Estudios y diseños de las obras de ingeniería para la

protección contra la erosión lateral causada por el río Sinú

en Tierralta – Córdoba

CORPORACION AUTONOMA REGIONAL DE LOS VALLES

DEL SINU Y DEL SAN JORGE

IDEHA

INSTITUTO DE ESTUDIOS HIDRÁULICOS Y AMBIENTALES

DE LA UNIVERSIDAD DEL NORTE

Grupo de Investigación

Categoría “A” de COLCIENCIAS

CARACTERIZACIÓN DE RIOSCONOCIMIENTO DE LA NATURALEZA

•TIEMPO

•GEOLOGICAS INDEPENDIENTES

•CLIMATICAS

•GEOMORFOLOGICAS

•HIDROLOGICAS

•HIDRAULICAS DEPENDIENTES

•SEDIMENTOS

•ACTIVIDADES HUMANAS

VARIABLES DEL SISTEMA FLUVIAL

LOCALIZACION

ANTECEDENTES

Es muy probable que la población de Tierralta fundada en 1905, hubiera sido conformada sobre la terraza aluvial, a orillas del río Sinú. Como el río presenta una alta movilidad lateral frente a la población, su cauce activo ha estado al borde o distante de ella.

1945 1967

1988

20051999

1994

PROCESOS HIDROSEDIMENTOLOGICOS

• LA NATURAL: La población se ubica sobre el deposito aluvial ubicado inmediatamente aguas abajo del encauzamiento que trae elrío Sinú en la montaña, donde se presenta un fuerte cambio de la pendiente del terreno donde es tapioca la movilidad lateral. De hecho la población ha sido bordeada en varias ocasiones por cauces temporales del río.

• LA ANTROPICA: Debido a la construcción de la represa de Urra, localizada a 45 Km aguas arriba de la población. La construcción se inicio el 15 de enero de 1996 y entro en operación el 15 de febrero de 2000. Por la presa se retuvieron los sedimentos que trae el río en el embalse y se inició la regulación de los caudales. Bajo esta nueva condición, el río está en busca de un equilibrio morfológico, bajo las nuevas características hidrosedimentolóicas.

CARACTERISTICAS CLIMATICAS

CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DEL RIO SINU

Curva de Calibración de Caudales Líquidos

y = 0,0051x0,9757

R2 = 0,9881

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

0 100 200 300 400 500 600 700

Caudal (m³/s)

Lect

ura

mira

(m

)

Fuente: Tomado de Consorcio Monitoreo del Sinú – 2004. Febrero 2005.Curva de Calibración Estación Tierralta

CURVA DE REMANSOURRA 1 - TIERRALTA

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

60

62

64

66

68

70

72

74

0 10 20 30 40

ABSCISAS (km)

CO

TA

S (m

.s.n

.m)

100 200 300

400 500 600

700 800 900

1000

UR

RA

1 -

Pue

nte

Pac

heco

Est

ació

n S

anta

Ana

Est

ació

n P

asac

abal

los

Est

ació

n E

l Tor

o

Est

ació

n C

arriz

ola

Est

ació

n T

ierr

alta

CAUDALES m3/s

Curva de Remanso Urra 1 - Tierralta

CAUDALES DESCARGADOS POR URRA (2000 A 2004)

Caudales Descargados Urra 1Valores Anuales

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

2000 2001 2002 2003 2004

Años

Cau

dal m

3/s

Q prom (m3/s)

Q máx (m3/s)

Q mín (m3/s)

Caudales Medio Diario Descargados Urra 1entre Enero de 2000 a Enero de 2005

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 360 720 1080 1440 1800

Dias

Cau

dale

s (m

3/s)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

% DE TIEMPO EN EL QUE EL CAUDAL ES IGUALADO O EXCEDIDO

CAUDAL

(m³/s)

1960-1995

1999-2004

CENTRAL HIDROELECTRICA URRA IRIO SINU CURVA DE DURACION DE CAUDALES MEDIOS DIARI OS

PERIODOS 1960 - 1995 Y 1999- 2004

Tomado de Consorcio Monitoreo del Sinú – 2004. Febrero 2005.

CARACTERISTICAS SEDIMENTOS DEL LECHO

Variación del material de fondo entre la Represa y Tierralta

0

5

10

15

20

25

30

35

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Abcsisas

Dia

met

ros

(mm

)

D10 (mm) D50 (mm)

D90 (mm)

Variación tamaño del material de fondo entre presa de Urra y Tierralta (Uninorte)

CARACTERISTICAS GEOMORFOLOGICAS

El río Sinú es un cauce sinúoso de alta dinámica fluvial que se evidencia por la variedad de geoformas asociadas a su cauce

zona del lecho de divagación reciente. Aguas abajo de Tierralta

El lecho activo del río representa el cuerpo de agua en un espacio y tiempo determinado.

