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Por su localización geográfica, su orografía y una gran variedad de regímenes climáticos, Colombia se ubica entre los países con mayor riqueza en recursos hídricos en el mundo.1Seis tipos de aguas alojan su territorio; aguas lluvias, aguas superficiales, aguas subterráneas, aguas termo minerales, aguas marinas, oceánicas y aguas de alimentación glacial.2 La inmensa cantidad de recursos hídricos es evidenciada con la amplia red de agua superficial que se encuentra en el país, incluyendo ríos, lagos, escorrentías, pantanos y dos grandes océanos, que en como todo ciclo sufren épocas de máximas y mínimas condiciones, afectados principalmente por las precipitaciones que se presentan en el país. Según estimaciones del IDEAM, en promedio en Colombia la precipitación media anual es de 3000 mm con una evapotranspiración real de 1180 mm y una escorrentía medial anual de 1830 mm. Teniendo en cuenta lo anterior, del volumen de precipitación anual, 61% se convierte en escorrentía superficial generando un caudal medio de 67000 m3 /seg, equivalente a un volumen anual de 2084 km3 que escurren por las cinco grandes regiones hidrológicas que caracterizan el territorio nacional continental, de la siguiente forma: 11% en la región Magdalena – Cauca, 5% en la región del Caribe; 18% para la región del Pacífico; 34% en la región de la Amazonia y 32% en la región de la Orinoquia.3 Incluye bibliografía, anexos

En la elaboración o construcción de las curvas de Intensidad – Duración –Frecuencia (IDF), a lo largo de los años, se han tenido grandes avances y evoluciones en sus metodologías de construcción. En la presente investigación se presentó un avance para dicho tema, el cual consiste en incluir en el análisis de los datos, los valores escogidos a analizar es decir, cuando se tiene una serie de datos en muchas casos aparecen uno, dos o tres datos alejados del grupo, quedando así el conjunto de datos dividido, debido a la presencia de estos datos comúnmente llamados atípicos. Con esta aproximación metodológica, se analizaron los datos de las estaciones pluviográficas seleccionadas (Neiva, Ipiales, Cartagena) es decir, los considerados atípicos y los agrupados, proponiendo como herramienta principal la distribución mixta de probabilidad Doble Gumbel, la cual ofrece dos tendencias que permiten analizar dos poblaciones de datos contenidos en un solo conjunto. Al realizar el análisis de datos con dicha distribución mixta, se concluye según los resultados que es una gran posibilidad de obtener mejores datos de intensidad cuando se desee utilizar curvas IDF construidas con esta aproximación metodológica, teniendo en cuenta que se debe comprobar si la distribución mixta aplicada (para este caso Doble Gumbel) se ajusta al comportamiento de los datos para cada una de las duraciones planteadas. Incluye referencias bibliográficas

La medición del caudal de una corriente de agua natural durante cierto período de tiempo representa una variable indispensable para el diseño hidráulico de obras civiles, debido a que principalmente de este depende el dimensionamiento de la estructura hidráulica. Las prácticas hidrométricas tradicionalmente aplicadas en el territorio nacional contemplan la medición frecuente de los niveles del agua en las estaciones, y la posterior determinación del caudal por medio de una relación nivel – caudal previamente establecida (Martinez, 2011), ; así que el tener una estación de aforo de caudales que permita construir curvas de nivel - caudal en distintos puntos de la corriente de agua, constituye una mayor certidumbre para los análisis de ingeniería. La medición de caudal (aforo) se debe realizar periódicamente, buscando cubrir toda la gama potencial de niveles, con el fin de obtener parejas nivel – caudal que faciliten la calibración de la sección de aforos plasmada en la curva de gastos o de calibración. (IDEAM, 1999). Sin embargo, la escases de estaciones de medición de caudales en las zonas urbanas y semirurales de la mayoría de ciudades colombianas, generan un completo desconocimiento del comportamiento hidráulico de pequeñas corrientes. Adicionalmente Las curvas de calibración son elaboradas con un número limitado de medidas concentradas en el promedio de un número limitado de caudales y un rango de variaciones de niveles de agua. Incluye referencias bibliográficas

