Aplicación de batimetría obtenida mediante técnicas de fotogrametría utilizando VANT en la modelación hidrodinámica de caudales de estiaje en ríos de montaña
Tesis (MCI Mención Recursos Hídricos)--FCEFN-UNC, 2024
Saved in:
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| Other Authors: | |
| Format: | masterThesis biblioteca |
| Language: | spa |
| Published: |
2024
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| Subjects: | Tesis MCI, Recursos hídricos, Agua, Rios, Modelos hidrológicos, Hidrodinámica, Modelo digital de elevación (MDE), HEC-RAS, Rugosidad en cauces naturales, Curvas H-Q, |
| Online Access: | http://hdl.handle.net/11086/553862 |
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koha |
| institution |
UNC AR |
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DSpace |
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Argentina |
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AR |
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Bibliográfico |
| access |
En linea |
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America del Sur |
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Biblioteca 'Ing. Agrónomo Moisés Farber' de la Facultad de Ciencias Agropecuarias |
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Tesis MCI Recursos hídricos Agua Rios Modelos hidrológicos Hidrodinámica Modelo digital de elevación (MDE) HEC-RAS Rugosidad en cauces naturales Curvas H-Q Tesis MCI Recursos hídricos Agua Rios Modelos hidrológicos Hidrodinámica Modelo digital de elevación (MDE) HEC-RAS Rugosidad en cauces naturales Curvas H-Q Joaquín, Candelaria Aplicación de batimetría obtenida mediante técnicas de fotogrametría utilizando VANT en la modelación hidrodinámica de caudales de estiaje en ríos de montaña |
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Tesis (MCI Mención Recursos Hídricos)--FCEFN-UNC, 2024 |
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Tarrab, Leticia |
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Los caudales se estiman frecuentemente usando relaciones de altura-caudal (H-Q) en una sección transversal, basadas en datos medidos mediante diversas técnicas. La precisión de los valores extremos de caudales estimados, tanto máximos como mínimos, depende de la extrapolación de la curva. La relación H-Q puede cambiar con el tiempo debido a la evolución de la forma de la sección transversal, atribuida a la dinámica geomorfológica y a modificaciones en la orientación de las líneas de corriente. En el caso particular de caudales de estiaje, la batimetría es una de las principales características influyentes en la hidrodinámica del flujo, lo que afecta directamente los parámetros de la curva altura-caudal. Las simulaciones computacionales juegan un papel fundamental, permitiendo reproducir y predecir el comportamiento de los sistemas bajo diversas condiciones. A los fines de que estas simulaciones sean efectivas y confiables, es esencial disponer de datos precisos de caudal y velocidad medidos en campo, los cuales permiten ajustar los parámetros del modelo para que reflejen las condiciones reales del sistema. La comprensión de las interacciones entre las complejas geometrías de la topografía (y batimetría) y la estructura del flujo utilizando la modelación hidráulica depende de las resoluciones espaciales consideradas en la simplificación de los procesos hidráulicos y del terreno (resolución espacial del modelo, tamaño la malla computacional y resolución espacial de los datos topográficos). En este trabajo se realizó el estudio de un tramo del Río San Antonio de la Provincia de Córdoba con el objetivo de evaluar y reconstruir la batimetría de la zona utilizando fotogrametría mediante vehículos aéreos no tripulados (VANTS) a fines de obtener un nivel de detalle elevado y una resolución espacial mucho mayor que la disponible de manera gratuita, como por ejemplo las disponibles a partir de SRTM.(Misión Topográfica Shuttle Radar) El modelo de elevación desarrollado fue utilizado como base de la modelación hidrodinámica a través de HEC-RAS uni y bidimensional, calibrando el coeficiente de rugosidad de Manning (n) con la utilización de diversos valores de aforos disponibles. Se encontró una ecuación que vincula el coeficiente de rugosidad con el caudal, la cual fue utilizada para obtener una relación H-Q. La misma fue contrastada con la utilizada por la Administración Provincial de Recursos Hídricos (APRHi) de la provincia de Córdoba, encontrando diferencias apreciables para caudales de estiaje. El coeficiente de rugosidad n de Manning disminuye en un orden de magnitud al aumentar casi tres veces la profundidad del flujo. Con respecto a la sensibilidad del modelo a la resolución espacial de la batimetría, se encontró que los caudales más bajos son los más sensibles a la variación de la resolución del terreno, observándose que para resoluciones de 100 cm/px el error en la estimación de la profundidad del flujo es del 20% y para resoluciones de 500 cm el error es del 40%. Integrated water resources management is fundamental for water use and conservation. Information of flow and its spatio-temporal variation is a key variable for usage policies. This includes quantifying low discharges regimes in order to plan and protect surficial water resources with sustainable strategies. Discharge is often estimated using stage-discharge (H-Q) curves for a cross section, which are based on data measured using several techniques. The accuracy of the estimated extreme discharge values, both maximum and minimum, depends on the extrapolation of this curve. The H-Q rating curve may change along time due to the evolution of the cross-section, attributed to geomorphological dynamics and modifications in the orientation of streamlines. In the particular case of low discharge regimes, the bathymetry is one of the principal variable which impacts the flow hydrodynamics, directly affecting the parameters of the H-Q curve. Computer simulations play a fundamental role in reproducing and predicting the behavior of systems under several conditions. To ensure effectiveness and reliability of simulations, it is important to have accurate field-measured flow and velocity data, which allows the adjustment of the model parameters to reflect measured system conditions. The understanding of the interactions between the complex geometries of topography (and bathymetry) and flow structure using hydraulic modeling depends on the spatial resolution used in the simplification of hydraulic and terrain processes (model resolution, computational grid size, and topographic data resolution). In this work, a section of the San Antonio River in the Province of Córdoba was studied with the aim of evaluate and reconstruct the bathymetry of the area using photogrammetry by unmanned aerial vehicles (VANTS) in order to obtain a high level of detail and a much higher resolution than that available for free, such as those available from SRTM. The elevation model developed was used as the basis for hydrodynamic modeling through one- and two-dimensional HEC-RAS, calibrating the Manning's roughness coefficient (n) with the use of various available gauging values. An equation was found that links the roughness coefficient with the flow rate, which was used to obtain an H-Q relationship. It was compared with the one used by the Provincial Administration of Water Resources (APRHi) of the province of Córdoba, finding appreciable differences for low water flows. The Manning's roughness coefficient n decreases by an order of magnitude as the flow depth increases almost three times. With respect to the sensitivity of the model to the resolution of the bathymetry, it was found that the lowest flows are the most sensitive to the variation of the resolution of the terrain, observing that for resolutions of 100 cm/px the error in the estimation of the depth of flow is 20% and for resolutions of 500 cm the error is 40%. Palabras claves: Modelo digital de elevación, HEC-RAS, rugosidad en cauces naturales, curvas H-Q, Digital elevation model, HEC-RAS, roughness natural channels, stage-discharge curve Fil: Joaquín, Candelaria. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina. 2024-10-07T16:24:22Z 2024-10-07T16:24:22Z 2024 masterThesis http://hdl.handle.net/11086/553862 spa Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ |