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UNIDAD 3. DINÁMICA FLUVIAL
Mgtr. Vicente Albiñana Torregrosa
Facultad de Ingeniería / Escuela de Ingeniería Civil Ambienta...
1. INTRODUCCIÓN
2. ACCIONES DE LA DINÁMICA FLUVIAL
4. PERFIL LONGITUDINAL
5. MORFOLOGÍA DE LOS RÍOS
6. DEPÓSITOS FLUVIALES...
7. TERRAZAS FLUVIALES
8. ASPECTOS INGENIERILES
1. INTRODUCCIÓN
- Las variables que intervienen en los procesos fluviales son muy numerosas y, en
ocasiones, difíciles de ...
1. INTRODUCCIÓN
EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS FLUVIALES
•Comportamiento dinámico (evolución rápida en el tiempo geológico).
•L...
2. ACCIONES DE LA DINÁMICA FLUVIAL
EROSIÓN
El agua en sí misma o en conjunción con la carga movilizada, produce el arranqu...
2. ACCIONES DE LA DINÁMICA FLUVIAL
SEDIMENTACIÓN
•Precipitación: al sobrepasar el producto de solubilidad.
•Decantación: p...
3. CONCATENACIÓN DE LAS ACCIONES EN EL RÍO
BALANCE ENERGÉTICO
PN = PB – PA
PB es la potencia bruta o total (energía total ...
3. CONCATENACIÓN DE LAS ACCIONES EN EL RÍO
Toda corriente fluvial tiende a adquirir una pendiente que le proporcione la en...
3. CONCATENACIÓN DE LAS ACCIONES EN EL RÍO
4. PERFIL LONGITUDINAL
Perfil longitudinal : Todos los ríos tienden a encajar su cauce y a suavizar su perfil
longitudinal...
4. PERFIL LONGITUDINAL
4. PERFIL LONGITUDINAL
4. PERFIL LONGITUDINAL
Variaciones de la Anchura, profundidad, velocidad y pendiente, según el
tramo de río
5. MORFOLOGÍA DE LOS RÍOS
CABECERA
•Fuerte pendiente y evacuación rápida de los detritus.
•Valles angostos con sección en ...
5. MORFOLOGÍA DE LOS RÍOS
MEANDROS
Los ríos no discurren en planta sobre líneas rectas. Debido a las irregularidades y
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5. MORFOLOGÍA DE LOS RÍOS
MEANDROS
5. MORFOLOGÍA DE LOS RÍOS
MEANDROS
5. MORFOLOGÍA DE LOS RÍOS
MEANDROS
6. DEPÓSITOS FLUVIALES
-Formaciones no consolidadas de granulometría muy irregular: desde arcillas y
limos hasta bolos y g...
6. DEPÓSITOS FLUVIALES
6.1.1 CHANEL LANG (FONDO DE CANAL)
A veces una corriente deposita
materiales en el fondo de su cana...
6. DEPÓSITOS FLUVIALES
6.1.3 ISLAS (BARRAS DE CANAL)
Típicos de ríos anastomosados, su
granulometría depende del tramo en ...
6. DEPÓSITOS FLUVIALES
6.3 DEPÓSITOS ALEJADOS DEL CAUCE
6.3.1 DEPÓSITOS DE LLANURA DE INUNDACIÓN
Se producen en las zonas ...
7. TERRAZAS FLUVIALES
Son el resultado del encajamiento de los ríos en sus propias
llanuras de inundación, es decir, en lo...
7. TERRAZAS FLUVIALES
8. ASPECTOS INGENIERILES
PROBLEMAS EN LA PROTECCIÓN DE MÁRGENES
En el caso de los meandros debe tenerse en cuenta su evolu...
8. ASPECTOS INGENIERILES
PROBLEMAS EN LA PROTECCIÓN DE MÁRGENES
8. ASPECTOS INGENIERILES
ENCAUZAMIENTOS Y CORTAS
Normalmente un encauzamiento rectificará el trazado de cauce aumentado la...
8. ASPECTOS INGENIERILES
ENCAUZAMIENTOS Y CORTAS
8. ASPECTOS INGENIERILES
LLANURAS DE INUNDACIÓN EN EL CURSO BAJO
En los cursos bajos de los ríos, para proteger las márgen...
