informe tercer work sin anexos - Monografias.com · registros de mareas reales, en escenarios con...

1

MODELAMIENTO DEL FLUJO DE MAREAS EN LA BAHÍA DE PAITA

David Correa ([email protected])1,2, Eleazar Gonzáles 2, Vladimir Alvarado 2

1 Centro de Investigación en Modelado Oceanográfico y Biológico Pesquero, Instituto del Mar del Perú (IMARPE) 2 Maestría en Ingeniería de Mecánica de Fluido Computacional, Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Perú) RESUMEN El presente trabajo se muestra la aplicación de un modelo numérico para simular el flujo de mareas en la Bahía de Paita como respuesta al forzante de mareas de amplitud diurna y semidiurna así como la respuesta a la configuración de la línea de costa, usando el Modelo Incaflow proporcionado en el curso de Hidráulica Computacional II, los datos de batimetría fueron obtenidos de la base de datos de batimetría GEBCO para la Bahía de Paita, además se procesaron datos de mareas proporcionados por la Dirección de Hidrografía y Navegación de la marina de guerra del Perú, mediante análisis de Fourier se logró determinar los periodos de oscilación diurnos y semidiurnos de la bahía de Paita, caracterizando a la bahía por periodo de mareas de carácter semi-diurnas. Se determino el campo de circulación para la Bahía de Paita como respuesta al forzamiento de mareas y línea de costa, se realizaron un total de 7 simulaciones de evaluación y una simulación bajo condiciones reales que incluye fondo y registros de mareas reales, en escenarios con señales de mareas de periodos de 2 y 12 horas y dos escenarios de batimetría una constate de 50 metros y otra con valores reales. Palabras claves: Modelo numérico, flujo bidimensional, circulación, hidrodinámica. Agradecimiento: Nuestro agradecimiento al Ingeniero Víctor Izocupe, por motivarnos constantemente en las clases de Hidráulica Computacional II, (UNMSM – Lima/Perú)

1. INTRODUCCION La Bahía de Paita se ubica en la zona norte del Perú, se caracteriza por ser una zona árida, y su área desértica origina un gradiente térmico significante entre el continente y océano colindante, el cual ocasiona que el flujo del viento circule libremente, acelerándose superficialmente hacia mar afuera, razón justificable para que sus aguas sean tranquilas en todo el año. En el verano se presentan ocasionalmente lluvias de ligera intensidad; sin embargo con la presencia del Fenómeno "El Niño", estas pueden ser de moderada y fuerte intensidad, alcanzando valores significativos. Las bravezas de mar son poco frecuentes, siendo la dirección predominante del oleaje del Sur y Suroeste; sin embargo durante el verano se presentan también oleajes del Noroeste y Oeste, con mayor frecuencia durante el evento "El Niño". Las mareas son del tipo semidiurno, con amplitudes promedio del orden de 1.16 mts; las de sicigias alcanzan valores promedios del orden de los 1.49 mts. Las temperaturas promedios de 26 ºC en verano y 15.5 ºC en invierno, el área de estudio corresponde a las coordenadas 81º y 81º 50’ de longitud oeste, y las 4º 30’ y 5º 20’ de latitud sur. El estudio de esta zona es muy importante debido a la gran contaminación que se produce en esta zona debido a que la bahía de Paita se caracteriza por ser de poca profundidad y por presentar corrientes de baja velocidad con flujos en dirección norte, los que dan lugar a remolinos ciclónicos y flujos muy costeros que discurren entre Paita y Tierra Colorada, lo que permite la dispersión y dilución de la carga orgánica en el cuerpo receptor, en función de la velocidad de la corriente marina. En esta área se encuentra el 14.65% de las plantas que procesan harina de pescado en el Perú. A continuación se muestra una vista de la Bahía de Paita:

2

Fotografía Nº 01 : Bahía de Paita

2. INFORMACIÓN HIDRO-GEOGRÁFICA 2.1 Límites

Al norte, con Talara y Sullana Al sur, con Piura Al este, con Sullana Al oeste, con el Mar de Grau Extension: 1.784,24 km² Población: 102 401 Habitantes Altitud y aspectos climáticos: situado al occidente de la costa norte del Perú, con un clima cálido, siendo su máxima altitud de 3 m.s.n.m. y sus coordenadas son: Latitud : 05°02'S Longitud: 81°07'W

