Geomorfología Fluvial
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Geomorfología FluvialExperiencia de Golder
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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
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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
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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
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Degradación/Agradación de lechos
Ocurre cuando la balanza se inclina
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Componentes de un Estudio
Caracterización del lecho y terrazas
Caracterización de barras, piscinas y terrazas; determinación de niveles de inundación histórica.
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Componentes de un Estudio
Materiales
Análisis de tamaños y calidad del material
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Componentes de un Estudio
Topografía y Batimetría
Generación de información geométrica para evaluación de arrastre
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Componentes de un Estudio
Hidrología e hidráulica
Cálculo de caudales de diseño para diferentes períodos de retorno
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TIPOS DE ESTUDIOS
DINAMICA FLUVIALDeterminar historia del cauce y posible evolución del mismo
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TIPOS DE ESTUDIOS
ARRASTRE DE MATERIALESEvaluar características de los sedimentos en un cauce para estimar susceptibilidad a arrastre con un evento de flujo
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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.
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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)
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El Método de Shields
Compara resistencia del lecho basada en los materiales en el canal con la potencia del cauce
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Mike21C y FLO-2D
Modelación 2D Balance de sedimentos Cambios en geometría
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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.)
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Resultados
Espesor del depósito
Profundidad de agua
Esfuerzo tractivo
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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
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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
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Extracción en río
Problema
Degradación del canal, impacto a infraestructura
Causas
Extracción de gravas Urbanización
Metodo
Estudio geomórfico Modelo HEC-6T
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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
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Bioingeniería
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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'