Este documento pretende sugerir diferentes maneras de recopilar e interpretar la información pertinente, para proyectar la posible variabilidad climática en el futuro a través de la representación matemática y grafica de variables climatológicas tales como la precipitación, la temperatura, la nubosidad, y su relación con el balance hídrico de largo plazo para la estimación de caudales medios anuales de determinada región del país. Esto con el fin de promover la realización de trabajos posteriores, que ayuden en la toma de decisiones en cuanto a la adaptación a eventos extremos causados por la intensificación de la variabilidad climática. Se ha redactado para ser utilizado por organizaciones tanto gubernamentales como no gubernamentales, y así mismo para aquellas personas que deseen conocer la ciencia del cambio climático y las implicaciones de la misma en la definición de políticas y programas para el sector agropecuario, el manejo del recurso hídrico, y de los planes de ordenamiento territorial etc. El contenido de este documento, pretende ser un soporte teórico para la creación y generación de escenarios de cambio climático para finalmente ser aplicados en el análisis y estudio de una determinada situación vulnerable a los efectos del clima. Es importante resaltar que, durante la proyección de escenarios de cambio, siempre existirá un grado de incertidumbre debido a que en la mayoría de los casos, nunca podrá existir una estimación definitiva sobre los impactos causados por el cambio climático y la vulnerabilidad frente a el. Para poder interpretar la información sobre el cambio climático, primero se deben comprender los puntos de partida utilizados en la ciencia del clima, en la primera parte de este documento se proporciona una breve visión panorámica de la investigación sobre el clima y el impacto asociado al mismo, incluyendo algunas definiciones esenciales, que se constituyen actores o influyentes fundamentales en el estudio y comprensión de la ciencia del cambio climático, que en algunas ocasiones se no son tenidos en cuenta. Incluye bibliografía

La estimación de hidrogramas de crecientes asociados a diferentes periodos de retorno es un paso imprescindible en el diseño de obras hidráulicas. En los casos en los que se cuenta con la información hidrométrica de la corriente en estudio, es válido aplicar métodos para su cálculo basados en este tipo de información. Los ingenieros Oscar Coronado, Jorge Triana y Jairo Coronado propusieron un procedimiento matemático para estimar hidrogramas de crecientes utilizando solamente información hidrométrica. Este procedimiento es estrictamente matemático y se basa en un balance de masa entre el volumen de escorrentía y el volumen de flujo base. Los métodos más utilizados para estimar el flujo base corresponden a relaciones empíricas que no se encuentran físicamente basadas, por lo que el grado de incertidumbre asociado a su cálculo es elevado. El método propuesto por Coronado – Triana tiene en cuenta el método constante y de la línea recta para la obtención del caudal base. La implementación de otros métodos más confiables al procedimiento, podría mejorar los resultados obtenidos. El presente trabajo corresponde a la obtención de nuevas ecuaciones para la modelación del volumen de escorrentía para el método Coronado – Triana, tomando los métodos de separación del flujo base más utilizados actualmente, e incluyendo métodos física y químicamente basados. Incluye bibliografía

Los proyectos para la construcción de nuevos embalses, ductos, vías, están aumentando a nivel mundial y local, como una forma de solucionar problemas de comunicación, abastecimiento y generación de energía, por tanto las economías mundiales realizan esfuerzos en la construcción de estas mega estructuras, la cual son muy costosas, pero necesarias. Para estos tipos de proyectos, actualmente se buscan soluciones de diseños óptimas, congruentes con las demandas solicitadas y con la capacidad instalada de cada país. En este orden podemos comentar que nuestro país no cuenta con un sistema desarrollado para la toma de datos de precipitación en toda su área geográfica, es necesario tener más herramientas que permitan calcular caudales máximos a diferentes periodos de retornos. Por consiguiente, los registró y estudio de los caudales máximos anuales permite determinar, bajo cierto supuesto, la probabilidad de ocurrencia del caudal en una cierta magnitud, se deben tener en cuenta que, los caudales son fenómenos originados por el carácter aleatorio de las descargas de los ríos. La ocurrencia de crecidas de los ríos se describe en términos probabilísticos, es decir, que cada caudal va asociado una probabilidad de ocurrencia. Incluye bibliografía

En esta investigación se pretende determinar el comportamiento hidrodinámico que se evidencian en las prácticas de laboratorio, teniendo como principal componente los canales hidrodinámicos los cuales permitirán el estudio del comportamiento de los fluidos a superficie libre y la verificación teórica a través de pruebas experimentales. Teniendo en cuenta el canal prototipo propuesto en la UTB para diferentes condiciones de flujo (flujo uniforme, presencia de vertederos y compuertas), se elaboraron una serie de modelaciones en el software HEC-RAS, las cuales posteriormente se verificaron con datos manuales (ecuación de Manning, Rehbock, ecuación para compuertas), dado esto, se evidenció que el material más adecuado es el acrílico, puesto que es el que demuestra mayor similitud en el comportamiento del flujo. Finalmente se concluyó que los canales hidrodinámicos son de gran importancia para el aprendizaje del comportamiento hidráulico, al igual que sus modelaciones pueden ser comprobadas efectivamente en HEC-RAS, como una herramienta que se asemeja a los comportamientos de flujos en la vida cotidiana. Incluye bibliografía, anexos

