Geomorfología FluvialExperiencia 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 FLUVIALDeterminar historia del cauce y posible evolución del mismo

TIPOS DE ESTUDIOS

ARRASTRE DE MATERIALESEvaluar 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 MATERIALESPor 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

CuantificarPotencial 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.)

Resultados

Espesor del depósito

Profundidad de agua

Esfuerzo tractivo

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)

Typical Profile Along Centerline of Biotechnical Retaining Wall*

*Not Drawn to Scale

Non-woven Geofabric

H

2*D50

1'

2'

L

Cross Beams driven into channel banks every 8"

A

A

Live Poles driven behind retaining wall

2.51

10'