8. ASPECTOS INGENIERILES
LLANURAS DE INUNDACIÓN EN EL CURSO BAJO
8. ASPECTOS INGENIERILES
DESEMBOCADURAS
8. ASPECTOS INGENIERILES
EMBALSES
La cerrada y el vaso del embalse van a depender generalmente del tramo de río
en que nos...
8. ASPECTOS INGENIERILES
PRESAS
8. ASPECTOS INGENIERILES
INTERACCIÓN PRESA-DINÁMICA FLUVIAL
8. ASPECTOS INGENIERILES
INTERACCIÓN PRESA-DINÁMICA FLUVIAL
8. ASPECTOS INGENIERILES
INTERACCIÓN PRESA-DINÁMICA FLUVIAL
8. ASPECTOS INGENIERILES
INTERACCIÓN PRESA-DINÁMICA FLUVIAL
8. ASPECTOS INGENIERILES
INTERACCIÓN PRESA-DINÁMICA FLUVIAL
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INTERACCIÓN PRESA-DINÁMICA FLUVIAL
8. ASPECTOS INGENIERILES
OTROS ESTUDIOS EN PRESAS
8. ASPECTOS INGENIERILES
PUENTES
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8. ASPECTOS INGENIERILES
EXTRACCIÓN DE ÁRIDOS
8. ASPECTOS INGENIERILES
AFECCIONES A LA DINÁMICA FLUVIAL
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Unidad 3.dinámica fluvial

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Unidad 3.dinámica fluvial

  1. 1. UNIDAD 3. DINÁMICA FLUVIAL Mgtr. Vicente Albiñana Torregrosa Facultad de Ingeniería / Escuela de Ingeniería Civil Ambiental / Ingeniería Geológica
  2. 2. 1. INTRODUCCIÓN 2. ACCIONES DE LA DINÁMICA FLUVIAL 4. PERFIL LONGITUDINAL 5. MORFOLOGÍA DE LOS RÍOS 6. DEPÓSITOS FLUVIALES 3. CONCATENACIÓN DE LAS ACCIONES EN EL RÍO
  3. 3. 7. TERRAZAS FLUVIALES 8. ASPECTOS INGENIERILES
  4. 4. 1. INTRODUCCIÓN - Las variables que intervienen en los procesos fluviales son muy numerosas y, en ocasiones, difíciles de cuantificar. - Muchos tipos de ríos, desde muy caudalosos con caudal homogéneo hasta el otro extremo, con circulación esporádica de grandes caudales con alto poder erosivo, propio de climas muy áridos. - Rambla: flujo de agua intermitente, con importante circulación subálvea, cauces amplios. - Los ríos son cauces con circulación prácticamente continua. - Necesidad de regular (analizar el funcionamiento de los ríos: clima, forma y tipo de presentación de la precipitación, litologías, periodos de recurrencia, etc. - Normalmente no presentan un cauce único, sino que configuran una red hidrográfica en la que destaca uno de ellos como colector principal, con una serie de afluentes.
  5. 5. 1. INTRODUCCIÓN EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS FLUVIALES •Comportamiento dinámico (evolución rápida en el tiempo geológico). •La gravedad juega un papel importante en los sistemas fluviales, pues va a ser la que proporciona la energía potencial al agua, que será transformada en su movimiento en energía cinética y las acciones de erosión, transporte y sedimentación. •FACTORES DE CONDICIONAN LA EVOLUCIÓN DE UN SISTEMA FLUVIAL •Climatología (precipitaciones, temperatura, etc). •Relieve inicial (desnivel que proporciona la energía potencial). •Litología. •Estructura tectónica (dirección de fallas, diaclasas, etc.). •Características del suelo (sobre todo tipo y densidad de vegetación). •Nivel de base (nivel de referencia energético, que puede ser absoluto, caso del mar o relativo, caso de un embalse). •Intervención antrópica (presas, encauzamientos, cortas, etc).
