Diferencia entre fórmulas empíricas para la predicción del coeficiente de Manning físico y efectivo

dc.contributor.advisorSánchez Cordero, Esteban Remigio
dc.contributor.authorNarea Cárdenas, Katherine Estefanía
dc.contributor.tutorCedillo Galarza, Juan Sebastián
dc.date.accessioned2022-11-25T12:57:58Z
dc.date.available2022-11-25T12:57:58Z
dc.date.issued2022-11-18
dc.descriptionEn este estudio se realiza una comparación entre parámetros de rugosidad efectivos y medidos, junto con un análisis del desempeño de diversas ecuaciones empíricas para la predicción del coeficiente de rugosidad. Así, tres morfologías más comunes presentes en ríos de montaña son utilizadas: Cascada, Lecho Plano y Grada. Los parámetros físicos de rugosidad fueron obtenidos previamente de estudios realizados por Cedillo et al., (2021a) en un estudio que abarca múltiples mediciones en campo de diversas variables hidráulicas. Mientras que los parámetros de rugosidad efectivos se estimaron a partir de un análisis de la metodología GLUE implementada en el modelo hidrodinámico 1D - HEC-RAS. La estimación de dichos parámetros efectivos se logró a partir del análisis del grado de ajuste del modelo con relación a los datos de campo denominado likelihood. La diferencia entre los coeficientes efectivos y medidos depende de la magnitud del flujo y de la morfología. Además, se realiza un análisis de predictibilidad mediante el uso de diversas ecuaciones empíricas para encontrar el coeficiente de rugosidad: Bathurst, (1985) y semilogarítmicas de Bathurst, (2002), ecuaciones de geometría hidráulica adimensional (NDHG) establecidas por Ferguson, (2007), Rickenmann & Recking, (2011), Cedillo et al., (2021a) y Cedillo et al., (2021b). Las comparaciones se realizan tanto con parámetros efectivos, así como físicos. Los resultados son analizados mediante el uso de las métricas: Error Absoluto (MAEa), Error Medio Cuadrático (RMSEa) y Eficiencia (Ef). Los resultados muestran que las ecuaciones adimensionales (NDHG) presentan mejor predictibilidad en comparación con las ecuaciones exponenciales y semilogarítmicas; por su parte, la ecuación de Cedillo et al., (2021b) que fue calibrada con los datos de rugosidad medidos tiene una mejor predictibilidad que aquellas obtenidas por (Ferguson, 2007) y (Rickenmann & Recking, 2011). Mientras que, para el caso de rugosidad efectiva la ecuación de Cedillo et al., (2021b) para Lecho Plano y Grada tiene mejor desempeño que las propuestas por (Ferguson, 2007) y (Rickenmann & Recking, 2011). En cuanto a una comparación de curvas likelihood con los resultados de Pappenberger, Beven, Horritt, & Blazkova, (2005) se pudo definir cierta similitud en un tipo de curva analizada por dicho autor donde se aprecia un valor máximo bien definido empleado como coeficiente de rugosidad efectivaen_US
dc.description.abstractIn this research, a comparison between effective and physical roughness parameters is carried out, together with an analysis of the performance of empirical equations for the prediction of the roughness coefficient. For this reason, three most common morphologies present in mountain rivers are used: Cascade, Plane-bed and Steep-pool. The physical roughness parameters were previously obtained from studies carried out by Cedillo et al., (2021a) in a study that includes multiple field measurements of various hydraulic variables. On the other hand, the effective roughness parameters were estimated from an analysis of the GLUE methodology implemented in the 1D hydrodynamic model in HECRAS. The estimation of these effective parameters was achieved from the analysis of the degree of adjustment of the model in relation to the field data called likelihood. The difference between the effective and physical coefficients depends on the magnitude of the flow and the morphology. In addition, a predictability analysis is performed through the use of various empirical equations to find the roughness coefficient: Bathurst, (1985) and Bathurst's semi-logarithmic equations, (2002), Nondimensional Hydraulic Geometry Equations (NDHG) established by Ferguson, (2007), Rickenmann & Recking, (2011), Cedillo et al., (2021a) and Cedillo et al., (2021b). Thus, the comparisons are made with both effective and physical parameters and the results are analyzed using the metrics: Absolute Error (MAE), Root Mean Square Error (RMSE) and Efficiency (Ef). The results show that the Nondimensional Hydraulic Geometry Equations (NDHG) present better predictability compared to the exponential and semilogarithmic equations. The equation established of Cedillo et al., (2021b) that was calibrated with the physical roughness data has a better predictability than those obtained by (Ferguson, 2007) and (Rickenmann & Recking, 2011). For the case of effective roughness, the equation established of Cedillo et al., (2021b) for Plane-bed and Step-pool has better performance than those proposed by (Ferguson, 2007) and (Rickenmann & Recking, 2011). On the other hand, regarding a comparison of likelihood curves with the results of Pappenberger, Beven, Horritt, & Blazkova, (2005), the curves obtained in this research have similarity in a type of curve analyzed by Pappenberger, Beven, Horritt, & Blazkova, (2005) where a well-defined maximum value is used as the effective roughness coefficienten_US
dc.description.cityCuencaen_US
dc.description.degreeIngeniero Civilen_US
dc.formatapplication/pdfen_US
dc.format.extent28 páginasen_US
dc.identifier.urihttp://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/40359
dc.language.isospaen_US
dc.publisherUniversidad de Cuencaen_US
dc.relation.ispartofseriesTI;1282
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional*
dc.rights.accessRightsopenAccessen_US
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectIngeniería Civilen_US
dc.subjectEcuaciones empíricasen_US
dc.subjectValores de rigurosidaden_US
dc.subjectParámetros de rugosidaden_US
dc.subject.otherDiseño estructuralen_US
dc.titleDiferencia entre fórmulas empíricas para la predicción del coeficiente de Manning físico y efectivoen_US
dc.typebachelorThesisen_US
dc.ucuenca.areaconocimientounescoamplio33 Ciencias Tecnológicasen_US
dc.ucuenca.areaconocimientounescodetallado3305.06 Ingeniería Civilen_US
dc.ucuenca.areaconocimientounescoespecifico3305 Tecnología de la Construcciónen_US
dc.ucuenca.correspondenciakaty_10-1997@hotmail.comen_US
dc.ucuenca.id0103665634en_US
dc.ucuenca.idautor0104996673en_US
dc.ucuenca.responsablerecepcionPérez Mejía Jenny Eulaliaen_US
dc.ucuenca.versionsubmittedVersionen_US

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