Tesis de Ingeniería Hidráulica
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- ItemSimulación y modelado de precipitaciones y escorrentías utilizando modelos Hec-hms y obtención de niveles máximos de crecida Hec-ras en la microcuenca del río Quindigua, cantón la Maná”(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; (UTC), 2024-03) Ayala Quinaucho, Andy Mesias; Robayo Zambrano, Christopher Elian; Zambrano Navarrete, Xiomara AlejandraEl presente estudio se centra en la simulación y modelado de precipitaciones y scorrentías utilizando el modelo HEC-HMS, así como la obtención de niveles máximos de crecida Mediante HEC-RAS en la microcuenca del Río Quindigua. La metodología empleada incluye el cálculo de parámetros hidrológicos para diferentes Tiempos de Retorno (5, 10, 25, 50, 100 años) por el Método del Servicio de Conservación de Suelos - Número de Curva (SCS-CN), la curva IDF y el método de bloque alterno para hallar los hietogramas de precipitación, la construcción de modelo en HEC-HMS obteniendo hidrogramas de precipitación y la simulación en HEC-RAS utilizando técnicas de levantamientos topográficos batimétricos para obtener los niveles máximos de crecidas. Los resultados revelan que, durante un evento de 24 horas el caudal pico en un tiempo de retorno de 5 años es de 74,3 m3/s; 10 años 87,1 m3/s; 25 años de 106,9 m3/s; 50 años 116 m3/s;100 años es de 133,90 m3/s. Por otro lado, en el río Quindigua se identificaron zonas con presencia de secciones pedregosas en mal estado, lo que causa una pérdida de energía del flujo considerable. La simulación en HEC-RAS muestra una diferencia considerable en los niveles de crecidas máximas entre los tiempos de retorno de 5 y 100 años lo que indica una media incidencia de inundación.
- ItemObtención de niveles máximos de crecida Hec-ras en la microcuenca del río Quindigua, cantón la Maná(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; (UTC), 2024-03) Ayala Quinaucho, Andy Mesias; Robayo Zambrano, Christopher Elian; Zambrano Navarrete, Xiomara AlejandraEl presente estudio se centra en la simulación y modelado de precipitaciones y escorrentías utilizando el modelo HEC-HMS, así como la obtención de niveles máximos de crecida mediante HEC-RAS en la microcuenca del Río Quindigua. La metodología empleada incluye el cálculo de parámetros hidrológicos para diferentes Tiempos de Retorno (5, 10, 25, 50, 100 años) por el Método del Servicio de Conservación de Suelos - Número de Curva (SCS-CN), la curva IDF y el método de bloque alterno para hallar los hietogramas de precipitación, la construcción de modelo en HEC-HMS obteniendo hidrogramas de precipitación y la simulación en HEC-RAS utilizando técnicas de levantamientos topográficos batimétricos para obtener los niveles máximos de crecidas. Los resultados revelan que, durante un evento de 24 horas el caudal pico en un tiempo de retorno de 5 años es de 74,3 m3/s; 10 años 87,1 m3/s; 25 años de 106,9 m3/s; 50 años 116 m3/s;100 años es de 133,90 m3/s. Por otro lado, en el río Quindigua se identificaron zonas con presencia de secciones pedregosas en mal estado, lo que causa una pérdida de energía del flujo considerable. La simulación en HEC-RAS muestra una diferencia considerable en los niveles de crecidas máximas entre los tiempos de retorno de 5 y 100 años lo que indica una media incidencia de inundación.