  6. 6. 2. ACCIONES DE LA DINÁMICA FLUVIAL EROSIÓN El agua en sí misma o en conjunción con la carga movilizada, produce el arranque y el desgaste de los materiales. •Acción del agua: provoca tensiones de arrastre-empuje sobre las paredes del cauce. •Fenómenos químicos (corrosión): disolución, hidrólisis, oxidación-reducción, etc. •Fenómenos mecánicos: rotura, desgaste y arranque de partículas por choque de los materiales arrastrados y el lecho del cauce. •TRANSPORTE •Flotación: materiales que arrastra el flujo en superficie como consecuencia de tener una densidad inferior a la fluido. •Disolución: iones que pueden proceder de la atmósfera, de la corrosión, de residuos orgánicos, etc. •Suspensión (normalmente tamaños < 0,064 mm): partículas orgánicas o minerales (arcillas y limos). •Carga de fondo: elementos gruesos que se desplazan por rodadura, arrastre-deslizamiento y saltación. Va a producir el desgaste de los materiales transportados buscando una geometría más redondeada y suavizando todo tipo de irregularidades, algo que queda patente en los depósitos aluviales (formados por cantos rodados).
  7. 7. 2. ACCIONES DE LA DINÁMICA FLUVIAL SEDIMENTACIÓN •Precipitación: al sobrepasar el producto de solubilidad. •Decantación: pérdida de sustentación al disminuir la velocidad (remansos, estancamientos, cambios bruscos de régimen…). •Abandono de carga en el fondo: al descender la energía energético de la corriente y, en consecuencia, de su capacidad para el empuje arrastre.
  8. 8. 3. CONCATENACIÓN DE LAS ACCIONES EN EL RÍO BALANCE ENERGÉTICO PN = PB – PA PB es la potencia bruta o total (energía total por unidad de peso). PA es la potencia absorbida (transportar la carga y vencer todos los rozamientos). PA = Pre + Pri + Pt Pre es la potencia consumida en el rozamiento del agua y el material transportado con el cauce. Pri es la potencia consumida por rozamiento interno del aguay los materiales entre si. Pt es la energía consumida en transportar la carga sólida. PN > 0 Erosión PA < PB Suavización pendiente Aumento de la carga Disminuye PB y aumenta PA hasta que PB = PA. PN < 0 Sedimentación PA > PB Incremento pendiente Reducción de la carga Aumenta PB y disminuye PA hasta que PB = PA. PN = 0 Equilibrio (sólo transporte)
  9. 9. 3. CONCATENACIÓN DE LAS ACCIONES EN EL RÍO Toda corriente fluvial tiende a adquirir una pendiente que le proporcione la energía mínima necesaria para, deducido el rozamiento, transportar la carga, es decir, una pendiente en la que PN tienda a cero (PENDIENTE DE EQUILIBRIO). ECUACIÓN DE LANE Qs D50 α Q S Qs Caudal sólido. D50 Diámetro característico del material. Q caudal líquido. S pendiente.
  10. 10. 3. CONCATENACIÓN DE LAS ACCIONES EN EL RÍO
  11. 11. 4. PERFIL LONGITUDINAL Perfil longitudinal : Todos los ríos tienden a encajar su cauce y a suavizar su perfil longitudinal, buscando el perfil de equilibrio. Suele tener forma cóncava (hipérbola) aunque localmente puede aparecer escalonado, convexo o irregular.
  12. 12. 4. PERFIL LONGITUDINAL
  13. 13. 4. PERFIL LONGITUDINAL
  14. 14. 4. PERFIL LONGITUDINAL Variaciones de la Anchura, profundidad, velocidad y pendiente, según el tramo de río
  15. 15. 5. MORFOLOGÍA DE LOS RÍOS CABECERA •Fuerte pendiente y evacuación rápida de los detritus. •Valles angostos con sección en V. •Valores elevados de PN. •TRAMO MEDIO •Valores moderados o nulos de PN. •Pendiente mucho menor que en el tramo anterior. •Transporte de carga sin partículas más gruesas. •Valles en artesa (muy amplios y de fondo llano). •DESEMBOCADURA •Valores muy pequeños de energía para el transporte y casi nulos para la erosión. •Pendiente muy pequeña y escasa velocidad. •LLANURAS ALUVIALES. •MEANDROS. •LLANURA DE INUNDACIÓN
  16. 16. 5. MORFOLOGÍA DE LOS RÍOS MEANDROS Los ríos no discurren en planta sobre líneas rectas. Debido a las irregularidades y heterogeneidades del terreno, entre otras causas, el trazado sufre desviaciones que producen curvaturas iniciales. Estas curvaturas se van a ir acentuando debido a las corrientes transversales que se producen en el flujo debido a las fuerzas centrífugas. Esto es lo que producirá la formación de los meandros. En la ribera cóncava del meandro se produce erosión por socavamiento (zona de mayor velocidad) y en la ribera convexa el agua va a depositar sedimentos (arenas y gravas).