2.2 Clima y Temperatura El clima del Paita es desértico y semi-desértico en la costa y vertientes andinas occidentales, Subtropical en las vertientes orientales. Las precipitaciones son escasas, salvo cuando se produce el fenómeno de «El Niño», años en que las lluvias son abundantes y corre el agua por todo el curso de las quebradas secas originando inundaciones y acciones morfológicas de gran dinamismo. Las temperaturas máximas llegan a 34,2ºC y las mínimas a 15ºC que corresponde a los meses de Febrero y Junio respectivamente La humedad promedio anual es del 66%, la presión atmosférica media anual es de 1008,5 milibases en tanto que los vientos que siguen una dirección al sur, tienen una velocidad pro-medio de 3 m/s. La precipitación pluvial también tiene variaciones. En la costa generalmente es baja dentro de los 100 y 500 msnm. oscilando entre 10 y 200 mm; entre los 500 y 1500 msnm, la precipitación oscila entre los 200 y 800 mm y en la zona ubicada sobre los 1500 msnm el promedio de precipitación pluvial es de 1550 mm.

3

2.3 Relieve y Geología Paita es uno de los pocos espacios en el Perú donde la configuración del perfil costero ha permitido la existencia de playas de gran belleza, que se alternan con puertos abrigados en los que se desarrollan distintas actividades. Partiendo desde el extremo norte del departamento, en el límite con Tumbes, se localiza la caleta de Máncora, seguida por la playa de los Organos y, 20 Km al sur, el pequeño puerto de Cabo Blanco, conocido mundialmente por su abundante fauna y aguas cristalinas de color azul, especiales para la caza submarina. A partir de este punto el litoral sigue, en términos generales, una dirección norte sur y está compuesto por un sin numero de bahías, entre las que destacan las de Lobitos, Talara y Negritos. Una saliente de tierra de 2 km da lugar a Punta Pariñas y 2 km mas al sur aparece Punta Balcones, el punto extremo occidental del Perú y Sudamérica. El perfil costero orienta ahora hacia el sureste en un continuo de 40 km hasta llegar a Colán –una de las playas mas hermosas del Perú-. Pero antes en el sector de Vichayal, el río Chira entrega sus aguas al Pacífico en un delta a la altura de la localidad de La Bocanada. Al sur de Colán se localiza la bahía de Paita una de las más protegidas del litoral, es por ello de la importancia del estudio de ésta bahía, ya que de ella dependerá la preservación de su litoral. Al sur de Paita en un arco que culmina en el Puerto de Bayovar, destino final del oleoducto, procedente de la selva, se abre la gran bahía de Sechura. Más al sur, contorneando la península de Illescas, aparece en secuencia una serie de puntas: Punta Aguja, Punta Nunura, Punta el Faro, Punta Tur y Punta Negra. Es en este punto donde la dirección de la costa cambia de manera definitiva en un sentido noroeste-suroeste, ya que no variará sino en el límite internacional con Chile.

Fotografía Nº 02 : Puerto de Paita

4

2.4 Información Batimétrica Para la obtención de la batimetría se realizó utilizando las cartas de navegación de la DHN y de la data generada por el software GEBCO, los datos representan a continuación.

Fig. 1 Batimetría 2-D del area de estudio (Paita)

2.4 Información Mareográfica En este estudio se tomo datos de red de estaciones mareográficas del Perú, las Estaciones Océano-meteorológicas satelitales automáticas recientemente instaladas, se obtuvieron gracias a un convenio del estado peruano con el Banco Mundial, actualmente estas estaciones se encuentran operativas, y recepcionando información del nivel del mar, en tiempo real, siendo la información actualmente puesta a disposición de la comunidad científica y comercial a través de la Pág. Web http://www.naylamp.dhn.mil.pe, sin embargo, la información se encuentra en una etapa de estandarización y validación siendo comparadas con la data de estaciones mecánicas instaladas previamente años atrás. En el siguiente cuadro se muestra las posiciones de las estaciones automáticas costeras.

Cuadro Nº 1 Posiciones de las estaciones automáticas.

