1. Trabajos finales de graduación de grado
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Item Determinación de hidrogramas unitarios de la cuenca del río Grande de Térraba mediante distribuciones probabilísticas(2023) Zeledón Chavarría, Berny; Serrano Pacheco, AlbertoEl presente proyecto de investigación explora la calibración de tres funciones de distribución probabilística con el objetivo de simular el comportamiento de hidrogramas unitarios en la cuenca del río Grande de Térraba. Para ello, se realiza una caracterización a detalle de la cuenca del río Grande de Térraba, considerando parámetros geométricos, de relieve, de la red de drenaje, uso y cobertura del suelo, geológicos, pedológicos y climatológicos. Posteriormente, se calculan los respectivos hidrogramas unitarios reales de la cuenca y los hidrogramas unitarios sintéticos de la metodología de SCS y Snyder. Con los cuales se realizan las respectivas calibraciones a las funciones de distribución probabilística de log-normal, gamma y GEV considerando dos parámetros de la cuenca: el área de la cuenca y el índice de Gravelius. Con base en los resultados obtenidos, se determina que si es posible emplear funciones de distribución probabilista para simular el comportamiento de hidrogramas unitarios principalmente con funciones de distribución log-normal y gamma, sin embargo, no todos los modelos calibrados simulan a los HU de manera precisa, tal cual es el caso de la función de distribución GEV.Item Patrones de distribución espacio-temporal de la humedad del suelo en laderas de la microcuenca del río San Lorenzo(2019) Chavarría Palma, Andrés David; Birkel Dostal, ChristianLos patrones espaciales y temporales de la humedad en suelos manifiestan gran sintonía con el régimen de lluvia, las propiedades de infiltración en suelos y su distribución, el rol ecohidrológico del bosque y el control topográfico de pendientes. El conocimiento de la dinámica de la humedad en el suelo ayuda a desarrollar balances hidrológicos mejor diseñados que contribuyen a un manejo óptimo de las unidades que conforman la cuenca. En la cabecera de cuenca del Rio San Lorencito (¿S):3,26 km2), Reserva Biológica Alberto Manuel Brenes (¿S):ReBAMB), se encontró que durante la estación lluviosa los contenidos de humedad en el suelo en ambas laderas del río se duplican o más en comparación con la estación seca. La estacionalidad climática es un factor que alterna la predominancia de los procesos hidrológicos en laderas: en estación seca dominan procesos de infiltración y almacenamiento de humedad en las laderas, y en estación lluviosa la activación de flujos laterales subsuperficiales transportados a través de conductos preferenciales. Se registra una alta capacidad de transferencias de agua a través de los suelos de la cuenca debido a altos indicadores de porosidad, conductividad hidráulica, texturas gruesas en las partículas del suelo de las laderas y baja densidad aparente. Además, las zonas de mayor contenido volumétrico de humedad en ambas laderas coinciden en áreas cercanas al río, de menoras pendientes y densa vegetación; mientras que las zonas de menor contenido de humedad se comportan inversamente. La extensión de estas zonas de humedad aumentan su área durante la estación lluviosa, incidiendo en un vínculo más fuerte de conectivdad hidrológica entre ladera y río durante periodos húmedos. Las mediciones de humedad de suelo permitieron construir balances hidrológicos más integrales al incorporar la variabilidad del volumen almacenado en el suelo...Item Evaluación de la sustentabilidad hídrica de las cuencas Tempisque y Bebedero mediante el modelo Water Evaluation and Planning System (WEAP): Guanacaste, Costa Rica, 1993-2016(2019) Mena Benavides, Melisa; Birkel Dostal, ChristianLas cuencas Tempisque y Bebedero, al norte de Costa Rica, se caracterizan por una clara estacionalidad lluviosa marcada por una definida estación seca que se extiende de diciembre a mayo. La variabilidad climática natural se ve agravada por fenómenos regionales de océano y atmósfera como el fenómeno de El Niño-Oscilación del Sur (ENOS) que provoca sequías hidrometeorológicas de gravedad variable en la región costera del Pacífico oriental tropical; así como la ocurrencia de