- ItemDeterminación del índice de calidad del agua (nsf) de la microcuenca Nagsiche ubicado en el cantón Salcedo provincia de Cotopaxi(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; (UTC), 2024-03) Chicaiza Cocha, Erika Julissa; Iza Toapanta, Nayely Marlene; Toaza Iza, Jimmy XavierEl índice de calidad del agua ICA evalúa parámetros físico - químicos y microbiológicos en una ecuación ponderada multiplicativa para determinar la calidad del agua en los ríos. El objetivo del presente proyecto fue determinar el índice de calidad del agua (NSF) en la microcuenca Nagsiche ubicada en el cantón Salcedo provincia de Cotopaxi. Para el cual se realizó la caracterización de la zona de estudio, donde se establecieron tres puntos de muestreo ubicadas en las parroquias de Cusubamba y Panzaleo. La metodología aplicada fue cuantitativa, sujetos al índice de calidad del agua propuesta por la Fundación Nacional de Saneamiento de Estados Unidos (ICA-NSF); en base a la técnica de muestreo e instrumentos respectivos para la toma de agua se realizó la recolección de muestras en los 3 puntos de la microcuenca Nagsiche. En cuanto a los resultados obtenidos se evidencia el comportamiento del estado del cauce del rio, siendo así en la cuenca alta registra un ICA de 60,35, dando así una categoría de regular, para la cuenca media proporcionó un ICA de 53,34 catalogando como regular y para la cuenca baja proveyó un ICA de 50,36 con una clasificación de mala. La calidad del agua en la microcuenca Nagsiche oscilan en un promedio de 55,68, en relación a las tres zonas de muestreo, para el cual proporcionó una categorización como regular debido a la variación de actividades efectuadas a las riberas del río. A su vez los parámetros establecidos por el ICA-NSF fueron comparados con la normativa ecuatoriana vigente TULSMA, de acuerdo a los criterios de uso determinados, donde se evidenció la variabilidad de la microcuenca reflejando una contaminación en los parámetros de Oxígeno Disuelto, Coliformes Fecales, DBO5, Temperatura y Nitratos de acuerdo al uso direccionado. Por ende, la calidad del agua se encuentra en condiciones regulares de contaminación físico-químico y microbiológico.
- ItemEvaluación del tratamiento de agua de consumo humano del barrio Zumbalica, ubicado en el cantón Latacunga provincia de Cotopaxi(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi; (UTC), 2024-03) Chaluisa Umajinga, Dennis Andres; Pacheco Freire, Marjuri Carola; Toaza Iza, Jimmy XavierLa investigación "Evaluación del Tratamiento de Agua de Consumo Humano en el Barrio Zumbalica, ubicado en el cantón Latacunga, Provincia de Cotopaxi" reveló una preocupante presencia de arsénico en el agua de la captación 5, la cual supera los límites permisibles por la normativa Libro VI, Anexo 1 del TULSMA. Por ende, se llevaron a cabo diversas actividades en el marco de este proyecto, las cuales incluyeron la planificación del muestreo, la definición de los puntos estratégicos de monitoreo, el análisis in situ de las condiciones del agua, así como la recolección, preservación y transporte de las muestras pertinentes.