5

3. MODELO NUMERICO Los modelos numéricos que describen los campos de circulación, variación del nivel de agua en los océanos, bahías y ríos están basados en un sistema de leyes hidrodinámicas que comprenden las ecuaciones de la conservación de la cantidad de movimiento, la conservación de continuidad (masa) y la conservación de la energía en algunos casos. Estas ecuaciones son normalmente derivados en un sistema de coordenadas rectangular localizado en el nivel de no perturbado de la superficie libre. En nuestro sistema el eje x apunta hacia el este, el eje y apunta hacia el norte y el eje z hacia el cenit

Fig. 2 Sistema de coordenadas rectangulares (x, y, z)

Ecuaciones de Agua Poco Profundas (Shallow Water) La aproximación de las aguas poco profundas asume que las velocidades son constantes a lo largo de la dirección vertical [Kowalik 1993]. La ecuación que gobierna el movimiento de las aguas poco profundas en la dirección E-O es:

1

s fx x

h

U U U PU V fVt x y x

N Ux H H

ρτ τηρ ρ

∂ ∂ ∂ ∂+ + − = −

∂ ∂ ∂ ∂

∂− + − + ∇∂

( ). 1Ec

y en la dirección N-S es:

1

s fy y

h

V V V PU V fUt x y y

N Vy H H

ρτ τηρ ρ

∂ ∂ ∂ ∂+ + − = −

∂ ∂ ∂ ∂

∂− + − + ∇∂

( ). 2Ec

donde, ρ es la densidad del agua en estado hidrostático

f es el parámetro de Coriolis, φsenof Ω= 2

sτ es el esfuerzo cortante en la superficie

6

fτ es el esfuerzo cortante en la fondo

V ,U son las velocidades promedio verticales en las direcciones x y y , definidas como:

∫−

=η

b

udzH

U 1 y ∫

−

=η

b

vdzH

V 1

η+=hH es la profundidad total

h es la profundidad del nivel del mar

η es la variación de nivel de agua

hN es la viscosidad turbulenta horizontal

g es la aceleración gravitacional

aP es la presión atmosférica

La ecuación de continuidad para un flujo integrado verticalmente es:

0U H V Ht x yη∂ ∂ ∂

+ + =∂ ∂ ∂

( ). 3Ec

Esfuerzo tangencial en superficie y fondo las tensiones st y ft , que son las tensiones tangenciales en la superficie y en el fondo. En

oceanografía, la primera suele considerarse como el efecto del viento y la segunda como el

efecto del rozamiento o arrastre por el fondo, sus correspondientes expresiones son:

Tensión superficial

La componente del forzante del viento es: 2

1 02

1 0

( )

c o s ( )

sx a asy a a

t c w s e n o

t c w

ρ φ

ρ φ

=

= ( ). 4Ec

donde

10w velocidad del viento a 10 m. sobre la superficie del mar (m/s)

ac coeficiente de arrastre del viento

aρ densidad del aire 3(1.24 / )kg m

φ ángulo entre la dirección del viento y eje y

Con respecto al valor que toma el coeficiente de arrastre del viento, se han propuesto varias

relaciones empíricas debido a la forma cambiante de la superficie del mar. Quedando reflejado

el hecho de que a mayor viento, la resistencia ejercida por éste sobre la superficie del mar es

7

mayor por causa de la formación de ondas. [Garrat 1977] estableció una dependencia lineal de

ac con respecto a la velocidad del viento

Si 104 21 /w m s< <

3(0 .7 5 0 .0 6 ) 1 0ac w x −= +

Si 10 4 /w m s≤

31 .0 1 0ac x −=

Tensión de fondo f

xt R V uρ=

fyt R V vρ=

donde

, u v velocidades promediadas en el fondo del mar ( / )m s , en las coordenadas horizontales x,

y.

2 2V u v= + velocidad en el fondo del mar ( / )m s

ρ densidad del mar

R coeficiente de arrastre del fondo

El coeficiente de arrastre del fondo ( )R esta en función de la rigurosidad y las propiedades de

la capa de frontera del fondo, el coeficiente ( )R usualmente toma valores en el rango 3( 2 4 ) 1 0x −− .

Esquema de Diferencias Finitas

En este trabajo utilizamos el esquema explicito de Fischer. La Fig. 3 muestra el modo de

operación de este esquema explicito. Se tiene una grilla regular espacial bidimensional ( , )x y ,

donde las variables dependientes ( , , )U V η se calculan en todos los puntos de la grilla. Además

se tiene otra dimensión tiempo (t). El índice i es para la coordenada x , el índice j es para la

coordenada y y n denota el tiempo discreto.

