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DINAMICA DE FLUUVIAL
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UNIDAD 9. DINMICA FLUVIAL
Mgtr. Vicente Albiana Torregrosa
Facultad de Ingeniera / Escuela de Ingeniera Civil Ambiental / Ingeniera Geolgica
1. INTRODUCCIN
2. ACCIONES DE LA DINMICA FLUVIAL
4. PERFIL LONGITUDINAL
5. MORFOLOGA DE LOS ROS
6. DEPSITOS FLUVIALES
3. CONCATENACIN DE LAS ACCIONES EN EL RO
7. TERRAZAS FLUVIALES
8. ASPECTOS INGENIERILES
1. INTRODUCCIN
- Las variables que intervienen en los procesos fluviales son muy numerosas y, en
ocasiones, difciles de cuantificar.
- Muchos tipos de ros, desde muy caudalosos con caudal homogneo hasta el otro
extremo, con circulacin espordica de grandes caudales con alto poder erosivo, propio de
climas muy ridos.
- Rambla: flujo de agua intermitente, con importante circulacin sublvea, cauces amplios.
- Los ros son cauces con circulacin prcticamente continua.
- Necesidad de regular (analizar el funcionamiento de los ros: clima, forma y tipo de
presentacin de la precipitacin, litologas, periodos de recurrencia, etc.
- Normalmente no presentan un cauce nico, sino que configuran una red hidrogrfica en
la que destaca uno de ellos como colector principal, con una serie de afluentes.
1. INTRODUCCIN
EVOLUCIN DE LOS SISTEMAS FLUVIALES
Comportamiento dinmico (evolucin rpida en el tiempo geolgico).
La gravedad juega un papel importante en los sistemas fluviales, pues va a ser la que proporciona laenerga potencial al agua, que ser transformada en su movimiento en energa cintica y las acciones de
erosin, transporte y sedimentacin.
FACTORES DE CONDICIONAN LA EVOLUCIN DE UN SISTEMA FLUVIAL
Climatologa (precipitaciones, temperatura, etc).
Relieve inicial (desnivel que proporciona la energa potencial).
Litologa.
Estructura tectnica (direccin de fallas, diaclasas, etc.).
Caractersticas del suelo (sobre todo tipo y densidad de vegetacin).
Nivel de base (nivel de referencia energtico, que puede ser absoluto, caso del mar o relativo,caso de un embalse).
Intervencin antrpica (presas, encauzamientos, cortas, etc).
2. ACCIONES DE LA DINMICA FLUVIAL
EROSIN
El agua en s misma o en conjuncin con la carga movilizada, produce el arranque y el desgaste de
los materiales.
Accin del agua: provoca tensiones de arrastre-empuje sobre las paredes del cauce.Fenmenos qumicos (corrosin): disolucin, hidrlisis, oxidacin-reduccin, etc.Fenmenos mecnicos: rotura, desgaste y arranque de partculas por choque de los materialesarrastrados y el lecho del cauce.
TRANSPORTE
Flotacin: materiales que arrastra el flujo en superficie como consecuencia de tener una densidadinferior a la fluido.
Disolucin: iones que pueden proceder de la atmsfera, de la corrosin, de residuos orgnicos, etc.Suspensin (normalmente tamaos < 0,064 mm): partculas orgnicas o minerales (arcillas ylimos).
Carga de fondo: elementos gruesos que se desplazan por rodadura, arrastre-deslizamiento ysaltacin. Va a producir el desgaste de los materiales transportados buscando una geometra ms
redondeada y suavizando todo tipo de irregularidades, algo que queda patente en los depsitos
aluviales (formados por cantos rodados).
2. ACCIONES DE LA DINMICA FLUVIAL
SEDIMENTACIN
Precipitacin: al sobrepasar el producto de solubilidad.Decantacin: prdida de sustentacin al disminuir la velocidad (remansos, estancamientos, cambiosbruscos de rgimen).Abandono de carga en el fondo: al descender la energa energtico de la corriente y, enconsecuencia, de su capacidad para el empuje arrastre.
3. CONCATENACIN DE LAS ACCIONES EN EL RO
BALANCE ENERGTICO
PN = PB PA
PB es la potencia bruta o total (energa total por unidad de peso).
PA es la potencia absorbida (transportar la carga y vencer todos los rozamientos).
PA = Pre + Pri + Pt
Pre es la potencia consumida en el rozamiento del agua y el material
transportado con el cauce.
Pri es la potencia consumida por rozamiento interno del aguay los materiales
entre si.
Pt es la energa consumida en transportar la carga slida.
PN > 0 Erosin
PA < PB Suavizacin pendiente Aumento de la carga Disminuye PB y aumenta PA
hasta que PB = PA.
PN < 0 Sedimentacin
PA > PB Incremento pendiente Reduccin de la carga Aumenta PB y disminuye PA
hasta que PB = PA.
PN = 0 Equilibrio (slo transporte)
3. CONCATENACIN DE LAS ACCIONES EN EL RO
Toda corriente fluvial tiende a adquirir una pendiente que le proporcione la energa
mnima necesaria para, deducido el rozamiento, transportar la carga, es decir, una
pendiente en la que PN tienda a cero (PENDIENTE DE EQUILIBRIO).
