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Erosión en Ríos y Corrientes de Agua

Carlos Alberto Serna Mora Español

Contenido del mapa

Características morfológicas del canal de una corriente
- a. Longitud de canal b. Pendiente del canal c. Densidad de drenaje d. Sección transversal e. Forma en planta
- Factores a tener en cuenta en el análisis de un río
  - a. Tiempo b. Geología c. Suelos d. Hidrología  e. Cobertura Vegetal f. Topogafía g. Sedimentos h. Alteraciones de origen Antropico   
ETAPAS DE LA CORRIENTE DE AGUA
- Formación o niñez
  - Alta montaña con inestabilidad general de laderas. Profundización rápida del cauce
- Juventud
  - Mediana montaña con cauces encañonados o valles angostos, profundización de fondo e inestabilidad lateral.
- Madurez
  - Divagación del cauce en valles amplios y semiplanos. Cauces meándricos o trenzados. 
- Vejez
  - Grandes áreas de sedimentación y planicies de inundación
HIDRÁULICA DE RIOS
- La hidráulica incluye el modelamiento matemático del  lujo de agua. Las ecuaciones básicas utilizadas para simular los procesos fluviales son: - Ecuación de continuidad de agua - Ecuación de continuidad de sedimentos - Ecuación de momentum de flujo - Ecuación de transporte de sedimentos.
- Clasificación del flujo en canales
  - Uniforme / variado Constante / irregular  Laminar / turbulento Tranquilo / rápido
LA EROSIÓN HIDRÁULICA
- En una cañada o río pueden ocurrir dos tipos de erosión general que afectan el cauce: a. Erosión lateral que amplía su ancho, aumentando la altura de los taludes. b. Profundización del cauce.
- Sedimentos
  - Los sedimentos pueden clasificarse en dos grandes categorías, sedimentos cohesivos y sedimentos no cohesivos.
  - Clasificación de tamaños de partículas.
    - Cantos Más de 256 mm Guijarros 64 a 256 mm Grava 2 a 64 mm Arena 0.064 a 2 mm Limos 0.004 a 0.064 mm   Arcillas Menos de 0.004 mm
    - Clasificación de los depósitos de sedimentos
      - Centro del canal Margen de canal Planos de inundación Márgenes del valle Terrazas
MORFOLOGÍA FLUVIAL
- La morfología fluvial es el estudio científico de la forma y estructura de la geografía física de los ríos.
- Tipos de cauce
- Clasificación general de las corrientes de agua
  - Libertad para moverse Continuidad del flujo en el tiempo Relación entre erosión y sedimentación Forma del cauce
  - ormas típicas de ríos.
EFECTOS DE LA GEOLOGÍA SOBRE LA MORFOLOGÍA FLUVIAL
- Afloramientos de roca
  - En las zonas de alta montaña, los cauces semirrectos o sinuosos son generalmente controlados en su totalidad por los afloramientos de roca, los cuales actúan como barreras que impiden la divagación y profundización del cauce. En las áreas donde aparecen afloramientos de roca y al mismo tiempo valles de depósitos aluviales, cuando el río se acerca a un afloramiento rocoso se genera un punto de control que actúa como direccionador de la corriente, generándose una modificación en el alineamiento del río.
- Tectónica
  - La tectónica actúa como un elemento que genera una gran discontinuidad dentro del patrón litológico. Los ríos tratan de alinearse a lo largo de las fallas geológicas principales que actúan como grandes líneas de debilidad.
- Producción de sedimentos
  - La cantidad y características de los sedimentos dependen principalmente de la geología; especialmente de la litología, estructura y meteorización. Algunos materiales como las rocas metamórficas meteorizadas son especialmente productoras de sedimentos, mientras otras como las areniscas sanas producen muy pocos sedimentos. Las rocas fracturadas poco meteorizadas permiten la formación de cauces con bloques de gran tamaño. Las arcillolitas y calizas facilitan la producción de arcillas y limos.
- Erodabilidad de los materiales
  - Los ríos sobre materiales erosionables tienden a ser más sensitivos que los que se encuentran sobre materiales muy resistentes a la erosión. Generalmente, los materiales depositados recientemente presentan mayor erosionabilidad que los materiales antiguos. Cada formación geológica o manto de roca o suelo presenta condiciones diferentes de erosionabilidad, lo cual equivale a una dinámica diferente de los ríos o corrientes al pasar por materiales diferentes.