Vemos que el esquema usa los valores de las variables localizado en los puntos 1i − y 1i + en

el eje x y los valores de las variables localizados en los puntos 1j − y 1j + en el eje y para

calcular el valor de la variable en el nuevo nivel de tiempo 1n + .

8

Fig. 3 Esquema de diferencias finitas explicita 2-D

Teniendo en cuenta que el esquema de Fisher esta compuesto de una diferencias finitas adelantada en el tiempo, una diferencias finitas centrada en el espacio, una tenemos

1n n

n i ii

f ffx x

+ −∂≈

∂ ∆ 1 1

2n i ii

f ffx x

+ −−∂≈

∂ ∆

Construyendo el algoritmo numérico para las ecuaciones diferenciales parciales que describen

el flujo bidimensional. El conjunto de ecuaciones diferenciales a resolver son primero las

ecuaciones de movimiento a lo largo de la dirección (Oeste - Este) y (Sur - Norte)

( )2 2 2 2

2 20

sx

f h

U U V tU U U U UU V fV g c At x x x H H x y

ξρ

+ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂+ + − = − − + + + ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂

( )2 2 2 2

2 20

sy

f h

V U V tV V V V VU V fU g c At x x y H H x y

ξρ

+ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂+ + + = − − + + + ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂

y la ecuación de continuidad

( ) ( ) 0UH VH

t x yξ ∂ ∂∂+ + =

∂ ∂ ∂

Antes de escribir la forma numérica debemos tener en claro que se usara una rejilla con

espaciamiento escalonado (Arakawa C), donde las variables dependientes ( ), ,U V η son

calculadas en puntos diferentes, después de haber hecho tal aclaración se procede a escribir el

equivalente de cada termino en su forma numérica:

1, ,n ni j i jU UU

t t

+ −∂=

∂ ∆

1, ,n n

i j i jV VVt t

+ −∂=

∂ ∆

1, ,n ni j i j

t tη ηη + −∂

=∂ ∆

9

, 1, 1, ,n n n ni j i j i j i jn n

P N

U U U UUU U Ux x x

− +− −∂= +

∂ ∆ ∆

, , 1 , 1 ,n n n ni j i j i j i jn n

PU NU

U U U UUV V Uy x x

− +− −∂= +

∂ ∆ ∆

, 1, 1, ,1 1n n n n

i j i j i j i jn nPV N V

V V V VVU U Ux x x

− ++ +− −∂= +

∂ ∆ ∆

, , 1 , 1 ,n n n n

i j i j i j i jn nP N

V V V VVV V Vy y y

− +− −∂= +

∂ ∆ ∆

( ), 1, , 1 1, 1

4U

n n n ni j i j i j i jn

V V V VV − − − −+ + +

=

( )1 1 1 1, 1, , 1 1, 11

4V

n n n ni j i j i j i jn

U U U UU

+ + + ++ + + ++

+ + +=

, 1,n ni j i j

x xη ηη −−∂

=∂ ∆

, 1 ,n ni j i j

y yη ηη + −∂

=∂ ∆

21, , 1,

2 2

2n n ni j i j i jU U UU

x x+ −− +∂

=∂ ∆

2

, 1 , , 12 2

2n n ni j i j i jU U UU

y y+ −− +∂

=∂ ∆

21, , 1,

2 2

2n n ni j i j i jV V VV

x x+ −− +∂

=∂ ∆

2

, 1 , , 12 2

2n n ni j i j i jV V VV

y y+ −− +∂

=∂ ∆

Los términos no lineales son dados de acuerdo a la aproximación de desplazamiento positivo

(upwind) y el desplazamiento negativo (downwind) (Kowalik 1993).

( ), , / 2n n nP i j i jU U U= + ( ), , / 2n n n

N i j i jU U U= −

( ), , / 2n n ni j i jP U U UV V V= + ( ), , / 2n n n

i j i jN U U UV V V= −

( ), , / 2n n nP i j i jV V V= + ( ), , / 2n n n

N i j i jV V V= −

( )1 1 1, , / 2n n n

i j i jP V V VU U U+ + += + ( )1 1 1, , / 2n n n

i j i jN V V VU U U+ + += −

Condiciones iniciales y de frontera

10

Una vez que el algoritmo a sido implementado y antes de iniciar los cálculos de solución del

sistema de ecuaciones es necesario la especificación de las condiciones iniciales y de frontera,

como información adicional al modelo, serán estas condiciones encargadas en la mayoría de

los casos del forzamiento del modelo, ya sea bajo la influencia de la propagación de mareas,

campos de vientos, así como de las distintas variaciones geográficas.