Vista panorámica del lecho activo del río Sinú

DINAMICA FLUVIAL DEL RIO SINÚEl río Sinú es un cauce de una alta dinámica fluvial evidenciada por su sistema sinuoso o meándrico en el cual se presentan varios procesos dinámicos del cauce así: a) Frentes de sedimentación y erosión, b) desplazamiento lateral, c) desplazamiento frontal, d) cierre de meandros y e) Formación de meandros opuestos.

CIERRE Y ABANDONO DE MEANDROS

Movilidad del río Sinú entre 1945 y 1994

Dinámica del río Sinú entre 1999 y 2005

1999 - 2005

1945 – 1994

ZONIFICACIÓN DE LA MOVILIDAD DEL RÍO SINÚ EN EL SECT OR DE TIERRALTA

GRADO DE RESISTENCIA A LA EROSION FLUVIAL

BARRIO LIBARDO LOPEZ

BARRIO EL PRADO

LEVANTAMIENTO BATIMETRICO

ESTUDIO DE SUELOS

PERFORACION No 2 Pag 1 de 1PROPIETARIO: ARQUITECTO/INGENIERO:

MUNICIPIO DE TIERRA ALTA MANUEL ALVARADOLUGAR: RIVERA DEL RIO SINU PROYECTO:

TIERRA ALTA, CORDOBA PROTECCION CAUCE DEL RIO SINUMUESTRA ENSAYOS

GR

AF

ICO

PR

OF

UN

DID

AD

(M

)

CLA

SIF

ICA

CIO

N (

US

C)

NU

ME

RO

TIP

O

RE

CU

PE

RA

CIO

N (

%)

No

DE

GO

LPE

S P

OR

PIE

Hum

edad

(%

)

PE

SO

SE

CO

(T

/M3 )

CO

MP

RE

SIO

N S

PLE

(T

/M

ARCILLA LIMOSA CON VESTIGIO DE ARENA, 1 PBde Consistencia Media a Resistente, Parda CL 2 TP 8 24.3 1.57 9Amarilla con Vetas Grises 1 CL 3 TP 9 24.6 1.57 11 LL=48

Pasa 200 Localización CL 4 TP 14 23.7 1.58 15 IP=2394.7 18 383,006 E 2 CL 5 TP 9 24.1 1.57 10

49 904,720 N CL 6 TP 9 24.1 1.57 11LIMO ARCILLO-ARENOSO, de Consistencia 3 ML 7 TP 12 23.9 1.61 8Media a Resistente, Pardo Amarillo con Vetas ML 8 TP 18 23.4 1.62 12 LL=34Grises 4 ML 9 TP 21 22.9 1.63 14 IP=10

Pasa 200 Cohes. (T/M2) φ º63 5 24 5 ML 10 TP 16 23.7 1.62 9

ARENA CON GRAVA, Media Densa a Densa, 6 SP 11 TP 20Gris

7 SP 12 TP 27

8 SP 13 TP 22

9 SP 14 TP 6258

FIN DE LA PERFORACIÓN 10

11

12

13

14

15

Penetrómetro de Bolsillo *NIVELES DE AGUA INICIADA: Mayo 17 de 2005

NA 1 M TP ALVARO IGNACIO COVO T. TERMINADA: Mayo 17 de 2005NA INGENIERO CIVIL, Ph.D. EQUIPO: PL SUPERVISO COGNA APROBO: AIC TRAB. NO 2005099

Descripción:Descripción:

MODELACION MATEMATICAMIKE 21C

Transporte de sedimentos. Caudal 600 m3/s.Velocidades en planta. caudal 800 m3/s.

R I O S I N U - T I E R R A L T A . SO C A V A C I Ó N M A X I M A E N C U R V A S

3 7 . 5

3 8

3 8 . 5

3 9

3 9 . 5

4 0

4 0 . 5

4 1

4 1. 5

4 2

4 2 . 5

4 3

4 3 . 5

4 4

4 4 . 5

4 5

4 5 . 5

4 6

0 2 0 4 0 6 0 8 0 10 0 12 0 14 0 16 0 18 0 2 0 0 2 2 0 2 4 0 2 6 0 2 8 0

R A D I O D E C U R V A T U R A ( m)

Per f il de socavació n ( A=12 )

Per f il deSocavació n ( A=10 )

T I E R R A L T A

RIO SINU - TIERRALTA. SOCAVACIÓN MAXIMA EN CURVAS

39,5

40

40,5

41

41,5

42

42,5

43

43,5

44

44,5

45

45,5

46

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320

RADIO DE CURVATURA (m)

CO

TA

MÁ

XIM

A E

SP

ER

AD

A(m

snm

)

Perf il de socavación (A=10)

Perf il deSocavación (A=12)

