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Disertación de Maestría
DOI
10.11606/D.18.2014.tde-17072015-105954
Documento
Autor
Nombre completo
Norvin Plumieer Requena Sánchez
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2014
Director
Tribunal
Mauad, Frederico Fábio (Presidente)
Albertin, Liliane Lazzari
Vecchia, Francisco Arthur da Silva
Título en español
Análisis de la producción de sedimentos en diferentes escalas de tiempo en una subcuenca semiárida, Moquegua - Perú
Palabras clave en español
Andes
Curva de sedimentos
Sedimentos en suspensión
Semiárido
Variabilidad temporal de datos
Resumen en español
Usualmente la producción de sedimentos en suspensión (Qss) de un río es calculada utilizando datos de caudales medios diarios o mensuales. Considerando que la mayor Qss ocurre durante los eventos de lluvias y también que los caudales medios no son capaces de representar adecuadamente los máximos caudales, principalmente en zonas de alta variabilidad climática, la forma usual de cálculo de Qss puede subestimar esta producción. En este sentido, esta investigación buscó analizar la influencia de la variabilidad temporal de los datos de caudales en el cálculo de la producción de sedimentos. Adicionalmente fue analizada el uso de diferentes tipos de curvas de sedimentos: (i) para todo el periodo de estudio, (ii) por años hidrológicos y (iii) asociación por épocas características (húmedas, semi-húmedas y secas). El estudio fue realizado en la subcuenca del río Torata, ubicada en una zona semiárida al sur del Perú, entre 2100 y 5200 m de altitud con pendiente promedio de 21.0% y alta variabilidad climática, en especial la precipitación que se ve reflejado en los caudales, ya que en un lapso de horas puede variar de 4 a 34 m3/s. El error entre la descarga prevista y estimada para el periodo de estudio (2001-2012) utilizando los diferentes tipos de curvas fue (i) -65.85%, (ii) -15.36% y (iii) -8.74%, presentando mejora en el coeficiente de eficiencia de Nash-Sutcliffe de 0.248 para 0.500. Los resultados mostraron que la diferencia entre la descarga de sedimentos en suspensión total para el periodo calculado con caudales medias mensuales y diarias fue de -92% y -62%, ambos en comparación de producción para valores medios horarios. También fue constatado que el 99.7% de la producción de sedimentos ocurre en temporada de lluvias, inclusive, un único evento de lluvia llegó a producir 80% de la producción anual. Los resultados de esta investigación ponen en manifiesto la importancia de utilizar registros de caudales con escalas pequeñas de tiempo (minutos, horas), que puedan representar la alta variabilidad de los caudales característicos de zonas semiáridas.
Título en inglés
Analysis of semiarid catchment sediment yield employing different data time intervals, Moquegua - Peru
Palabras clave en inglés
Andes
Data temporal variability
Sediment rating curve
Semiarid
Suspended sediment
Resumen en inglés
The usual methods that calculate the suspended sediment flux (Qss) of rivers employ discharge mean values daily or monthly. As most of the sediments are transported during overflow events and a mean value smooths the flood peak discharge, mainly in high climatic variability areas, the usual method to evaluate the Qss might underestimate the production of river sediments. This paper reports on an analysis of the gauge influence of temporal variability on the sediment yield estimation. Additionally, the use of different types of sediment rate curves was analyzed for (i) the whole time-series data, (ii) per hydrological year, and (iii) per hydrological pattern characterization (flood, intermediary and drought). A study case was conducted in the Torata river sub-catchment, a Peruvian semi-arid area located between altitudes of 2100 and 5200 meters and whose average slope is 21%. The high climatic variability is expressed by the huge river flow amplitude, which ranges from 4 to 34 m3/s in a few hours. The errors for the sediment yield from 2001 to 2012 estimated by the different sediment rating curves were (i) -65,85%, (ii) -15,36% and (iii) -8,74%, with a 0,248 to 0,500 Nash-Sutcliffe efficiency coefficient improvement. The differences between the sediment yield in total suspension for the period calculated monthly and daily were -92% y and -62%, respectively, in comparison with the production for hourly average values. Results show that 99,7% of the sediment are produced during the flood season and a single overflow event could represent 80% of the annual sediment discharge flow. This research highlights the importance of collecting and using discharge data of a short time interval (minutes or hours) to compute and represent the overflow peaks typical of semiarid regions.
 
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Fecha de Publicación
2015-07-21
 
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