inundaciones que dependen de otros factores a escala climática regional y global. En esta investigación se propone el modelo WEAP (por sus siglas en inglés Water Evaluation and Planning System) como una herramienta para evaluar la disponibilidad de agua, así como el efecto que las demandas sectoriales tienen en disponibilidad. También se discute que tan sustentable es el manejo del agua superficial en las cuencas Tempisque y Bebedero. El caudal seminatural en las cuencas Tempisque y Bebedero se simuló para el periodo entre 1993 a 2016. Las cabeceras de cada cuenca fueron calibradas conforme a la disponibilidad de caudales observados, se calibró la parte alta de las cuencas Tempisque y Bebedero para el periodo entre 1993 a 2003, con énfasis en la calibración de los caudales mínimos, logrando una notoria eficiencia de simulación en la cabecera del río Tempisque (logNSE 0,79). Los resultados de la simulación muestran una adecuada variabilidad intra anual al comprarse con los observados y una clara disminución del caudal entre 1997 y 1998 a causa de la sequía provocada por el fenómeno El Niño. En la sección media y baja de ambas cuencas faltan mediciones de caudal, esto impidió realizar la calibración y en su lugar se definieron los valores paramétricos utilizados en las cabeceras. Del agua superficial concesionada, un 0,48% se utiliza para uso doméstico, un 0,56% para uso turístico y un 89,9 para uso agrícola. Debido a que el agua destinada...Item Evaluación de riesgos de contaminación relativos a los cuerpos de agua superficial en la subcuenca del río Agujas y la subcuenca de las quebradas de playa Colorada en Bahía Drake de Osa, Puntarenas(2021) Castillo Campos, María Gabriela; Vidal Rivera, PaolaLa evaluación de riesgos ambientales constituye una herramienta que permite delimitar, caracterizar y analizar los elementos o sucesos que se identifiquen como amenazas asociadas a un factor ambiental específico definido como parte de un escenario de exposición particular. En el presente proyecto se presenta la implementación de esta metodología a los cuerpos de agua principales definidos en las cuencas del río Agujas y las quebradas de playa Colorada. El procedimiento definido consiste en la caracterización morfométrica, del uso del suelo, aspectos socioeconómicos, pruebas de calidad del agua e información territorial del escenario de exposición, de manera que sea posible identificar las amenazas ambientales y su respetivo análisis, para lo que se empleó la metodología de análisis por árbol de fallo de los sucesos iniciadores determinados. Seguidamente se procede con una estimación cuantitativa del riesgo ambiental como el producto de la probabilidad de ocurrencia y la gravedad de las consecuencias. La definición de un valor de riesgo en una escala concreta permite establecer recomendaciones para cada una de las cuencas de forma particular y priorizada según sus condiciones específicas. Asimismo, la metodología desarrollada permite su implementación en el futuro o en zonas con condiciones similares.Item Modelación hidrológica para el pronóstico de caudales en la cuenca de la Planta Hidroeléctrica Cachí(2019) Brown De La O, Donald Josué; Serrano Pacheco, AlbertoEl interés de contar con herramientas eficientes para pronóstico de caudales en actividades de aprovechamiento en cuencas motiva el uso de la modelación hidrológica. Este trabajo tenía como objetivo definir cuál es el modelo de precipitación-escorrentía, entre tres modelos analizados (GR4J, HBV, SAC-SMA), que mejor se ajusta al comportamiento de la cuenca de la Planta Hidroeléctrica Cachí, ubicada en la provincia de Cartago, Costa Rica, y que es administrada por el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE). En este trabajo se cuenta con los datos meteorológicos e hidrológicos registrados por medio de estaciones ubicadas en la extensión de la cuenca. Estos registros se completaron y extendieron para calibrar en un período de 15 años los parámetros de los modelos según la respuesta registrada de la cuenca. Para la comparación entre los modelos y con el fin de evaluar la mejora en los resultados debido a la aplicación de un enfoque más distribuido en la cuenca, se realizaron tres etapas de calibraciones automáticas, cada