Avances en la Cuantificación hidrológica y caracterización hidráulica del flujo en el sistema fluvial del Río Carcarañá utilizando ADCP

• Autores: Díaz Lozada, José Manuel
• Año de publicación: 2022
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: García Rodríguez, Carlos Marcelo; Romagnoli, Martín; Reyna, Teresa María
• Materia: río Carcarañá; ADCP; métodos experimentales; hidrodinámica
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (DCI)--FCEFN-UNC, 2019
Fil: Díaz Lozada, José Manuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
La cuantificación hidrológica de los escurrimientos en el sistema fluvial del río Carcarañá es fundamental para la gestión sustentable del recurso hídrico superficial en esa cuenca siendo la variable de interés a cuantificar el caudal superficial escurrido por los distintos tributarios en condiciones de aguas bajas, medias y altas (crecidas). En lo que respecta a la caracterización hidráulica, a pesar de que los principios básicos de la hidráulica de canales abiertos y el transporte de sedimentos relacionado con el flujo en canales rectos y uniformes se conoce lo suficiente no son siempre apropiados para cauces naturales en donde se presentan estructuras complejas y complicadas de analizar. En particular no se encuentran disponibles suficientes investigaciones para situaciones complejas típicas que se presentan en ríos y cauces naturales como por ejemplo en confluencias. La compleja hidrodinámica que tiene los flujos en cauces naturales también afecta notablemente los procesos de mezcla y hacen que las ecuaciones desarrolladas en la bibliografía presenten falencias importantes en algunos casos debido a que fueron desarrolladas en laboratorios o para cauces naturales con diferentes características a las del sistema de estudio. Para lograr avances en la cuantificación hidrológica y la caracterización hidráulica en el sistema fluvial de estudio fue necesario utilizar equipamiento con alta resolución espacial y temporal siendo los Perfiladores Acústicos Doppler (ADCP por siglas en inglés) la tecnología que satisface estos requerimientos. A pesar de los grandes avances que se han realizado en los últimos años en la implementación de esta técnica, todavía quedan aspectos de su implementación que requieren mayor investigación. En esta tesis se realizan contribuciones originales relacionadas a: a) la determinación del tiempo óptimo de registro en mediciones estacionarias de caudal con ADCP, b) la estimación de la incertidumbre en mediciones de caudal con ADCP desde plataformas móviles mediante el uso de métodos computacionales y c) la evaluación interinstitucional de métodos y técnicas experimentales a través de Regatas de Medición de caudal. En lo que se refiere específicamente a la cuantificación hidrológica, en esta tesis se realizan contribuciones importantes a la información hidrológica existente en el sistema fluvial (260 mediciones de caudal en 66 campañas) que permitieron generar herramientas para la gestión del recursos hídrico superficial en la cuenca como curvas que relacionan los valores de altura de superficie libre y caudal (H-Q) en los principales tributarios, verificación de la capacidad de los órganos de descarga de las principales presas del sistema y determinación de las capacidad de escurrimiento de los cauces. La principal contribución original en este aspecto está referida a la evaluación en el sistema fluvial de estudio de la “Rugosidad inducida por la presencia de formas de fondo” ya que esta rugosidad afecta significativamente a las relaciones H-Q. En esta tesis se genera una nueva ecuación para determinar la rugosidad generada por formas de fondo partiendo de la base física que la resistencia por forma de fondo es generada por el arrastre que producen las mismas al flujo. Además, se propone una nueva metodología para determinar en campo los efectos de la rugosidad de las formas de fondo sobre el flujo (para su óptima parametrización) en base a medición de perfiles de velocidad con ADCP. Todos los desarrollos propuestos han sido evaluados con datos registrados específicamente en el sistema fluvial de estudio. En relación con la caracterización hidráulica del flujo, en esta tesis las principales contribuciones están relacionadas a la evaluación de los procesos de mezcla en una confluencia fluvial en ríos con diferente densidad en el sistema fluvial de estudio (confluencia de los Ríos Tercero y Saladillo). Esta confluencia presenta características particulares que resaltan las contribuciones realizadas en esta tesis: a) esta confluencia se produce en una curva; b) en esta confluencia las diferencias en densidades son producidas por los minerales disueltos en el agua por lo que presenta las mayores diferencias en condiciones de estiaje (con menores relaciones de momento entre los tributarios), poco común de observar. También se realizan contribuciones originales en la Determinación del Coeficiente de Dispersión Longitudinal en base a mediciones con ADCP de perfiles transversales de velocidad longitudinal. Así es posible realizar una cuantificación de este coeficiente utilizando información registrada en las 260 mediciones de campo realizadas con ADCP en el sistema fluvial de estudio para condiciones de aguas bajas, medias y altas por lo que fue posible evaluar su comportamiento a medida que las condiciones de flujo cambian. Finalmente, y no menos importante se realizan actividades de divulgación social de los resultados obtenidos y las problemáticas observadas.
Fil: Díaz Lozada, José Manuel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.