En este proyecto de investigación se busca la obtención de una metodología para el diseño de redes de acueducto especialmente en zonas donde existe un bajo índice poblacional, esto con el propósito de permitir la prestación del servicio de agua potable a aquellas localidades donde escasea el recurso y en otras que aunque exista el cuerpo de agua no se puede desarrollar el diseño del sistema por la carencia de un método para emplear en estos casos; las normas establecidas para el diseño de los sistemas de acueducto en Colombia al ser utilizadaspara estos sectores no cumplen con los requerimientos, por esta razón fue necesario encontrar aquellos parámetros que al variarlos arrojaran resultados viables. Se tomó como caso de estudio el corregimiento de Las Palmas el cual cumplía con las condiciones de bajo nivel poblacional. La metodología consta de una serie de suposiciones tipo prueba y error, las cuales jugaron de manera estratégica con dichos parámetros hasta la obtención de la población ideal para que el diseño de la red cumpliera con las presiones y velocidades establecidas en la norma, las cuales garantizan la prestación de un buen servicio a la comunidad.El proceso utilizado para el diseño de la red es descrito en el presente proyecto de investigación así como las normas y suposiciones en las que se basan dicho diseño. Incluye bibliografía, anexos

El estudio hidrológico es el mecanismo a través del cual se realiza, de la mejor manera posible, una estimación confiable de los caudales máximos que circulan por un cauce natural. El objetivo básico de este estudio es lograr un entendimiento adecuado del comportamiento de la variable hidrológica de interés. La regionalización de distribuciones hidrológicas de caudales máximos instantáneos en Colombia es la variable de interés de esta investigación y su análisis permite identificar la frecuencia periódica de caudales desatadores de crecidas extraordinarias en el país, útiles como base para elaborar curvas regionalizadas, envolventes y demás productos hidrológicos que contribuyan a resolver aspectos de la planificación, la prevención, la gestión de emergencias y la regulación de crecidas, con el fin de aminorar la vulnerabilidad de las regiones comúnmente devastadas por desastres de inundaciones. Para lo anterior se determinarán los caudales máximos asociadas a diferentes períodos de retorno en estaciones hidrométricas localizadas en Colombia., además de regionalizar rendimientos de caudales máximos instantáneos asociados a diferentes períodos de retorno; se analizarán también las diferentes funciones de distribución de probabilidad utilizadas habitualmente en hidrología (Normal, Log-Pearson Tipo III, Pearson Tipo III, Gumbel, GEV u otras que en el estudio de los datos sean necesarias) y se identificarán la distribución que mejor represente la tendencia de los datos por cada región de Colombia. Incluye bibliografía, anexos

Esta tesis fue creada para analizar estructuras tridimensionales a base de nodos y elementos lineales de sección constante, considerando que su deformación es directamente proporcional a las cargas aplicadas y que cumple con todas las leyes fundamentales de compatibilidad, continuidad, elasticidad y superposición en cada componente integrada. En éste proyecto se pretende mostrar una herramienta para el área de la ingeniería civil, programada especialmente para la verificación, evaluación y visualización inmediata del comportamiento de estructuras, de acuerdo a las configuraciones, condiciones y solicitaciones que esté sometida cada parte. Incluye bibliografía

Los extremos hidrológicos y, en particular, las precipitaciones causantes de inundaciones son eventos naturales que han existido desde la antigüedad. En el presente siglo, han sido muchos los eventos de este tipo en todo el mundo. En los últimos años, los daños producidos por los extremos hidrológicos se han incrementado. Estos han producido mayores daños debido al crecimiento poblacional y la urbanización en sitios de potencial peligro.1 Los fenómenos asociados a los eventos El Niño y La Niña (ENSO) y los huracanes influyen en el clima del mundo entero con consecuencias que pueden llegar a ser dramáticas en lo que se refiere a los excesos o déficit de agua (inundaciones, sequías, ciclones o incendios). Existen evidencias sobre el incremento de eventos extremos y cambios abruptos del clima, altamente inusuales que hacen padecer grandes inundaciones y fuertes sequías sin dar tiempo a una posible adaptación a dicha variabilidad.2 En los últimos años el incremento en la frecuencia e intensidad de los eventos meteorológicos, se ha hecho más evidente, afectando altamente, no solo a la infraestructura urbana, sino a diferentes actividades económicas.3 Incluye bibliografía

Los sistemas y redes de alcantarillado están conformados principalmente por tuberías de sección circular, aunque cabe mencionar que otras pueden ser de secciones transversales con geometría distinta. Para las primeras el flujo no ocupa la totalidad de la sección transversal y en cuanto a las demás secciones pueden formar canales a superficie libre. Este documento abarcará las secciones circulares de redes de tuberías de drenaje urbano, donde se presenten flujos uniformes donde se estudiarán las tuberías parciales y totalmente llenas. Según esto, el diseño hidráulico de las tuberías de drenaje urbano, se basan en la utilización de distintas ecuaciones, dependiendo del diseño que se quieran realizar, algunas de estas ecuaciones son: ecuación de Manning, ecuación de Colebrook-white y ecuación de Darcy-Weisbach. Cada una de estas introducen pequeñas variaciones al diseño a través de sus parámetros que cambian o alejan de una u otra manera de la realidad, pero a pesar de esto se diseñan todos los sistemas con estas ecuaciones, de modo que lo que se busca con este documento es investigar que tanto afectan las variaciones de los parámetros debido a la incertidumbre de estos en el diseño de las tuberías de drenaje urbano. No solo las ecuaciones para el diseño de redes tuberías de drenaje urbano generan incertidumbre, el solo hecho de considerar un flujo uniforme o no uniforme ya le acarrea incertidumbre a los diseño, puesto que en muchas ocasiones los resultados son obtenidos a partir de suposiciones generales y aproximadas. Para el análisis de esta incertidumbre existen dos grandes grupos de métodos, estos son: métodos analíticos y métodos aproximados. Para el estudio de la temática anteriormente planteada se utilizará el método de análisis de incertidumbre de primer orden, el cual se encuentra en el grupo de los métodos aproximados. Incluye bibliografía, anexos

Actualmente la realización de modelos hidrológicos es un procedimiento necesario en la estimación de comportamientos en cuencas y cálculos de hidrogramas, la cual, a diferentes periodos de retorno, es utilizada para el diseño de estructuras hidráulicas y se basa en los siguientes pasos: i) Obtener la magnitud de la precipitación para diferentes periodos de retorno. ii) Hallar la variación de la precipitación en el tiempo. iii) Calcular las pérdidas por infiltración. iv) Determinar el hidrograma unitario. v) Aplicar el método de la convulación numérica. vi) Hacer el hidrograma de caudal. Sin embargo, son muchas las dificultades para acceder a este tipo de recursos, especialmente por los altos costos que generan su alcance. Es por esto que surge la necesidad de proponer una metodología para la estimación de hidrogramas de creciente asociados a diferentes periodos de retorno, que se base en programas comerciales existentes y que, junto con la ayuda de información hidrometeorológica disponible, conlleven a obtener soluciones con herramientas computacionales de muy bajo costo para problemas que se presenten en los diversos casos de estudio hidrológicos y, consecuentemente, para el desarrollo de las pequeñas y medianas empresas. Con esto, se pretende plantear una solución para la obtención de una modelación lluvia-escorrentía que genere información oportuna y a un costo prácticamente nulo. Además, se convertiría en una forma de evitar la realización de cálculos y procedimientos tan repetitivos y tediosos como los que implica la ejecución de este tipo de hidrogramas. De forma tal que sean los programas mismos los que hagan esta labor y no la persona quien tenga que invertir tantas horas de trabajo, cuando ellos lo podrían hacer en menor tiempo y sin costo alguno. Incluye bibliografía, anexos

En la actualidad de Colombia las precipitaciones asociadas a grandes eventos de lluvias (tormentas) son la causa de las inundaciones que ocurren en poblaciones, vías, entre otros y que logran ocasionar grandes pérdidas humanas y materiales. Por tal motivo en esta investigación, se desea contribuir con los análisis para calcular las precipitaciones máximas asociadas a diferentes períodos de retorno en las diferentes regiones de Colombia, y de esta manera contribuir con el desarrollo del país. El estudio de las precipitaciones máximas es necesario en múltiples aplicaciones. Así en hidrología para la estimación de inundaciones es necesario conocer el valor de la máxima precipitación registrada para un determinado período de retorno. El "período de retorno o de recurrencia" (T) es el intervalo medio expresado en años en el que un valor extremo alcanza o supera al valor "x", al menos una sola vez. Tanto para el estudio de la erosión, como para el cálculo y diseño de las estructuras de conservación de suelos e hidráulicas, es necesario el estudio de las precipitaciones máximas. El período de retorno será mayor cuanto mayor sea la importancia y la repercusión social, ecológica y económica de la obra. Así la necesidad de disponer de amplios períodos de retorno contrasta con la disponibilidad de series de datos climatológicos, por lo que se debe recurrir a estimaciones estadísticas. Incluye bibliografía