Geomorfología Fluvial

Experiencia de Golder

Estudios de Geomorfología Fluvial

 Objetivos e Importancia de estudios fluvio morfológicos Entender comportamiento del cauce y sus terrazas Estimar zonas y cantidades de materiales de posible explotación Caracterizar materiales a explotar Simular impactos aguas arriba y abajo de explotación

Geomorfología Fluvial – Principios básicos

   Agua    Caudales Volúmenes Caudal a canal lleno* Sedimento   Tipo de lecho Granulometría  Carga de sedimentos* Geometría   Pendiente* Ancho/profundidad del canal   Ancho/profundidad del valle Geometría de meandros * Variables críticas

Geomorfología Fluvial – Principios básicos

Esta práctica busca tratar el sistema fluvial como un elemento dinámico cuyo equilibrio depende de:    Flujo de agua Entrada de sedimentos Salida de sedimentos * Variables críticas

Degradación/Agradación de lechos

 Ocurre cuando la balanza se inclina

Componentes de un Estudio

 Caracterización del lecho y terrazas Caracterización de barras, piscinas y terrazas; determinación de niveles de inundación histórica.

Componentes de un Estudio

 Materiales Análisis de tamaños y calidad del material

Componentes de un Estudio

 Topografía y Batimetría Generación de información geométrica para evaluación de arrastre

Componentes de un Estudio

 Hidrología e hidráulica Cálculo de caudales de diseño para diferentes períodos de retorno

TIPOS DE ESTUDIOS

DINAMICA FLUVIAL Determinar historia del cauce y posible evolución del mismo

TIPOS DE ESTUDIOS

ARRASTRE DE MATERIALES Evaluar características de los sedimentos en un cauce para estimar susceptibilidad a arrastre con un evento de flujo

TIPOS DE ESTUDIOS

ESTABILIDAD DE CAUCES Y CUANTIFICACIÓN DE MATERIALES Por medio de trabajo de campo, cuantificar espesores de material disponible en un cauce para extracción. Posteriormente, mediante modelación, se estima cómo pueden migrar estos depósitos de material grueso (barras) hacia aguas abajo.

Método General

Cuantificar Potencial erosivo vs. resistencia del lecho

 

Estudio geomórfico Método de índice de erodibilidad

 

Methodo de Shields Modelación (i.e., HEC-RAS, Mike21C, Flo-2D)

El Método de Shields

Compara resistencia del lecho basada en los materiales en el canal con la potencia del cauce

Mike21C y FLO-2D

   Modelación 2D Balance de sedimentos Cambios en geometría

Resultados

 Predicción de pérdida (degradación) o almacenamiento (agradación) de materiales en terrazas o lecho  Predicción de cantidad de material entrando y saliendo del sistema  Estimación de alteraciones hidráulicas y cambios en la morfología ( desaparición o migración de barras, profundización del cauce, aumento en planos de inundación, etc.)

Espesor del depósito Profundidad de agua Esfuerzo tractivo

Resultados

Efectos de explotación en valles aluviales

 Explotación en valles    Reduce la carga entrante de sedimentos Altera hidrología Altera granulometría  Extracción en canal activo   Altera geometría Disminuye la cantidad de sedimento, aumentando la capacidad de transporte

Explotación Responsable

 Buscar balance entre las variables geomórficas    Mantener cantidad suficiente de sedimentos para que no se desbalancee el sistema No cambiar geometría, evitando el inicio de erosión Monitorear caudales para entender la hidrología

Extracción en río



Problema

  Degradación del canal, impacto a infraestructura

Causas

   Extracción de gravas Urbanización

Metodo

  Estudio geomórfico Modelo HEC-6T

Canalización



Problema

  Cruce de tubería expuesto

Causas

  Canalización de meandros

Metodo

   Estudio geomórfico Método de índice de erodibilidad Modelo Mike11 Concrete slab protection 2003 Concrete slab protection 2013

Bioingeniería

Bioingeniería (ii) Non-woven Geofabric Typical Profile Along Centerline of Biotechnical Retaining Wall* Live Poles driven behind retaining wall Cross Beams driven into channel banks every 8"

H A

10'

1' 2*D 50 1 2.5

2'

* Not Drawn to Scale

L A