ECUACIN DE LANE
Qs D50 Q S
Qs Caudal slido.
D50 Dimetro caracterstico del material.
Q caudal lquido.
S pendiente.
3. CONCATENACIN DE LAS ACCIONES EN EL RO
4. PERFIL LONGITUDINAL
Perfil longitudinal : Todos los ros tienden a encajar su cauce y a suavizar su perfil
longitudinal, buscando el perfil de equilibrio.
Suele tener forma cncava (hiprbola) aunque localmente puede aparecer escalonado,
convexo o irregular.
4. PERFIL LONGITUDINAL
4. PERFIL LONGITUDINAL
4. PERFIL LONGITUDINAL
Variaciones de la Anchura, profundidad, velocidad y pendiente, segn el
tramo de ro
5. MORFOLOGA DE LOS ROS
CABECERA
Fuerte pendiente y evacuacin rpida de los detritus.Valles angostos con seccin en V.Valores elevados de PN.
TRAMO MEDIO
Valores moderados o nulos de PN.Pendiente mucho menor que en el tramo anterior.Transporte de carga sin partculas ms gruesas.Valles en artesa (muy amplios y de fondo llano).
DESEMBOCADURA
Valores muy pequeos de energa para el transporte y casi nulos para la erosin.Pendiente muy pequea y escasa velocidad.LLANURAS ALUVIALES.MEANDROS.LLANURA DE INUNDACIN
5. MORFOLOGA DE LOS ROS
MEANDROS
Los ros no discurren en planta sobre lneas rectas. Debido a las irregularidades y
heterogeneidades del terreno, entre otras causas, el trazado sufre desviaciones que
producen curvaturas iniciales. Estas curvaturas se van a ir acentuando debido a las
corrientes transversales que se producen en el flujo debido a las fuerzas centrfugas.
Esto es lo que producir la formacin de los meandros. En la ribera cncava del
meandro se produce erosin por socavamiento (zona de mayor velocidad) y en la ribera
convexa el agua va a depositar sedimentos (arenas y gravas).
5. MORFOLOGA DE LOS ROS
MEANDROS
5. MORFOLOGA DE LOS ROS
MEANDROS
5. MORFOLOGA DE LOS ROS
MEANDROS
6. DEPSITOS FLUVIALES
-Formaciones no consolidadas de granulometra muy irregular: desde arcillas y
limos hasta bolos y gravas gruesas, pasando por tamao arena.
-Presentan cierto grado de estratificacin, aunque son heterogneos.
- Aparecen con frecuencia lentejones de arenas o arenas y gravas en una matriz
limoarcillosa.
-Constituyen un excelente suministro de materiales de construccin.
6.1 DEPSITOS DE CANAL
6. DEPSITOS FLUVIALES
6.1.1 CHANEL LANG (FONDO DE CANAL)
A veces una corriente deposita
materiales en el fondo de su canal.
Si esas acumulaciones se vuelven
lo suficientemente gruesas como
para obstruir el cauce, obligan a
dividirse a la corriente y seguir
varios caminos.
La consecuencia es una red
compleja de canales convergentes
y divergentes que se abren camino
entre las barras.
Debido a que esos canales tienen
una apariencia interconectada, se
dice que la corriente es
anastomosada.
6. DEPSITOS FLUVIALES
6.1.3 ISLAS (BARRAS DE CANAL)
Tpicos de ros anastomosados, su
granulometra depende del tramo en que
se encuentre.
6.1.4 POINT BAR (BARRAS DE MEANDRO)
Se encuentran en la parte interna
(convexa) de los meandros. Suele
presentar granoseleccin de forma que el
tamao de grano desciende hacia la
superficie.
6.2 DEPSITOS DE MARGEN
Depsitos de margen: relleno de depresiones, grietas, diques paralelos al cauce (motas)
6. DEPSITOS FLUVIALES
6.3 DEPSITOS ALEJADOS DEL CAUCE
6.3.1 DEPSITOS DE LLANURA DE INUNDACIN
Se producen en las zonas ms alejadas del cauce, son elementos de granulometra fina transportados
en suspensin.
7. TERRAZAS FLUVIALES
Son el resultado del encajamiento de los ros en sus propias
llanuras de inundacin, es decir, en los propios depsitos
fluviales.
En general, presentan dos tipologas: Terrazas encajadas y
escalonadas (colgadas).
La causa puede atribuirse a variaciones en el nivel de base o a
cambios importantes en el clima (fuertes variaciones de caudal).
TERRAZAS ENCAJADAS: Terrazas encajadas: Se forman
cuando el encajamiento del ro no sobrepasa el espesor del
antiguo aluvin (derecha del dibujo).
TERRAZAS ESCALONADAS: Cuando el encajamiento del ro
corta todo el espesor del aluvin y llega a erosionar el sustrato
rocoso se llaman escalonadas o colgadas (Izquierda del dibujo).
Cuando son debidas al clima, se suelen denominar climticas o
eustticas (variacin en el nivel del mar por efecto de los
periodos glaciares o interglaciares).
