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1.6 Predicciones sobre la respuesta general de un río al cambio
Hidráulica fluvial. Conceptos generales sobre morfología, dinámica y el transporte de sedimentos en ríos aluviales. Ecuaciones y métodos de uso más extendido para su evaluación y cálculo.


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1.6    Predicciones sobre la respuesta general de un río al cambio.

 

Las predicciones cuantitativas de la respuesta de un río se pueden realizar si todos los datos requeridos se conocen con suficiente seguridad.  Sin embargo, usualmente, los datos no son suficientes para las estimaciones cuantitativas y por lo tanto sólo es posible realizar estimaciones cualitativas.

La respuesta de los patrones del canal natural y la pendiente longitudinal a la variación de ciertos parámetros puede en forma general conocerse si se dispone de algunas herramientas geomorfológicas.

En términos más generales de acuerdo con los estudios realizados por Lane y otros investigadores se ha estudiado el cambio en la morfología de un río como respuesta a la variación del caudal líquido y sólido.  Estos estudios se pueden resumir estableciendo las siguientes relaciones:

1.       La profundidad del flujo (y) es directamente proporcional al caudal líquido transportado, Q.

2.       El ancho del canal, B, es directamente proporcional al caudal líquido, Q, y al caudal sólido Qs.

3.       El perfil del canal, expresado como la relación del ancho a la profundidad, B/y, está directamente relacionado con la carga de sedimentos Qs.

4.       La pendiente del río, S es inversamente proporcional al caudal líquido, Q, y directamente proporcional al caudal sólido, Qs, y al tamaño del material transportado, D50.

5.       La sinuosidad, s es directamente proporcional a la pendiente del valle, e inversamente proporcional a la carga de sedimentos, Qs.

6.       El transporte de material, Qs está directamente relacionado con la potencia de la corriente, toU, y con la concentración del material fino CF, e inversamente relacionado con el diámetro de caída del material del lecho.

 

Una relación muy utilizada para predecir la respuesta de un sistema fue desarrollada por Simons (1975) en la que establece una relación de proporcionalidad entre el transporte del material del lecho y varios parámetros relativos.  Esta expresión fue derivada de la relación potencia de transporte–flujo y se puede expresar de la siguiente manera:

, expresión en la que:

to = esfuerzo cortante en el fondo.

U = velocidad media de la sección transversal.

CF = concentración del material fino.

La ecuación anterior puede ser modificada al sustituir el valor de to por la expresión g×d×S y a Q por B×U×d, con lo cual es posible obtener que:

    Ecuación(1)          Q = A×V = B×d×U

 Si se supone que el peso específico es constante y la concentración del material fino CF es incorporado en el diámetro de caída del material del lecho, la relación puede ser expresada simplemente como:

Q·S » Qs·D50 Ecuación(2)

 Si se analiza la ecuación anterior es la analogía propuesta por Lane en la analogía de la balanza, sólo que el diámetro de caída que incluye el efecto de la temperatura en el transporte, ha sido sustituida por el diámetro medio del material del lecho transportado.

 

 


Escuela Colombiana de Ingeniería. Centro de Estudios Hidráulicos y Ambientales.
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