DINÁMICA FLUVIAL
- Aunque las corrientes de agua obedecen a leyes físicas o mecánicas relativamente bien conocidas, no ha sido posible plantear ecuaciones matemáticas que permitan predecir con cierto grado de confiabilidad la morfología del cauce ante determinadas situaciones hidrológicas o antrópicas. Como se trata de un movimiento simultáneo de agua y sedimentos sobre un cauce deformable, existen demasiadas variables para permitir un modelamiento preciso. Esto obliga a considerar en la mayoría de los proyectos de ingeniería de hidráulica fluvial, un cierto grado de incertidumbre sobre la respuesta del río a lo proyectado y se recomienda diseñar proyectos que permitan al cauce cierto grado de libertad para su propio reajuste o equilibrio interno.
- EFECTOS DE LA INTERVENCIÓN ANTROPICA
  - Las modificaciones en los caudales y carga de los sedimentos por la deforestación y las prácticas de cultivos representan alteraciones importantes en el régimen del río, ocasionando modificaciones en la morfología de la corriente. Por ejemplo, es común al deforestar que se disminuya la sinuosidad del río y ocurra profundización acelerada, dependiendo de la sensitividad de la corriente. La deforestación además, aumenta la carga de sedimentos.
  - Sitios en los cuales se produce erosión lateral por la construcción de puentes.
- Proceso de erosión de la orilla por el descenso del nivel de agua
METODOLOGÍA DE ANÁLISIS DE LA DINÁMICA DE CORRIENTES
- se presentan unas guías generales para la planeación y ejecución de investigaciones de dinámica fluvial, de acuerdo a los criterios presentados por Veri-tech Inc. (1998).|
  - Recolección de información
    - El primer paso para el análisis de la dinámica fluvial de una corriente consiste en la recopilación de los datos existentes. El uso de información histórica permite la identificación de las tendencias dinámicas del río y la información muy útil sobre las ratas de cambio en la cuenca.
  - Reconocimiento de campo
    - En el reconocimiento de campo se debe determinar la estabilidad del canal, las características físicas y los procesos geomórficos dominantes
  - Análisis de la estabilidad del canal
    - La tercera fase del estudio de la dinámica es el análisis de la estabilidad del canal. Este se logra por el detalle refinado y detallado de todos los archivos históricos recolectados, la interpretación de los análisis de campo y la integración de estos campos para realizar un diagnóstico completo del comportamiento de la corriente.
    - Análisis de caudales y niveles
      - Si se tiene un record de niveles de agua y/o caudales, se debe realizar gráficos de caudal contra fecha para determinar si la tendencia es a aumentar o disminuir con el tiempo y los valores máximos, mínimos y medios. Se considera que un canal está en equilibrio cuando no muestra tendencia ni a aumentar ni a disminuir la altura del agua y/o el caudal.
    - Análisis comparativo de topografía
      - Se deben dibujar planos en planta, sección transversal y perfil longitudinal para diferentes épocas o fechas. El análisis del cambio topográfico en la corriente con el tiempo muestra la tendencia dinámica del canal tanto en profundidad como en planta. En ocasiones se puede analizar la variación del thalweg con el tiempo y su relación con modificaciones a la orilla o a la sección del canal por estructuras de protección, puentes, etc
    - Métodos de análisis o diseño
      - Existen una gran cantidad de métodos, algunos empíricos y otros de modelación hidráulica que permiten analizar el comportamiento del canal. Es importante dentro de estos modelos tener en cuenta las velocidades máximas permisibles, la fuerza tractiva y las relaciones de régimen del canal. Existen programas de Software que permiten analizar la información obtenida en el campo e incluso se puede modelar el comportamiento de la corriente hacia el futuro.