Condiciones iniciales.

Las condiciones iniciales definen el estado del fluido en el tiempo cero y suministran los

valores de las variables dependientes antes de empezar los cálculos.

Debido a que la influencia de las condiciones iniciales decaen con el tiempo y la evolución

temporal del proceso se define solamente por las fuerzas externas, se iniciará el proceso con el

fluido en reposo; es decir, todas las variables dependientes se igualan a cero

( ) ( ) ( )1 1 1, , ,, , 0 , , 0 , , 0 0n n n

i j i j i jU x y t V x y t x y tη= = == = = = = =

Condición de frontera: Variación de η

Esta condición de frontera establece que la variación del nivel del agua, η es igual a una onda

sinusoidal. Dicha onda representará a la propagación de una onda de marea la misma que será

suministrada como una onda simple, continúa o en su modo más real como sumatoria de ondas

sinusoidales.

( )1

2s i nk

rr p

t ttπη η

=

=

∑

Para una onda simple, η es igual a cero cuando / 2pt t> , donde t es el tiempo que transcurre

en la simulación y pt es el periodo de la onda.

11

Condición de frontera cerrada

Cuando se necesita especificar que la frontera esta cerrada; es decir, que no existe flujo a través

de dicha frontera, la componente de la velocidad U o V normal a dicha frontera, debe ser

igual a cero durante todo el tiempo de la simulación.

, ,( , , ) 0; ( , , ) 0i a j a i j b bU x y t ó V x y t= == =

Condición de frontera abierta: Radiación 1-D

Esta condición se utiliza para calcular la componente de la velocidad U o V normal a la

frontera. El signo toma tal forma que las velocidades se dirigen hacia fuera del dominio cero de

el valor de η sea positivo.

, , , , , , i j i j i j i j i j i jU g h ó V g hη η= ± = ±

Condición de frontera abierta: Radiación 2-D

Esta condición es usada para calcular la velocidad U o V normal a una frontera de un

problema bidimensional. El signo es tomado en tal forma que la velocidad se dirija hacia fuera

del dominio. Cuando el nivel del mar es positivo; φ es el ángulo incidente de la onda con

respecto a la horizontal como muestra la figura. 4

Fig. 4 ángulo de incidencia y velocidades U y V

12

Llegándose a establecer la condición de radiación en 2 dimensiones.

1 2

2 2 1 2

1 2

2 2 1 2

( )

( )

U gUU V h

V gVU V h

η

η

= ± +

= ± +

Condición de frontera abierta: Gradiente cero

Esta condición e frontera establece que ka variación de la componente de la velocidad normal a

dicha frontera es cero

0 0U Vóx y

∂ ∂= =

∂ ∂

Con la ayuda de una diferencia finita atrasada para la derivada especial se obtiene.

, 1,, 1,

, , 1, , 1

0

0

i j i ji j i j

i j i ji j i j

U UU U Ux x

V VV V Vy y

−−

−−

−∂= = ⇒ =

∂ ∆−∂

= = ⇒ =∂ ∆

4. APLICACIÓN El modelo ha sido aplicado a la bahía de Paita. La batimetría se obtuvo de la base de datos internacional de batimetría GEBCO, la cual fue procesada en una grilla regular, donde el incremento de espacio es constante de 1’ en las direcciones X y Y en la figura 5 se muestra una vista 3D del area de estudio. El dominio computacional consta de 51 puntos en la dirección X y Y. Las condiciones iniciales se tomaron para flujo en reposo.

Fig. 5 Vista 3-D de la batimetría constante (izquierda), real(derecha) (Paita)

El esquema general del dominio de simulación se muestra en la figura 6 donde se aprecian claramente dos zonas, el area de simulación (océano) en color blanco y el area considerada

13

tierra de color amarillo, los cálculos se realizaran bajo dos condiciones de grilla de simulación con fondo constante (50 metros) y fondo real (batimetría GEBCO).

