Modelado numérico del campo de velocidades y niveles de marea en el Santuario Nacional de Los Manglares de Tumbes

Fajardo Urbina, Jeancarlo Manuel

Modelado numérico del campo de velocidades y niveles de marea en el Santuario Nacional de Los Manglares de Tumbes

Abstract

Un modelo numérico hidrodinámico no lineal y bidimensional, basado en la técnica de diferencias finitas, y con dos dominios anidados, fue construido para estudiar la dinámica de mareas en el Santuario Nacional Los Manglares de Tumbes (SNLMT). En el modelo implementado, se asumió densidad homogénea, se empleó la aproximación hidrostática, y se despreció el efecto de la fuerza de Coriolis. Asimismo, la discretizacion temporal se realizo con el esquema de leap-frog, mientras que los términos advectivos fueron discretizados mediante el esquema de upwind. La fricción de fondo fue discretizada mediante un esquema implícito y en los términos restantes se utilizaron diferencias centrales. El dominio espacial fue representado por una grilla tipo Arakawa C y el dominio temporal mediante una grilla escalonada simple. Las mareas representaron el 99% de la varianza total en el SNLMT entre los años 2012 y 2014, lo cual fue calculado mediante el análisis armónico clásico aplicado a los datos de las dos estaciones mareogra cas instaladas en su interior. El modelo numérico se ajusto bastante bien a los datos observados de nivel de marea y velocidades, fue capaz de reproducir apropiadamente el flujo y reflujo de mareas, y mostró que existe fuerte influencia de la geometría y la batimetría en las corrientes simuladas. Por otra parte, el prisma de marea promedio simulado en la boca del estuario (Punta Capones) fue de 45 millones de metros cúbicos; valor del mismo orden que el volumen promedio de agua contenido al interior del Santuario. El análisis de los prismas netos de marea calculados en las principales de entradas que suministran agua al SNLMT, sugiere que el ingreso de agua hacia el sistema por las mareas se da a través del estero Santa Rosa (Ecuador) y que este volumen egresa del SNLMT al mar por Punta Capones. Adicionalmente, la propagación de la onda de marea que ingresa por Punta Capones al estero Gallo-Zarumilla, fue analizada mediante un modelo numérico y un modelo analítico unidimensional. Los resultados indicaron que esta onda es caracterizada por una dinámica no lineal en la cual el gradiente de presión y el termino de fricción no lineal son los que predominan en el balance de la ecuación de movimiento.

Date

2015-07

Keywords

Ecología de manglares , Modelos matemáticos , Marea , Corrientes de marea

Citation

Fajardo, J. M. (2015). Modelado numérico del campo de velocidades y niveles de marea en el Santuario Nacional de Los Manglares de Tumbes (Tesis para optar el título profesional de Licenciado en Física). Universidad Nacional del Callao, Callao, Perú.