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Introducción. Ciclos fluviales y procesos. Variabilidad y cambio en ríos aluviales Forma de la corriente y geometría canales aluviales Respuesta cualitativa de los sistemas fluviales Modelamiento de sistemas fluviales Problemas de carreteras relacionados a cambios de gradación Problemas de estabilidad de corrientes en cruces de carreteras Problemas resueltos

» Ríos jóvenes, maduros o viejos: pendiente y transporte sólido. Incision de canales y procesos erosión. » Llanuras de inundación y formación de deltas » Umbral geomórfico: respuesta cuenca y rios » Abanicos aluviales: cambio pendiente fuerte a suave producen inundaciones, flujos de escombros, deposición, incisión canales y avulsión. Tipos: − − −

. Secos o lodosos (efímeros) . Húmedos o canales fluviales (rios perennes)

» Migración de singularidades y Headcutting: ˃ Erosión continua hasta que la gradiente disminuye y aumenta el ancho al punto de deposición

» Complejidad en tiempo y espacio. Diferencias: ˃ Los rios se diferencian dependiendo de su hidrologia, carga de sedimentos e historia geologica. ˃ Los rios cambian naturalmente a través del tiempo como resultados de los cambios climáticos e hidrológicos. ˃ A lo largo de un río puede haber varabilidad considerable de la morfologia del canal debido a los controles geologicos y geomorficos.

» Ejemplo de cambios en un canal de laboratorio al variar la pendiente:

» Diferencias a través del tiempo cuando el caudal y la carga de sedimentos disminuyen. Pasa de A a E.

» Diferencias entre tramos. Ejemplos: ˃ Deformaciones tectonicas del piso del valle y la presencia de material mas resistente en el lecho o valle. Río Mississippi entre Cairo, Illinois y Old River

Río Nilo entre Cairo y Quena: aporte material grueso rio Quena y tectónica

Ademas impacto por presa Aswam fue mucho menor que el calculado.

Rio Mississippi

Rio Nilo

Lecho arena

Lecho arena

Bajo el lecho de arena: arcilla del terciario y Bajo el lecho de arena: armadura de grava gravas del pleistoceno y guijarros. Mucho más dinámico pero responde a controles geológicos e influencias de tributarios Son similares por tamaño y transportan cantidades similares de sedimentos Difieren morfologica y dinamicamente por sus diferentes historias

Para anticipar y predecir la respuesta del río: El pasado y el presente deben ser combinados para conseguir una solución geomorfica ingenieril para el mantenimiento o restauración del río

» Clasificación Brice y Blodget 1978:

» Según estabilidad y amenazas, Shen et al. 1981

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• En los ríos ramificados el transporte sólido real excede en valor a la capacidad de transporte del río. • Esto origina una deposición de los sedimentos en forma de barras e islotes y obliga al curso principal a dividirse formando cauces secundarios

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La presencia de barras e islotes, originados por la sobre-deposición de sedimentos, genera flujos en dirección de las orillas que las van erosionando paulatinamente, por dicho motivo los cauces ramificados tienen tendencia a hacerse más anchos. • La configuración en planta de un río ramificado cambia con el nivel del agua y con el tiempo.

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La presencia de barras e islotes, originados por la sobre-deposición de sedimentos, genera flujos en dirección de las orillas que las van erosionando paulatinamente, por dicho motivo los cauces ramificados tienen tendencia a hacerse más anchos. • La configuración en planta de un río ramificado cambia con el nivel del agua y con el tiempo.

• Las avulsiones son fenómenos que consisten en el abandono súbito del curso principal por otro aleatorio.

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Se origina con la sedimentación de un tramo del río, esto produce una elevación de los niveles del lecho forzando al río a adoptar un curso diferente pero más cómodo. • Por lo general se producen durante una creciente o mediante un proceso de erosión de riberas, el río crea una brecha en sus bancos naturales y fluye a través de su nuevo curso. El río puede adoptar un curso antiguo o uno completamente nuevo.

» • Los daños ocasionados por las avulsiones » suelen ser cuantiosos puesto que ocurren de » manera súbita.

- con degradación Canales múltiples ramificados

Ramificación debido a fuerte pendiente

- con equilibrio aproximado

Ramificación debido a agradación

-Fuerte pendiente

- con agradación

-Moderada pendiente

-Baja pendiente Canales múltiples no ramificados

Tipo delta de tierra Tipo delta ordinario

» Leopold y Maddock 1953 (USA)

» Leopold y Maddock 1953 (USA): » Relaciones en la estación: W, y0, V y Qs a la variación del caudal en una estación » Relaciones aguas abajo: relacionar estas variables a las descargas de una frecuencia de ocurrencia dada en varias secciones de la cuenca de drenaje.

» Leopold y Maddock 1953 (USA):

» Leopold y Maddock 1953 (USA):

» Leopold y Maddock 1953 (USA):

» Frecuencia de la descarga a considerar para la geometría aguas abajo: estado de banco lleno: ˃ Regiones áridas y/o corrientes efimeras: Periodo de retorno 1,5 años ˃ Regiones húmedas y/o corrienes perennes: periodo de retorno de 5 a 10 años

» Comunmente 90% del transporte total es causado por el caudal que es igual o excedido el 10% del tiempo.

» Tramos estables alcanzaron el equlibrio prácticamente. No se agradan ni degradan. » La agradación o degradación afecta las obras. » Se requiere mayor conocimiento de los resultados de una medida en el rio. Para ello se requiere: » 1) estudiar el rio en su condición natural » 2) estimar el caudal y la descarga de sedimentos. » 3) ser capaz de predecir los efectos y magnitudes de las actividades humanas futuras. » 4) Aplicar los conocimientos de geologia, suelos, hidrologia e hidraulica de canales aluviales.

» Modelos físicos: similitud dinamica empleando generalmente el Numero de Froude. Los modelos pueden ser rigidos o de lecho movil » Modelos matemáticos: ˃ Unidimensionales cuasi permanentes

» Impermanentes o cuasi permanentes: solución acoplada o no acoplada de las ecuaciones hidrodinamicas y de transporte de sedimentos.

» Necesidad de datos: ˃ Condiciones iniciales: geometria y condiciones del lecho y distribucion granulometrica de sedimentos al inicio ˃ Condiciones de frontera: ingreso de agua por la frontera, ecuaciones de transporte de sedimentos ˃ Caracteristicas de rugosidad del lecho en cada punto computacional

» Debidos a actividades humanas ˃ ˃ ˃ ˃

Alteraciones canal Cambios uso tierras Excavacion o minas en los cauces Presas y reservorios

» Causas naturales ˃ Escombros flotantes ˃ Flujo de lodos y escombros

» Estabilidad de bancos: ˃ Bancos inestables con tasa de erosión moderada a alta ˃ Bancos inestables con tasa de erosión baja a moderada ˃ Bancos estables con muy baja tasa de erosión

» Relacionados con la relocalizacion canal

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