  17. 17. 5. MORFOLOGÍA DE LOS RÍOS MEANDROS
  18. 18. 5. MORFOLOGÍA DE LOS RÍOS MEANDROS
  19. 19. 5. MORFOLOGÍA DE LOS RÍOS MEANDROS
  20. 20. 6. DEPÓSITOS FLUVIALES -Formaciones no consolidadas de granulometría muy irregular: desde arcillas y limos hasta bolos y gravas gruesas, pasando por tamaño arena. -Presentan cierto grado de estratificación, aunque son heterogéneos. - Aparecen con frecuencia lentejones de arenas o arenas y gravas en una matriz limoarcillosa. -Constituyen un excelente suministro de materiales de construcción. 6.1 DEPÓSITOS DE CANAL
  21. 21. 6. DEPÓSITOS FLUVIALES 6.1.1 CHANEL LANG (FONDO DE CANAL) A veces una corriente deposita materiales en el fondo de su canal. Si esas acumulaciones se vuelven lo suficientemente gruesas como para obstruir el cauce, obligan a dividirse a la corriente y seguir varios caminos. La consecuencia es una red compleja de canales convergentes y divergentes que se abren camino entre las barras. Debido a que esos canales tienen una apariencia interconectada, se dice que la corriente es anastomosada.
  22. 22. 6. DEPÓSITOS FLUVIALES 6.1.3 ISLAS (BARRAS DE CANAL) Típicos de ríos anastomosados, su granulometría depende del tramo en que se encuentre. 6.1.4 POINT BAR (BARRAS DE MEANDRO) Se encuentran en la parte interna (convexa) de los meandros. Suele presentar granoselección de forma que el tamaño de grano desciende hacia la superficie. 6.2 DEPÓSITOS DE MARGEN Depósitos de margen: relleno de depresiones, grietas, diques paralelos al cauce (motas)
  23. 23. 6. DEPÓSITOS FLUVIALES 6.3 DEPÓSITOS ALEJADOS DEL CAUCE 6.3.1 DEPÓSITOS DE LLANURA DE INUNDACIÓN Se producen en las zonas más alejadas del cauce, son elementos de granulometría fina transportados en suspensión.
  24. 24. 7. TERRAZAS FLUVIALES Son el resultado del encajamiento de los ríos en sus propias llanuras de inundación, es decir, en los propios depósitos fluviales. En general, presentan dos tipologías: Terrazas encajadas y escalonadas (colgadas). La causa puede atribuirse a variaciones en el nivel de base o a cambios importantes en el clima (fuertes variaciones de caudal). TERRAZAS ENCAJADAS: Terrazas encajadas: Se forman cuando el encajamiento del río no sobrepasa el espesor del antiguo aluvión (derecha del dibujo). TERRAZAS ESCALONADAS: Cuando el encajamiento del río corta todo el espesor del aluvión y llega a erosionar el sustrato rocoso se llaman escalonadas o colgadas (Izquierda del dibujo). Cuando son debidas al clima, se suelen denominar climáticas o eustáticas (variación en el nivel del mar por efecto de los periodos glaciares o interglaciares). No tienen porqué ser simétricas ni tener el mismo número de terrazas en ambas márgenes.
  25. 25. 7. TERRAZAS FLUVIALES
  26. 26. 8. ASPECTOS INGENIERILES PROBLEMAS EN LA PROTECCIÓN DE MÁRGENES En el caso de los meandros debe tenerse en cuenta su evolución en planta a lo largo del tiempo, y en el caso que sea necesaria su fijación, por encontrarse dentro de una población, ser atravesado por un puente, etc. La margen que debe protegerse con mayor robustez es la exterior, ya que es en la que se producirá erosión.