Fig. 6 Grilla de simulación (océano, tierra) y estaciones de monitoreo (puntos rojos) Análisis de mareas Teniendo en cuenta que el modelo será forzado principalmente con registros de mareas es que se realiza el análisis de las mareas para la bahía de Paita. En la figura 6 se muestra un registro de mareas obtenido de las cartas de mareas de la Dirección de Hidrografía y Navegación (DHN) para el mes de diciembre. Se realizo el análisis de Forier con el fin de obtener las frecuencias de los registros de mareas teniendo en cuenta que toda señal se puede ajustar a una sumatoria de funciones coseno

( )1

2s i nk

rr p

t ttπη η

=

=

∑

Fig. 7 Registro de mareas en Paita (DHN)

Mediante análisis de fourier se lograron identificar las componentes diurnas y semi-diurnas de las dos principales componente de mareas como se muestra en la figura 7 y 8. La figura 7 y 8 muestran que hay un mayor aporte de energía por parte de las oscilaciones de periodos de 12 horas aproximadamente. Lo cual conlleva a caracterizar a las mareas en la zona como semi-diurnas.

14

Fig. 8 Frecuencias de las componentes Diurnas y Semi-diurna de los registros de mareas en Paita

Fig. 9 Periodo de las componentes Diurnas y Semi-diurna de los registros de mareas en Paita

A continuación se desarrollan una serie de aplicaciones variando la periodo de la propagación de ondas simples y continuas bajo condiciones de batometría constante y real. SIMULACION 01 (FONDO CONSTANTE) Condiciones de bajo las cuales se desarrolla la simulación 01

Frontera oeste: Onda senoidal singular Amplitud = 0.5 m Periodo = 2 hrs. Hmax = 50 m

15

Fig.10 Variación de Nivel del Mar

Fig.11 Variación de la Velocidad U

16

Fig.12 Variación de la Velocidad V

Fig.13 Simulación de velocidades superficial del mar (forzante marea)

17

SIMULACION 02 (FONDO CONSTANTE) Condiciones de bajo las cuales se desarrolla la simulación 02 Frontera oeste: Onda senoidal continua Amplitud = 0.5 m Periodo = 2 hrs. Hmax = 50 m



18



19




20



21




22



23

SIMULACION 05 (FONDO REAL) Condiciones de bajo las cuales se desarrolla la simulación 05 Frontera oeste: Onda senoidal singular Amplitud = 0.5 m Periodo = 2 hrs. Hmax = 1000 m (valor de parametrización )



24



25

SIMULACION 06 (FONDO REAL) Condiciones de bajo las cuales se desarrolla la simulación 06 Frontera oeste: Onda senoidal continua Amplitud = 0.5 m Periodo = 2 hrs. Hmax = 1000 m (valor de parametrización )



26



27

SIMULACION 07 (FONDO REAL) Condiciones de bajo las cuales se desarrolla la simulación 07 Frontera oeste: Onda senoidal continua Amplitud = 0.5 m Periodo = 12 hrs. Hmax = 1000 m (valor de parametrización )



28



29

SIMULACION 08 (FONDO REAL) Condiciones de bajo las cuales se desarrolla la simulación 08

Frontera oeste: Onda de marea real Amplitud = constituyentes armónicos de amplitud (mareas_paita.txt) Periodo = cinco periodos (mareas_paita.txt) Hmax = 1000 m (valor de parametrización )



