorrentía ya que, dependiendo de las características del suelo, hay aguas que son retenidas en la vegetación, depresiones superficiales y otras pueden ser filtradas hacia acuíferos subterráneos. El estudio principal se enfoca en la cuenca del Río Petorca, ubicado en la Región de Valparaíso, Chile. El objetivo es simular las crecidas de su cauce natural con el programa HEC-HMS, esto con ayuda de imágenes satelitales, es posible discretizar la cuenca en 4 subcuencas, extraer mapas de elevación, vegetación, tipo de suelo y datos que son procesados por el programa de modelación hidrológica. La modelación hidrológica es realizada a escala diaria, en esta se realiza una simulación continua, donde el método recomendado para este tipo de simulación es el método (SMA) que toma en consideración la humedad del suelo. De acuerdo a los requerimientos del programa HEC-HMS, se utilizan datos de precipitación de las estaciones pluviométricas en periodos de lluvia a lo largo de 10 años (2003-2013) y datos de estaciones fluviométricas durante el mismo periodo para poder realizar un análisis de calibración de datos, donde se hace una comparación de caudales, a través del hidrograma simulado y el hidrograma observado. La calibración de los caudales arroja valores estadísticos aceptables y en la validación la regresión lineal entrega valores de correlación mayores que 0.88. En el proceso de simulación se obtienen valores de calibración aceptables, dando como resultado en 7 años de medición un valor del indicador de eficiencia de Nash-Sutcliffe mayor igual que 0.86.para las diferentes subcuencas. En el proceso de validación del sistema de modelación, ésta arroja valores de Nash mayor igual que 0.81 en los últimos 3 años de medición. La cuenca del Río Petorca supone una gran complejidad de estudio, debido a la escasez de información hidrológica. El análisis realizado a los caudales reales versus los caudales simulados, indica la respuesta hidrológica de la cuenca, pudiendo utilizarse en estudios de evaluación hidrológica.