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1.6.1 Aplicaciones de análisis cualitativos
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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1.6.1    Aplicaciones de análisis cualitativos.

 

Las ecuaciones (1) y (2) (mencionadas en el apartado 1.6) son ampliamente utilizadas para la predicción cualitativa de la respuesta de un canal a cambios naturales o cambios impuestos en el sistema de un río.  Para utilizar un ejemplo clásico, se puede considerar la respuesta de un río aguas abajo de la construcción de una presa, tal como se presenta en la figura No. 20.

 

  Figura No.20  Procesos de agradación y degradación debido a la construcción de una presa.  O

 

Procesos de agradación o depositación se desarrollarán en el embalse y aguas arriba de la presa; el resultado será un agua relativamente limpia, libre de sedimentos, que se moverá hacia aguas abajo de la presa.  El caudal sólido Qs se reduce a Qs- y por lo tanto se puede decir que en la dirección aguas abajo el caudal sólido disminuirá.  Si se supone que el diámetro, D50, y el caudal líquido, Q, permanecen constantes, de acuerdo con la ecuación (2), la pendiente aguas abajo de la presa debe disminuir para mantener el balance de la proporcionalidad, es decir: QS-D500 » Q0 S-

 

En la figura No. 21, la pendiente original del canal entre la presa y el hipotético control geológico ubicado aguas abajo (línea CA) debe ser modificada a una pendiente menor (línea C´A), mediante la degradación gradual del fondo de la pata de la presa.

Con el tiempo, por supuesto, el depósito detrás de la presa se llenará y los sedimentos o la carga de sedimentos podrá estar nuevamente disponible en el tramo de río aguas abajo. Entonces, exceptuando la socavación local, la pendiente C´A, deberá incrementarse hasta el gradiente original CA, para que se pueda transportar el incremento de sedimentos.  Aguas arriba, una vez colmatada la presa, eventualmente la pendiente desarrollada deberá ser igual a la pendiente original elevada a una altura igual a altura de la presa.  Así la presa con una pequeña capacidad de almacenamiento puede inducir la socavación y entonces depositación del sedimento, en un periodo de tiempo relativamente corto.

 

 

 Figura No.21  Modificación de la pendiente de un río tributario pequeño descargando a un río principal, respecto al incremento en la carga de sedimentos.  O

 

Otro ejemplo, es considerar un río tributario relativamente pequeño, pero con una carga importante de sedimentos que descarga en un río principal en un punto C.  Este incremento en la carga de sedimentos en el río principal es de Qs a Qs+.

Tal como se deduce de la ecuación (2) si existe un incremento significativo en la carga de sedimentos QS+, la pendiente S del canal aguas abajo de C debe incrementarse si Q y D50, permanecen constantes.  La línea AC que indica la pendiente original del fondo, por lo tanto cambia con le tiempo a la posición C´A.  Aguas arriba de la confluencia la pendiente se ajustará en un periodo de tiempo largo a la pendiente original del canal, ya que el fondo del río se levantó y pasó del punto C a C´. 

 

Es importante anotar que el ingeniero hidráulico, adicionalmente a los análisis cualitativos indicativos de la tendencia, también debe estar interesado de manera prioritaria en los resultados cuantitativos.  La relación geomorfológica planteada es sólo un paso inicial en los análisis espacio-tiempo de los problemas de respuesta de un canal o río.  Sin embargo, este paso es muy importante porque advierte la posibilidad de futuras dificultades en el diseño y en el mejoramiento de canales y de trabajos para protección contra crecientes y provee un primer estimativo de la respuesta a estos trabajos.

 

 


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