  27. 27. 8. ASPECTOS INGENIERILES PROBLEMAS EN LA PROTECCIÓN DE MÁRGENES
  28. 28. 8. ASPECTOS INGENIERILES ENCAUZAMIENTOS Y CORTAS Normalmente un encauzamiento rectificará el trazado de cauce aumentado la pendiente del lecho (caso de las cortas) y además tendrá unos coeficientes de rozamiento menores. Esto aumentará la capacidad de desague del tramo y la velocidad del flujo. Por este motivo, aguas abajo del mismo, se producirán importantes erosiones en el lecho y posibles problemas de anegamiento en el caso de no estar bien diseñado el encauzamiento. Igualmente los tramos encauzados (en el caso del hormigón y materiales resistentes) van a impedir la erosión en el tramo por parte del flujo, luego estamos trasladando esa energía de erosión aguas abajo del tramo encauzado. En la actualidad, los encauzamientos rígidos (obras de hormigón) se suelen limitar a zonas muy específicas, como es el caso de áreas urbanas, buscando soluciones más flexibles en el resto (acondicionamiento del cauce, escollerado parcial, etc.) para reducir el impacto ambiental y modificar lo mínimo posible la dinámica fluvial.
  29. 29. 8. ASPECTOS INGENIERILES ENCAUZAMIENTOS Y CORTAS
  30. 30. 8. ASPECTOS INGENIERILES LLANURAS DE INUNDACIÓN EN EL CURSO BAJO En los cursos bajos de los ríos, para proteger las márgenes de la erosión y evitar el desbordamiento en situaciones de avenida, se colocan motas en ambas márgenes. Lo que se produce es un aumento de los depósitos sobre el cauce debido a la delimitación que hemos impuesto a sus márgenes. Antes estos sedimentos se dispersaban por toda la llanura aluvial. Este aumento de sedimentos disminuye la capacidad del cauce y obliga a aumentar la cota de las motas laterales, con lo que al final de mucho tiempo nos encontramos en la situación en la que el cauce del río puede tener una cota superior a la de la llanura de inundación. En este caso una rotura de una de las motas (en avenida) provoca el anegamiento de un gran área y la dificultad de su drenaje una vez ha terminado la crecida, ya que el cauce se encuentra a una cota superior a la de la llanura de inundación.
  31. 31. 8. ASPECTOS INGENIERILES LLANURAS DE INUNDACIÓN EN EL CURSO BAJO
  32. 32. 8. ASPECTOS INGENIERILES DESEMBOCADURAS
  33. 33. 8. ASPECTOS INGENIERILES EMBALSES La cerrada y el vaso del embalse van a depender generalmente del tramo de río en que nos encontremos, y por tanto la capacidad del embalse. En zonas próximas a la cabecera vamos a encontrar valles cerrados en V con fuertes pendientes. Vamos a obtener volúmenes de embalse pequeños, necesitando una presa de altura importante debido al desnivel del cauce. Embalses para aprovechamientos hidroeléctricos. En zonas bajas, valles más abiertos con un fondo menos tendido, lo que proporciona embalses de mayor volumen sin necesidad de una cota de coronación importante. Estos embalses serán adecuados para atender demandas de abastecimiento y regadíos.
  34. 34. 8. ASPECTOS INGENIERILES PRESAS
  35. 35. 8. ASPECTOS INGENIERILES INTERACCIÓN PRESA-DINÁMICA FLUVIAL
  36. 36. 8. ASPECTOS INGENIERILES INTERACCIÓN PRESA-DINÁMICA FLUVIAL
  37. 37. 8. ASPECTOS INGENIERILES INTERACCIÓN PRESA-DINÁMICA FLUVIAL
  38. 38. 8. ASPECTOS INGENIERILES INTERACCIÓN PRESA-DINÁMICA FLUVIAL
  39. 39. 8. ASPECTOS INGENIERILES INTERACCIÓN PRESA-DINÁMICA FLUVIAL
  40. 40. 8. ASPECTOS INGENIERILES INTERACCIÓN PRESA-DINÁMICA FLUVIAL
  41. 41. 8. ASPECTOS INGENIERILES OTROS ESTUDIOS EN PRESAS
  42. 42. 8. ASPECTOS INGENIERILES PUENTES
  43. 43. 8. ASPECTOS INGENIERILES PUENTES
  44. 44. 8. ASPECTOS INGENIERILES PUENTES
  45. 45. 8. ASPECTOS INGENIERILES PUENTES
  46. 46. 8. ASPECTOS INGENIERILES PUENTES
  47. 47. 8. ASPECTOS INGENIERILES PUENTES
  48. 48. 8. ASPECTOS INGENIERILES EXTRACCIÓN DE ÁRIDOS
  49. 49. 8. ASPECTOS INGENIERILES AFECCIONES A LA DINÁMICA FLUVIAL

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