Determinación experimental del coeficiente de rugosidad Manning en el río Tomebamba; tramo Av. de los Cerezos hasta la Av. Unidad Nacional y Av. 3 de Noviembre
No Thumbnail Available
Date
2026-02-21
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad de Cuenca. Facultad de Ciencias Químicas
Abstract
Water resource management faces challenges arising from urban development and climate variability, which positions hydraulic modeling as a key tool, with Manning’s roughness coefficient (n) being a fundamental parameter in natural rivers. The present study determined this coefficient for the Tomebamba River, in the reach between Los Cerezos Street and the intersection of Unidad Nacional Avenue and 3 de Noviembre Avenue, in Cuenca, through the development of a two-dimensional hydraulic model in HEC-RAS 6.6, based on a 3 × 3 m Digital Elevation Model, discharge records, and in situ water level measurements from 16 events. The calibration, conducted by comparing observed and simulated water levels, showed that low roughness values (n = 0.030 and n = 0.040) underestimate water levels, whereas n = 0.064 overestimates them, with the best fit obtained for n = 0.062, which yielded a mean absolute error of 0.015 m, an R² of 0.98, and a Nash–Sutcliffe efficiency of 0.95; validation with 11 events showed satisfactory performance (R² = 0.74; NSE = 0.75), results consistent with previous studies in inter-Andean mountain rivers and constituting a technical contribution to hydraulic modeling, risk management, and urban planning in the city of Cuenca, recommending the inclusion of a greater number of flood events in future research.
Resumen
La gestión del recurso hídrico enfrenta desafíos derivados del desarrollo urbano y la variabilidad climática, lo que posiciona a la modelación hidráulica como una herramienta clave, siendo el coeficiente de rugosidad de Manning (n) un parámetro fundamental en ríos naturales. El presente estudio determinó dicho coeficiente para el río Tomebamba, en el tramo comprendido entre la calle Los Cerezos y la intersección de la avenida Unidad Nacional con la avenida 3 de Noviembre, en Cuenca, mediante el desarrollo de un modelo hidráulico bidimensional en HEC-RAS 6.6, basado en un Modelo Digital de Elevación de 3 × 3 m, registros de caudal y mediciones in situ de niveles de agua en 16 eventos. La calibración, realizada a partir de la comparación entre niveles observados y simulados, evidenció que valores bajos de rugosidad (n = 0.030 y n = 0.040) subestiman los niveles de agua, mientras que n = 0.064 los sobreestima, obteniéndose el mejor ajuste con n = 0.062, que presentó un error absoluto medio de 0.015 m, un R² de 0.98 y una eficiencia de Nash–Sutcliffe de 0.95; la validación con 11 eventos mostró un desempeño satisfactorio (R² = 0.74; NSE = 0.75), resultados consistentes con estudios previos en ríos de montaña interandinos y que constituyen un aporte técnico para la modelación hidráulica, la gestión de riesgos y la planificación urbana en la ciudad de Cuenca, recomendándose incorporar un mayor número de eventos de crecida en investigaciones futuras.
Keywords
Ingeniería Ambiental, Modelo bidimensional, Calibración hidráulica, Validación estadística, Ríos andinos
Citation
Código de tesis
TIA ; 294
Código de tesis
Grado Académico
Ingeniero Ambiental