30



31

5. CONCLUSIONES Se logro evaluar la respuesta de la circulación al forzamiento de señales de mareas simples, continuas y registros de mareas real de diferentes periodos, sobre configuración de batimetría constante (50 m.) y batimetría real En las simulaciones de propagación de ondas simples o singulares sobre fondo constante y real se observa el desplazamiento de una onda en las estaciones de monitoreo durante las primeras 4 horas de simulación (fig. 10), en la simulación con fondo real se aprecia la propagación de la onda simple durante las dos primeras horas (fig. 26) luego de lo cual desaparece la presencia de propagación de la onda, debido a que existe en esta ultima simulación una mayor altura sobre la cual se integra el campo de circulación. En ambas simulaciones de fondo constante y real de propagación de ondas singulares se aprecia la predominancia de flujos en la dirección de oeste a este durante las primeras horas de simulación lo cual esta de acuerdo con la dirección de propagación de la señal En las simulaciones de propagación de ondas continuas sobre batimetría constante y real se observa en todos los puntos de control la propagación de continua de señales con periodos de 2 y 12 horas, con respecto a las velocidades presentan una variación oscilatoria en fase con la señal de propagación, predominando los flujos de corriente en la dirección zonal (x) En la simulación 08, se presenta la respuesta a la propagación ondas de mareas reales, a partir del análisis de los constituyentes de mareas de la zona. Se observa en el nivel del mar la propagación de una señal de marea semidiurna, lo mismo que se observa en las componentes de velocidad. Se obtuvo una buena respuesta del modelo al forzamiento de mareas, aunque sugerimos hacer una validación con registros en campo de nivel del mar y campos de circulación. En los campos de circulación se observa también la respuesta a la configuración de la línea de costa en las bahía de Paita 6. RECOMENDACIONES Se recomienda realizar simulaciones con periodos de simulación mas largos, así como análisis de registros de mareas, Continuar con los estudios en la zona debido a su gran importancia para el desarrollo sostenible del país, realizándose una batimetría actual de la zona, así como un monitoreo continuo de mareas. Aplicar un modelo de dispersión de contaminantes a fin de determinar los efectos de la contaminación de la Bahía de Paita.

32

7. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

Abbott, M. B. and D. R. Basco. 1989. Computational Fluid Dynamic. An Introduction

for Ingeneer, Longman Scientific & Technical, 425 pp

Carbonel, C. 2000. Dinámica de la Región Marina Pisco – Paracas, Informe de

Investigación IMARPE, 25 pp

Kowalik, Z. and T. S. 1993. Numerical Modelling Of Ocean Dynamics. World

Scientific Publishing, 479 pp

Mathworks. 2005. Getting Started With MATLAB 6.5. 566 pp

Neta, B. 1995. Analysis of Finite Elements and Finite Differences for Shallow Water

Equations, Naval Postgraduate School Department of Mathematics 48 pp

Stewart h. Roberto. 2002. “Introduction to Physical Oceanography”,

http://oceanworld.tamu.edu

Yzocupe, V. 2001. 2D Hydrodynamic Modeling in Paracas Bay, Peru. M. Sc. Thesis

H. H. 402, 79 pp

33

Anexo 01

Evaluación ambiental de la bahía de Paita

Carlos F. Cabrera Carranza1; Enrique Guadalupe Gómez; Manuel Maldonado Dongo; Walter Arévalo Gómez; Renán Pacheco Abad; Alfredo Giraldo Vega; José Quispe Vílchez.

1 Departamento Académico de Ingeniería Geográfica, Universidad Nacional Mayor de San Marcos. E-mail: [email protected]

RESUMEN

El presente trabajo forma parte del proyecto de investigación «Evaluación y recuperación ambiental de la bahía de Paita», ejecutado durante el año 2003 y financiado por el Consejo Superior de Investigaciones de la UNMSM. El presente estudio tiene como objetivo principal evaluar las condiciones ambientales de la bahía de Paita y su entorno, y proponer estrategias de solución a los diversos problemas ambientales presentados para mejorar la calidad de vida de la población y conservar el medio ambiente y sus recursos naturales. Se concluye que existe deterioro de su espacio físico y urbano, incompatibilidad de actividades; lo que denota una falta de ordenamiento territorial. Palabras clave: Impacto ambiental, contaminación, bahía de Paita.

Aspectos Importantes

La provincia de Paita presenta un ecosistema marítimo que se comporta como fuente de recursos naturales al albergar una riqueza hidrobiológica, propia de un área de afloramiento. Como soporte de actividades, la bahía de Paita alberga diversas actividades productivas (pesca, industria, transporte, comercio, exportaciones, etc.) así como los ecosistemas artificiales, como la ciudad, la urbe, carreteras. La bahía de Paita al comportarse como receptor de vertimientos de efluentes líquidos y urbanos, y de residuos sólidos, hace que la calidad de sus aguas se vea disminuida. Las concentraciones encontradas para las variables bio - oceanográficas en aguas y sedimentos marinos, se encuentran por encima de los rangos normales, según la Ley de Aguas vigente. La industria en la ciudad de Paita, coexiste con la población, siendo eso un indicador de un ordenamiento ambiental deficiente.

informe tercer work sin anexos - Monografias.com · registros de mareas reales, en escenarios con...

Documents

Transcript of informe tercer work sin anexos - Monografias.com · registros de mareas reales, en escenarios con...