- ItemDeterminar el índice de calidad del agua (NSF) de la microcuenca del río Cutuchi ubicado en la provincia de Cotopaxi.(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: (UTC), 2024-08) Santafe Alvarez, Joselyn Thalya; Saltos Vega, Brayan Isael; Toaza Iza, Jimmy XavierThis research project focuses on analyzing the Water Quality Index (NSF), wich evaluates physico-chemical and microbiological parameters through a weighted multipicatetive equation to asses water conditions in a microbasin. The aim of the study was to determine the Water Quality Index (NS) for the Cutuchi River microbasin located in Cotopaxi Province. The study involved characterizing the area identifying three sampling points in the parishes of Alaquez, Latacunga, and San Miguel. A quantitative methodology was applied, based on the index proposed by the National Sanitation Foundation of the United States (ICA-NSF), with three composite samples collected along the rive's course. Results indicated that the river's upper zone had an ICA of 52.16 (Regular), the middle zona had an ICA of 40.65 (Poor), and the lower zone had an ICA of 38.41 (Poor). The overall average ICA across the three sampling points was 43.74, categorizing the water quality as Poor, primarily due to anthropogenic, agricultural, and livestock activities. Additionally, the ICA-NSF parameters were compared with Ecuadorian regulations (TULSMA), revealing variability in permissible limits and contamination in Fecal Coliforms. Thus, the water quality in the Cutuchi River microbasin is classified as Poor in terms of contamination
- ItemDinámica temporal de los datos hidrológicos (Caudal), utilizando el análisis de Fourier y ondeletas (wavelets) en la cuenca del rio Toachi, Provincia de Cotopaxi.(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: (UTC), 2024-08) Cuzco Tocumbe, Edwin Javier; Iza Quingatuña, Kevin Stiwart; Giler Ormaza, Andy MiguelThe region is under constant threat from El Niño and La Niña weather phenomena, affecting water availability, causing heavy rains, flooding and damage to agricultural infrastructure and housing. The objective of the study is to determine the frequencies of hydrological events (flow), using the Fourier and wavelets method to understand river dynamics. For the present research project, hydrological data (flow) information was collected from the INAMHI platform for the period (1991-2013). The discrete Fourier transform was performed, which transforms from the time domain to the frequency domain to identify more precisely the dominant frequencies of the signals for stations H166, H167 and H188. A good similarity was found in exactly two peaks. The first and most pronounced peak starts at the frequency from 11 to 11.5(Events/12years) and the second peak starts at the frequency from 22.6 to 23.0(Events/12years) approximately, the higher the peak, the stronger the frequency component. On the other hand, the wavelets analysis allows identifying the dominant frequencies of the time series data being represented by means of the power spectrum, the most representative results were the significance curve for the 1-year period indicating 1 (event/year) which means annual return of rains and high flows and the 0.5 year or half year period indicating 2 (events/year) representing the existence of seasonal rainfall sources and dry seasons. The combination of both methods provides a more complete view of the temporal evolution of climatic events and their relationship with the frequencies observed in the hydrological station data in the Toachi river basin.
- ItemSimulación de picos de inundaciones repentinas utilizando fuentes satelitales de datos de precipitaciones en el Río Quindígua, Cantón La Maná.(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: (UTC), 2024-08) Tipantasi Amancha, Jonathan Patricio; Zambrano Navarrete, Xiomara AlejandraThe study focuses on the simulation and modeling of flash flood peaks in the Quindígua River basin, located in Cantón La Maná, using precipitation data from the TRMM satellite and hydrological software such as HEC-HMS and HEC-RAS. Land cover was analyzed using satellite images from 2012 with a resolution of 25 by 25 meters to estimate peak flows using the SCS-CN method, achieving an accurate characterization of the basin's hydrological response. Additionally, the "Rain-on-Grid" (RoG) technique was implemented to simulate extreme precipitation events and their impact on generating peak flows. The hydrological simulation in HEC-HMS incorporated hyetographs based on IDF curves and the alternating block method for return periods of 5, 10, 25, 50, and 100 years. The resulting hydrographs were used in HEC-RAS to simulate maximum flood levels, flow velocities, and flood areas. The results showed that, over a 24-hour period, peak flows vary significantly depending on the return period, with a peak flow of 63.35 m³/s calculated by the SCS-CN method and 60.90 m³/s by HEC-HMS, showing an error of 3.85% for the 5-year return period. For the 50-year return period, peak flows of 117.36 m³/s (SCS-CN) and 117.40 m³/s (HEC-HMS) were obtained, with a very low error of 0.03%. Flow velocities in the hydrodynamic model ranged from 1.69 m/s for the 5-year return period to 2.51 m/s for the 100-year return period, reflecting the increase in peak flows.