una con más subdivisiones que la anterior. Además, se propusieron métodos de programación para facilitar la aplicación de algunas tareas relacionadas a la modelación. El análisis de resultados confirma que el modelo que mejor se ajusta al comportamiento de la cuenca de la Planta Hidroeléctrica Cachí es el modelo GR4J. Además, este modelo registra mejores resultados que el que actualmente emplea la Unidad de Pronóstico y Procesamiento Hidrológico del ICE. Asimismo, se comprueba que un enfoque más distribuido en la cuenca no ayuda a mejorar considerablemente los resultados del modelo.Item Análisis hidrológico del almacenamiento de agua del humedal Maquenque en la zona norte(2015) Vega Romero, Marco,; Oreamuno Vega, Rafael AlfredoLos humedales son ecosistemas que pueden estar sometidos a variaciones en los volúmenes de agua importantes según la época del año. Determinar estas las variaciones en el Refugio Nacional de Vida Silvestre Mixto (RNVSM) Maquenque permite establecer los niveles de agua y la extensión mínima y máxima del humedal según la época seca o húmeda del año. Se determinaron las áreas de drenaje que aportan recurso hídrico al humedal Maquenque. Así, mediante la adecuada caracterización de los parámetros físicos, climáticos y geológicos, se aplicó el modelo de balance hídrico de Thorntwaite y Matter sobre las distintas área de drenaje para sintentizar los hidrogramas de entrada al humedal. Seguidamente se aplicó un análisis de la conservación de la masa propiamente sobre el humedal, distribuyendo la escorrentía superficial de entrada en dos partes; aquella que se acumula y genera huellas de inundación y la que sale de la extensión del humedal. Además, se corroboraron los resultados de los modelos de inundación mediante la comparación contra imágenes satelitales. Finalmente, con la validación de los resultados, se realizaron distintos escenarios climáticos y físicos sobre el humedal con el fin de ver las posibles afectaciones que puede tener el humedal al estar sometido a este tipo de condiciones. El modelo elaborado permite observar las variaciones en la zona de inundación del humedal para condiciones normales, húmedas, secas y además debido a la inclusión de una obra vial. Se demostró que la zona de inundación puede sufrir afectaciones debido a la construcción obras civiles sin previa planificación. El modelo deja la posibilidad de ser mejorado en cuanto al recurso topográfico y disponibilidad de información meteorológica e hidrológica.Item Regionalización de curvas de duración(1999) Gómez Jara, Javier; Murillo Muñoz, Rafael EduardoLas curvas de duración son una herramienta muy utiliza en análisis hidrológicos; permite evaluar la producción de caudales de una cuenca y recientemente se han utilizado en otras aplicaciones como son las descargas de aguas residuales. El objetivo de este trabajo es generar curvas de duración regionales que permitan evaluar los caudales de aquellas cuencas que no posean información hidrológica. Para regionalizar la información es necesario conocer adecuadamente las características climáticas y geomorfológicas de cada cuenca, sin embargo este último factor no se toma en consideración en este trabajo. Debido a esto en este trabajo sólo se realiza una descripción climática de cada una de las cuencas utilizadas, con el propósito de describir adecuadamente las variables hidrológicas involucradas. Posteriormente la información se agrupó y analizó de tres formas: por área de cuenca, producción específica normalizada y por región climática. Esta última fue la que produjo los mejores resultados y se adoptó en este trabajo. De acuerdo con esto, a la información agrupada por zonas climáticas, se le aplicó tres modelos estadísticos con el fin de describir su comportamiento. Esto permitió obtener los percentiles más representativos para cada estación que se analizó. Adicionalmente se realizó un análisis de variación en el período de registro para obtener el registro mínimo que se requieren para resultados confiables. Finalmente los resultados obtenidos permiten estimar los valores de caudales en cuencas que no posean este tipo de información siempre y cuando se trate de una misma región climática y se juzgue adecuadamente su comportamiento hidrológico.