No tienen porqu ser simtricas ni tener el mismo nmero de
terrazas en ambas mrgenes.
7. TERRAZAS FLUVIALES
8. ASPECTOS INGENIERILES
PROBLEMAS EN LA PROTECCIN DE MRGENES
En el caso de los meandros debe tenerse en cuenta su evolucin en planta a lo
largo del tiempo, y en el caso que sea necesaria su fijacin, por encontrarse
dentro de una poblacin, ser atravesado por un puente, etc. La margen que debe
protegerse con mayor robustez es la exterior, ya que es en la que se producir
erosin.
8. ASPECTOS INGENIERILES
PROBLEMAS EN LA PROTECCIN DE MRGENES
8. ASPECTOS INGENIERILES
ENCAUZAMIENTOS Y CORTAS
Normalmente un encauzamiento rectificar el trazado de cauce aumentado la
pendiente del lecho (caso de las cortas) y adems tendr unos coeficientes de
rozamiento menores. Esto aumentar la capacidad de desague del tramo y la
velocidad del flujo. Por este motivo, aguas abajo del mismo, se producirn
importantes erosiones en el lecho y posibles problemas de anegamiento en el
caso de no estar bien diseado el encauzamiento.
Igualmente los tramos encauzados (en el caso del hormign y materiales
resistentes) van a impedir la erosin en el tramo por parte del flujo, luego
estamos trasladando esa energa de erosin aguas abajo del tramo encauzado.
En la actualidad, los encauzamientos rgidos (obras de hormign) se suelen
limitar a zonas muy especficas, como es el caso de reas urbanas, buscando
soluciones ms flexibles en el resto (acondicionamiento del cauce, escollerado
parcial, etc.) para reducir el impacto ambiental y modificar lo mnimo posible la
dinmica fluvial.
8. ASPECTOS INGENIERILES
ENCAUZAMIENTOS Y CORTAS
8. ASPECTOS INGENIERILES
LLANURAS DE INUNDACIN EN EL CURSO BAJO
En los cursos bajos de los ros, para proteger las mrgenes de la erosin y evitar
el desbordamiento en situaciones de avenida, se colocan motas en ambas
mrgenes.
Lo que se produce es un aumento de los depsitos sobre el cauce debido a la
delimitacin que hemos impuesto a sus mrgenes. Antes estos sedimentos se
dispersaban por toda la llanura aluvial. Este aumento de sedimentos disminuye la
capacidad del cauce y obliga a aumentar la cota de las motas laterales, con lo
que al final de mucho tiempo nos encontramos en la situacin en la que el cauce
del ro puede tener una cota superior a la de la llanura de inundacin.
En este caso una rotura de una de las motas (en avenida) provoca el
anegamiento de un gran rea y la dificultad de su drenaje una vez ha terminado
la crecida, ya que el cauce se encuentra a una cota superior a la de la llanura de
inundacin.
8. ASPECTOS INGENIERILES
LLANURAS DE INUNDACIN EN EL CURSO BAJO
8. ASPECTOS INGENIERILES
DESEMBOCADURAS
8. ASPECTOS INGENIERILES
EMBALSES
La cerrada y el vaso del embalse van a depender generalmente del tramo de ro
en que nos encontremos, y por tanto la capacidad del embalse.
En zonas prximas a la cabecera vamos a encontrar valles cerrados en V con
fuertes pendientes. Vamos a obtener volmenes de embalse pequeos,
necesitando una presa de altura importante debido al desnivel del cauce.
Embalses para aprovechamientos hidroelctricos.
En zonas bajas, valles ms abiertos con un fondo menos tendido, lo que
proporciona embalses de mayor volumen sin necesidad de una cota de
coronacin importante. Estos embalses sern adecuados para atender demandas
de abastecimiento y regados.
8. ASPECTOS INGENIERILES
PRESAS
8. ASPECTOS INGENIERILES
INTERACCIN PRESA-DINMICA FLUVIAL
8. ASPECTOS INGENIERILES
INTERACCIN PRESA-DINMICA FLUVIAL
8. ASPECTOS INGENIERILES
INTERACCIN PRESA-DINMICA FLUVIAL
8. ASPECTOS INGENIERILES
INTERACCIN PRESA-DINMICA FLUVIAL
8. ASPECTOS INGENIERILES
INTERACCIN PRESA-DINMICA FLUVIAL
8. ASPECTOS INGENIERILES
INTERACCIN PRESA-DINMICA FLUVIAL
8. ASPECTOS INGENIERILES
OTROS ESTUDIOS EN PRESAS
8. ASPECTOS INGENIERILES
PUENTES
8. ASPECTOS INGENIERILES
PUENTES
8. ASPECTOS INGENIERILES
PUENTES
8. ASPECTOS INGENIERILES
PUENTES
8. ASPECTOS INGENIERILES
PUENTES
8. ASPECTOS INGENIERILES
PUENTES
8. ASPECTOS INGENIERILES
EXTRACCIN DE RIDOS
8. ASPECTOS INGENIERILES
AFECCIONES A LA DINMICA FLUVIAL
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