- ItemEvaluación de las necesidades hídricas de plantas frutales en zonas de la Provincia de Cotopaxi.(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: (UTC), 2024-08) Burgos Farias, Steven Mauricio; Zambrano Navarrete, XiomaraThe objective of research is to evaluate water needs of fruit crops in Cotopaxi province, considering climatological and edaphological conditions where fruit crop agricultural production is implemented. The methodology uses climatological data such as temperature, relative humidity, heliophany, winds, and precipitation, as well as edaphological data such as field capacity, permanent wilting point, apparent density, and saturated soil electrical conductivity. Later, the different climatological variables were used to establish the Penman-Monteith method for estimating reference evapotranspiration values, and crop coefficient values were obtained from the FAO. Finally, based on soil conditions, irrigation schedules were established for dry seasons. The results show that water needs of banana crop range from 152.586 mm/month to 619.163 mm/month; cocoa crop ranges from 90.77 mm/month to 812.665 mm/month; the sugar cane crop ranges from 128.835 mm/month; tree tomato crop ranges from 193.251 mm/month to 593.8025 mm/month; blackberry crop ranges from 259.896 mm/month to 813.376 mm/month; citrus crop ranges from 239.286 mm/month to 607.583 mm/month; and guava crop ranges from 623.6825 mm/month to 1441.624 mm/month. The results are due to plant, soil, and climatological conditions, and their evapotranspiration values are high due to their dry seasons.
- ItemEvaluación de la sustentabilidad de la zona 1 del proyecto de riego tecnificado del río San Juan-Patoa.(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: (UTC), 2024-08) Molina Farinango, Adrián David; Heredia Prado, Cristian Santiago; Mogro Cepeda, Yenson VinicioThe thesis titled "Evaluation of the Sustainability of Zone 1 of the San Juan-Patoa River Technified Irrigation Project" focuses on assessing the sustainability of the technified irrigation system implemented in this area. This study addresses three key dimensions of sustainability: economic, ecological or environmental, and socio-cultural. In the economic dimension, the impact of the irrigation system on agricultural productivity and beneficiary income is analyzed, highlighting both the benefits and economic barriers to its adoption. In the ecological or environmental dimension, the efficiency of water use, soil conservation, biodiversity, and the overall impact of the irrigation system on the natural environment are examined. Finally, in the socio-cultural dimension, the acceptance and use of the system by the community are evaluated, along with the level of knowledge and training of the beneficiaries in sustainable practices. The results indicate that, although the project is generally sustainable, there are areas for improvement in beneficiary training and the implementation of sustainable practices. Specific recommendations are proposed to address these shortcomings and enhance the long-term viability of the technified irrigation system, thus ensuring its contribution to the sustainable development of the region.
- ItemEvaluación del sistema hidrosanitario de los bloques A y B de la Universidad Técnica de Cotopaxi, Campus Matriz.(Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: (UTC), 2024-08) Alpusig Chuqui, Hugo Geovanny; Bustos Arias, Jeniffer Nicole; Mogro Cepeda, Yenson VinicioHydro sanitary systems are a fundamental part of the society development and growth, as they help prevent future problems. Evaluating the hydrosanitary system to A and B blocks from the Technical University of Cotopaxi, Matrix Campus was the objective, through field information to identify the current condition and situation. The research method is quantitative because allows us to measure and analyze data efficiently and compare results with current standards and regulations in the country. Water supply provisions were determined according to the recommendations of NEC11 (Ecuadorian Construction Standard), Chapter 16, concerning the supply assigned for buildings of these characteristics. The parameters design for wastewater and rainwater were selected from the Standards for the Study and Design of Drinking Water and Wastewater of INEN (Ecuadorian Institute of Standardization). The most significant results about this research demonstrated that the pressure on the different floors ranges between 15 and 35 PSI, complying with the requirements established by current regulations and ensuring the proper functioning of sanitary appliances, which require a minimum of 14.22 PSI. However, due to a high service demand, the pumping system requires higher power than currently available. Additionally, areas that were not included in the original plans were identified, highlighting the conducting importance a detailed on-site inspection to subsequently update the design modifications. Finally, it is recommended that future engineers use updated methods and regulations in the country for the respective hydrosanitary calculations and designs.