TIERRALTA

CÁLCULO DE SOCAVACIÓN MÁXIMA DE CURVAS

2R

h

D

Ro ih 1.5

∆= α

dR

dh

∆=

o

oo

o R

1 -

R

1

D

R i 1.5

h

1 -

1 αh

FUENTES DE MATERIALES

ALTERNATIVAS DE SOLUCION-- CORTE DEL MEANDRO FRENTE A TIERRALTA CORTE DEL MEANDRO FRENTE A TIERRALTA -- REUBICACION DE LA POBLACION REUBICACION DE LA POBLACION

1994 - 2005

ANALISIS DE ALTERNATIVAS

� Alternativa A1 . Protección longitudinal flexible en roca suelta

� Alternativa A2 . Protección longitudinal flexible en colchoneta rellena con piedra (Gavión Anfibio)

� Alternativa A3 . Defensa longitudinal con geotubo

OBRAS DE PROTECCIÓN LONGITUDINAL

ALTERNATIVA 1PROTECCION LONGITUDINAL CON ROCA SUELTA

ALTERNATIVA 1PROTECCION LONGITUDINAL CON ROCA SUELTA

ALTERNATIVA 2PROTECCION EN COLCHONETA RELLENO EN ROCA

(GAVION ANFIBIO)

ALTERNATIVA 2PROTECCION EN COLCHONETA RELLENO EN ROCA

(GAVION ANFIBIO)

ALTERNATIVA 3PROTECCION LONGITUDINAL CON GEOTUBO

ALTERNATIVA 3PROTECCION LONGITUDINAL CON GEOTUBO

ANALISIS DE ALTERNATIVASOBRAS DE PROTECCIÓN TRANSVERSAL

�Alternativa B1 . Campo de Espolones en el sector

erosionado, a base de pilotes metálicos y bolsacreto.

�Alternativa B2 . Campo de espolones en bolsacretos

�Alternativa B3 . Campo de espolones conformados

en roca.

ANÁLISIS MULTICRITERIO

16,0014,0012,0015,0016,0020,00Total

222222Factores Humanos

321123Mantenimiento

222333Ambiente

331213Construcción

222223Durabilidad

323233Flexibilidad

111333Efecto Obra

B3B2B1A3A2A1

AlternativaCriterio

1,590,240,000Campo de espolones conformados en RocaB3

2,080,800,000Campo de espolones en BolsacretosB2

2,193,930,000Campo de Espolones con Pilotes y BolsacretoB1

1,836,929,440Defensa Longitudinal en GeotuboA3

3,087,645,000Protección Longitudinal en colchoneta rellena con piedra (Gavión Anfibio)

A2

1,635,765,000Protección Longitudinal en Roca SueltaA1

Vr. Total ($)DescripciónAlternativa

RESUMEN DE COSTOS DE LAS ALTERNATIVAS

DISEÑO

Espolón propuesto

MODELO MIKE 21C

EFECTO

COSTOS PROTECCIÓN LONGITUDINALEN ROCA SUELTA

No se incluye AIU

1,640,265,000Costo Total:

2,500,000500,0005UnidAlquiler de patios para zona de acopio

8

1,000,001,000,0001UnidControl de erosión en Tubería de aguas pluviales

7

500,000500,0001UnidDemolición Estructura en concreto volcada al río

6

1,500,000500,0003unidDemoliciones Espolones Existente en Bolsacretos

5

225,000,00030,0007,500m3Excavación madre vieja4

63,900,0004,50014,200m2Suministro y colocación Geotextil No Tejido NT 3000

3

874,380,00076,00011,505m3Suministro y colocación Roca Coraza (cantera Gallo Crudo) Incluye conformación espolón

2

472,485,00032,50014,538m3Suministro y colocación Material de Relleno (Gravilla isla frente a Tierralta)

1

Vr. Total ($)Vr. Unitario ($)CantidadUnidadDescripciónItem

Primer caso se planteo una infinidad de obras o estructuras, generalmente muy costosas que modifiquen o hagan resistencia a los procesos naturalesdel río , obligándolo a ceder temporalmente en su acción erosiva o de sedimentación, trasladando el problema a otro lugar, pero sin soluciones permanentes. (Esto se evidencia con la presencia de estructuras de desviación o contención ya abandonadas y sobre el lecho activo del río)

OTRAS ALTERNATIVAS (NO ESTRUCTURALES)

ALTERNATIVAS DE MITIGACIÓN

La segunda alternativa es dejar al río en su ambiente natural sin tratar de modificarlo, contemplando la posibilidad de liberar de construcciones las zonas que están dentro del lecho mayor del río, orientando su desarrollo y planificación urbana con la reubicación de sus pobladores allí asentados hacia la parte oriental del municipio y rehabilitar estas zonas en parques o malecones que hagan del municipio un lugar de alta atracción turística, dado el bello paisaje que nos da el río con sus aguas claras y llanuras verdes.